关于综采放顶煤安全开采间题的认识
综采放顶煤开采技术与问题探究
一
题。
2 . 1绝对 瓦斯量 增加
1 . 4综放 支架受 力与顶板 结构 的 关 系 ห้องสมุดไป่ตู้
采空区的充填程度和顶板结构都能对综采造成一 定 的影 响 。一 般 来 说 , 支 架 所 承 受 的压 力 不 会 受 到 顶 板 的较 大影 响 , 所 以在 支 架 的配 套 过 程 当 中并 不 需 要 完全按照顶板 的压力进行设计 , 可 以通过对每层进行 压力 检测 , 从 而 进 行 对 支 架 的 压 力 选 择 。一 般 要 按 照 以下步骤选择对坚硬梁式顶板结构的支架调整 : 先是 对顶厚度进行预测 , 这一过程要保障预定放出率 , 根据 放 出率 的多少 进 行 有 规 划 的调 整 ; 其 次 根 据 矿 井 的顶 板岩 层情 况对坚 硬梁 式结 构 的位置 进行预 判 。
一
上按倾角有仰斜开采和俯斜开采的形式 , 倾斜长壁采 煤法适于缓斜薄及 中厚煤层 , 以及被断层或岩浆岩破 坏的不能布置走 向长壁工作面的采 区。倾斜长壁采煤 法 的煤层倾 角 在 l 2 。 以下 时 开 采 效 果 较 好 。倾 斜 长 壁 采煤 法 的特点是 , 工作 面 煤壁 也 较 长 , 工作 面 运 输巷 与 回风 巷是 沿着 煤 倾 斜 方 向掘 进 的 , 而 开 切 眼 是 沿 煤 层 走向方向掘进的。形成回采工 作面后, 沿煤层倾斜方 向向上 ( 仰斜) 或 向下 ( 俯斜 ) 回采 。然 而 , 一些 小 的角 度, 处于 一5 。 水 平 以下 的煤 层 倾 角 、 倾 向多变 呈 波状 起 伏的煤矿 , 为了自身利益近年来依然采用这样的方式 , 因为属近 水 平煤 层 。煤层 倾 角 、 倾 向多 变 且 呈 不 规 则 的波状起 伏加 上 小 断层 发 育 , 最 终 导 致 整 体 技 术 失 效 并牵 连矿 区受损 。 1 . 6综 采放顶 煤 大采 高支架 般, 按我 国煤 炭 行 业 的 划 分 , 采高在 1 . 3 m 以 下 的就算 薄煤层 , 与之 相适 应 的液 压 支 架 , 就是 薄 煤 层液 压支架。大采高的话 , 在 以前 , 4 m 以上就算大采 高了, 近几 年来 , 行 业 技 术 的发 展 、 采 煤 工 艺 的发 展 , 大 家普 遍认 为 , 这一标 准应 该适 当提 高 , 比如 五 米 以上 地 大采 高 支架 , 而综 采 放 顶 煤一 般 要 求 需 要 大 截 深 滚 筒 配合 与采高 相 适 应 的综 采 支 架 来 配 套 , 现 在 国 外 有 最 高 6 . 2 m 采高的支架 , 现在德 国准备研制一次采 8 m 的液 压支架 , 不过 目 前 在国内只有大柳塔煤矿使用 的国外 6 m采高的液压支架。但是技术 的不成熟所带来 的问 题 也相对 比较 严重 。 2 . 综采 放顶煤 开采存 在 的问题
综采放顶煤采煤法应用中的几个问题
VS
顶板监测
为了及时掌握顶板的情况,需要安装顶板 监测系统。该系统可以实时监测工作面顶 板的压力、位移等参数,当出现异常情况 时,能够及时报警并采取相应的应急措施 。
自动化与智能化问题
自动化技术应用
综采放顶煤采煤法在开采过程中,采用自动化技术可以提高生产效率和安全性。例如使用自动化割煤机、输送机 等设备,减轻工人的劳动强度,提高生产效率。
开采条件要求高:综采放顶煤采煤法对开采条件的要求 比较高,如地质条件、煤层厚度等。
设备投入成本高:综采放顶煤采煤法需要使用先进的机 械设备,因此设备投入成本较高。
02
综采放顶煤采煤法在应用 中的问题
瓦斯治理问题
瓦斯抽采技术
综采放顶煤采煤法在开采过程中,需要解决高瓦斯含量的问题。采用瓦斯抽采 技术,通过地面钻孔、井下抽放等方式将煤层中的瓦斯抽出,降低煤层中的瓦 斯压力和含量,为安全生产提供保障。
综采放顶煤采煤法应用中的 几个问题
2023-11-09
contents
目录
• 综采放顶煤采煤法概述 • 综采放顶煤采煤法在应用中的问题 • 综采放顶煤采煤法问题的解决方案 • 综采放顶煤采煤法的发展趋势与展望
01
综采放顶煤采煤法概述
综采放顶煤采煤法的定义与特点
综采放顶煤采煤法是一种先进的煤炭开采方法,利用综合机 械化的手段,对厚及特厚煤层进行开采。
个体防护
为工作人员提供有效的个 体防护装备,如防尘口罩 、防护眼镜等,减少粉尘 对工作人员的危害。
顶板管理方案
顶板监测
安装顶板监测设备,实时监测 顶板压力和变化,及时发现和
处理顶板异常情况。
支护措施
采取有效的支护措施,如单体液压 支柱、锚杆等,加强顶板的支撑和 稳定。
探讨对综采放顶煤采煤法应用中的几个问题
煤壁锚固, 也可应用注桨方法对煤体进行加固, 减少煤壁片帮危害。 ( 四) 放煤环节问题 1 . 综 放 开采 的 采 出率 。 通过 各种可 能 的方 法 提高 综 放开 采 工作 特 别是 顶 煤 采 出率 , 在 减 少煤 炭资 源损 失 的情 况下, 也 机和放顶煤液压支架、 可伸缩运输机以及一些其它配套设备联合进 面的 采 出率 , 从 而降 低 自 燃 火灾 发生 的可 行煤炭采掘的一方法。 其最大特点之一就是全机械化 。 该采煤法具 减 少了综 放 开 采工作面 采空 区的遗 煤量 , 能性 。 措施 主 要有 减 少末采 损失 、 端 头 损失 , 重 点是 减少 放煤 下 艺损 有以下优点: 可连续不间断生产、 高产高效、 生产成本低、 掘进率低、 经 济效 益 高 等 等 , 其 现 已被 广泛 应 用 于 我国 各大 煤 矿 的综 采 工作 面 失, 合理确定放煤步距, 改进放煤工艺等。 如, 为了使顶煤充分冒落, 中。 在 两 巷 超前 工作 面打 深 ; / L I ] I  ̄ 进 行深 孔 爆 破 , 实 践证 明这 样 放煤 效 果 更佳, 放 煤时 坚持 多 循环 、 循 环往 复放 煤 , 每 个放 煤 1 3 放5 — 7 ai r n , 使 ( 一) 适 用范 围 提高 放煤 效率 , 提高煤 炭 回采率 。 综采 放顶 煤 适合在具 备 以下条件 的 采掘 作业面 使用 : 其一 , 适 用 顶 煤 及假顶 均匀下 降 , 2 . 放煤 时严 格 执行 一放 三检制 。 即放 煤前 检 查 , 放 煤 时检 查 , 放 于 煤 层厚度 为7 — 1 5 m的采 掘 作业面 。 通常 情况下 , 该 方 法 的采放 比 在 综采放顶煤采煤法概述 综采放顶煤具体是指利用较大功率的滚筒式采煤机、 刮板输送
综采放顶煤技术的相关问题及对策分析
综采放顶煤技术的相关问题及对策分析摘要本文在简单介绍综采放顶煤开采技术发展现状的基础上,对综采放顶煤开采存在的问题进行分析,并提出解决综采放顶煤问题的相关对策。
关键词综采放顶煤技术;问题;对策1 综采放顶煤开采技术的发展现状1.1国外综采放顶煤技术的相关发展概况在20世纪的初期,最先应用放顶煤开采技术的是一些欧洲的国家。
一直到了50年代末期,前苏联就开始对这方面进行深入的研究,并在不久就研制出了KTY 型掩护式放顶煤液压支架,在库兹巴斯煤田的托姆乌辛斯克这项技术也是迅速地得到了比较好地使用。
一直到60年代初期,一些欧洲国家也开始参与这项研究,比如法国研制成功了“香蕉”支撑掩护式放顶煤液压支架,并于次年在布朗齐区开始进行使用。
液压支架技术也是得到了比较快速的发展,许多国家也纷纷开始采用放顶煤开采煤厚。
这之后,印度、波兰、南斯拉夫等国家也慢慢使用综放技术,由于受国际能源结构变化的影响,该应用的效果并不是很理想。
80年代后这项技术开始逐渐萎缩,90年代之后基本很少使用。
1.2 我国的综采放顶煤技术的相关发展概况从20世纪80年代开始我国的综放得到了比较好的发展。
我国自行研制的FY400/14/28 综放支架开始进行的试验主要是在沈阳矿务局蒲河矿,但是后来由于四连杆强度较低,支架稳定性比较差以及缺乏完善的配套设备,导致试验被中止。
1987 年平顶山矿务局一矿在引进匈牙利VHP-732 型高位插底式放顶煤液压支架的研究的基础之上,取得了比较满意的结果:回采率79.6% ,最高月产55 000t,平均工效25.5t。
我国的综放技术在1984年到1994年之间得到了迅速的发展。
截止1998年,全国64 个百万吨综采队中,有22 个是综放,全国综放总产量达到7 000 104 t,使用条件也有所改善,由初期的缓倾斜煤层发展到倾斜、急倾斜煤层。
现如今,我国的综放技术已经发展得比较先进,使用范围也逐步扩大,基本接近于世界领先水平。
[放顶煤开采存在问题及解决途径]放顶煤开采
[放顶煤开采存在问题及解决途径]放顶煤开采【摘要】自从我国第一套综采放顶煤设备下井试验以来,综放开采取得了很大发展,已在近30个矿务局70多个工作面推广应用,取得了明显的经济效益和社会效益。
尽管如此,综放开采技术仍存在许多问题,如采出率偏低、采空区丢煤易自燃、工作面粉尘严重超标等。
【关键词】放顶煤开采;解决途径 1.煤炭回收率采出率是评价综放工艺技术的主要指标之一。
目前,我国综放开采工作面采出率一般为80%~90%,煤损比较严重。
放顶煤采出率包括两项内容:一是采区采出率;二是工作面采出率。
1.1影响采区采出率的因素有(1)采区上山煤柱分摊损失,约占采区采出率的2%。
(2)采区隔离煤柱分摊损失,约占采区采出率的2%。
(3)顺槽隔段煤柱损失,约占采区采出率的5%。
(4)顺槽及切眼丢顶(底)煤损失,约占采区采出率的3%。
1.2影响工作面的采出率的因素有(1)初采损失,指从切眼至第一次放煤距离一般为8~12m 不放煤丢失顶煤量。
(2)两端开采损失,指在开采过程中工作面上下两端至少有2支架不放煤丢失顶煤量。
(3)末采损失,即工作面距停采线12~15m不放煤的顶煤损失量。
(4)支架之间上部的脊背煤损失。
(5)放煤步距之间的顶煤损失。
因此,为了确保放顶煤开采达到国家技术政策对采区采出率不低于75%的要求,应采取如下措施:(1)在地质条件允许的情况下,尽可能加大采区推进长度或合并开采,减少采区煤柱损失。
(2)缓倾斜煤层除底软有水外,应采取走向长壁或平行断层布置俯采或伪斜俯采,切忌仰采。
两巷要沿底板定向掘进,尽力避免丢顶煤。
(3)按煤岩力学特性、煤层结构和顶煤冒落破坏移动规律,考虑支架辅助破煤的厚度只能作用在下位的2~3m左右,结合实际合理确定分层开采厚度。
(4)对顶煤不易破碎、冒落和放出的煤层,采用具有有效辅助破煤机构的液压支架,若顶煤超过3m时,应采取超前水力压裂措施。
(5)确定放煤步距和与割煤相配合的、合理的组织方式以及放煤的操作程序,力求避免早期混矸,减少丢失顶煤。
综采工作面放顶煤开采的几个技术问题
综采工作面放顶煤开采的几个技术问题[摘要]本文主要阐述了综采工作面放顶煤的特点和性能、放煤方式、滑移支架放顶煤采煤工艺等问题,并对放顶煤采煤法的优缺点进行了分析。
[关键词]综采工作面放顶煤开采技术中图分类号:td 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)08-174-011、综采工作面放顶煤的特点和性能放顶煤液压支架是在长壁工作面液压支架基础上发展而来的,控制基本顶、维护直接顶.自移和推移输送机的功能是一致的,而放顶煤机构、支架受力、排头支架、降尘及其他方面的功能各有不同。
它的主要特点和性能如下:(1)放顶煤液压支架有液压控制的放煤机构。
放顶煤工作面生产的煤炭大部分由放煤口放出,放煤机构的液压控制性能较好,开闭迅速、可靠,放煤口不易堵塞,有较好的喷雾降尘装置。
(2)工作面放煤时,可能地会有大块煤冒落,放煤机构要有强力可靠的二次破煤性能。
(3)大部分放顶煤支架采用两部刮板输送机,后部刮板输送机专门运送放出的顶煤,支架要有推移后部刮板输送机和清理后部浮煤的性能和机械。
要研究支架后部留有通道,作为维修后部刮板机和排矸使用(4)邻近支架放煤时顶煤的运动会使未放煤的支架受到侧向力,支架结构要有较强的抗扭和抗侧向力的功能。
(5)双输送机放顶煤支架,要求有相当的工作空间,支架的控顶距较大,顶梁较长。
(6)放顶煤工作面的顶板为煤,在反复支撑作用下多已破碎,支架要全封闭顶板,更好控制端面冒顶和避免架间漏矸的性能;放顶煤工作面采煤机的采高是按最佳工作条件确定,采高一般在2.5m —3.0m;放顶煤支架重量较大。
工作面浮煤多,支架要有较大的拉架力,并速度要快,可带压擦顶移架。
2、放煤方式2.1、放顶煤回采工艺流程放顶煤回采的主要工艺过程如图1所示:放顶煤开采一个循环是以放煤工序完成为标志的。
2.2、放顶煤及放顶煤步距放顶煤为综放开采的关键工序,通常按架型、放煤口位置及几何尺寸、顶煤厚度及破碎状况,科学确定放顶煤的步距与作业。
浅析煤矿综采放顶煤安全开采问题
浅析煤矿综采放顶煤安全开采问题摘要:综采放顶煤开采是厚煤层开采技术的一项重大突破,越来越多的煤矿采用这一技术实现了高产高效的目标,但是放顶煤开采所带来的回采率低、顶板难管理、设备和环境安全隐患较多等问题一直制约着放顶煤开采技术的应用。
探讨和研究如何提高煤矿综采放顶煤开采技术的应用质量,保障煤矿开采顺利进行,具有十分重要的现实意义。
关键词:浅析煤矿综采放顶煤安全开采问题引言综放开采工艺作为一种针对厚煤层的高效回采工艺,加强对其应用技术的分析研究,确保其在更多厚煤层赋存条件下得到有效运用,对于推动矿井生产的高效发展,实现矿井资源充分利用具有不可替代的积极意义。
1综采放顶煤开采的技术特点现代综采放顶煤矿开采行业具有以下特点:第一,借助一些相应的接卸设备,在传统的开采方式上进行调节完善,突破固有的系统和流程,并采取恰当的解决方法进行输送,具有效率高、速度快的特点。
第二,煤炭开采的实际过程需要将开采设备与输送设备相结合,最好保证两者的模式相对统一,此外还要将机械设备放置在开采的合适位置上,其他的设备分别放置在两侧,达到不影响开采工作的目的。
第三,开采流程相对比较完善,机械化水平也相对较高。
不管是开采、运输、传送、生产,机械设备都能完整无误的执行,确保开采的流程符合相应的规划标准。
第四,综采放顶煤矿开采的效率高、性能好。
煤矿开采工作十分复杂,特别是大多数煤矿都深处地下,煤矿存在的地区地形复杂,一些岩层十分厚重并且煤层相对倾斜,运用综采放顶煤矿开采技术可以有效地避免该项问题。
第五,该技术可以有效地节约资源,降低成本,让煤矿开采逐渐形成集中化、产业化、机械化的工业趋势。
2开采煤矿时所存在的安全问题2.1薄弱的安全管理基础在人们开采煤矿时,通常最关键的一个问题就是安全管理基础。
相对其他国家来说,我国开采煤矿的时间比较早。
随着我国煤矿开采规模的不断扩大,各种先进的开采技术和设备在我国煤矿开采中的应用越来越广泛,开采强度不断提高,对开采技术和设备的需求也不断增加,但煤矿开采仍存在许多隐患,煤矿的开采并不能够使我国矿业的发展得到满足,存在很大的安全隐患,安全系数不达标,使采矿业面临着许多安全问题。
浅谈综采放顶煤采煤法高效安全应用的问题
板割煤 , 前部输送机运煤 ,随着采煤机 、 支架 的前 移 ,
顶煤 冒落 , 然后打开 液压支架放煤 窗 口, 将顶 煤放 出 流入后 部输送机运走。综采放顶煤开采的核心是放煤 工艺 , 而放煤工艺 又是决定综采 放顶煤 开采 的回收率 和含矸率 的关键 。在矿 山压力 的作用下 , 顶煤裂 隙不 断扩大形成松散体 , 移架后 顶煤悬 空 下沉 , 松散体 发 生水平和垂直两个方 向上 的位移 ,随着煤体 自重 破碎 自行 冒落实现 了放煤 ; 另一方 面, 根据 矿压观测 可知 , 综采放顶煤液压支 架在顶梁长度 30~ . . 3 2m左右 的 情况下 , 顶梁尾端顶板正常下沉 在 2 0 m左右 , 0m 周期 来压 时达 3 0~ 0 r 0 4 0 m,同时支 架前上 方的顶煤 需经 a
放顶 煤 ;97年 法 国 又 研 制 出 了 F S 一 —30型 四 17 B 4 4
柱支撑掩护式放顶煤支架 , 在掩 护梁上 开放煤 口,由 插 板 式 闸门 控 制 放 煤 ;9 1年 匈 牙 利 研 制 出 开 天 窗 支 18
撑 掩 护 式 放 顶煤 支 架 ;9 3年 英 国道 梯 公 司 研 制 出 四 18
16 9
பைடு நூலகம்
童 斜技 晨
21年 期 01 第2
浅谈 综 采放 顶煤 采煤 法 高 效 安 全 应 用 的 问题
张 永贵 , 成权 , 晓晨 武 杨
( 国矿 业 大 学 , 苏 徐 州 2 10 中 江 2 00) 摘 要 该 文 介绍 了 国 内国 外 综采 放 顶煤 采煤 法 的发 展 概 况 , 整 体 上 对 综 采放 顶 煤 采煤 法 有 了一 个 了解 ; 后 又 介 绍 了 综 采放 顶煤 采煤 法 从 然
浅析煤矿综采放顶煤安全开采问题
浅析煤矿综采放顶煤安全开采问题发布时间:2021-05-10T16:28:01.603Z 来源:《建筑科技》2021年2月下作者:王继全[导读] 近年来,随着社会经济的飞速发展,越来越多的煤矿采用综采放顶煤技术,在提高工作效率的同时也可以提高工作质量。
但与此同时,综采放顶煤开采也存在着顶板难管理、设备易出现问题以及回采率较低等一系列问题。
所以,本文就煤矿综采放顶煤安全开采的问题进行分析。
河南省郑州市煤电股份有限公司超化煤矿王继全 452385摘要:近年来,随着社会经济的飞速发展,越来越多的煤矿采用综采放顶煤技术,在提高工作效率的同时也可以提高工作质量。
但与此同时,综采放顶煤开采也存在着顶板难管理、设备易出现问题以及回采率较低等一系列问题。
所以,本文就煤矿综采放顶煤安全开采的问题进行分析。
关键词:煤矿综采;放顶煤;安全开采引言综采放顶回采工艺作为一种高效的煤炭回采工艺,长期以来在厚煤层回采中被广泛应用,其相较于传统的分层开采工艺,能够大幅缩短煤层回采耗时,提升矿井生产作业效率,是矿井现代化集中生产所必须的一种形式,对于提升煤炭资源综合利用效率有着不可替代的积极意义。
1综采放顶煤技术在煤矿开采中的应用前提1.1对环境进行勘察由于综采放顶煤技术的先进性,对设备的安全性以及环境的需求较高,因此,在采用综采放顶煤技术前,首先应该做的就是对当地煤矿的基本情况进行了解与分析。
组织煤矿的专业人员与经验丰富的工作者进行实地的考察,主要对煤矿中地质环境、每层厚度、每层质地等内容进行勘测,并利用现代化的技术对地质中煤炭的分布、煤层状况以及地质组成结构等进行详细的了解与勘测,依据勘测的结果制定较为准确的环境分布地图,为后续的煤矿开采工作提供指导,并可作为开采活动的依据。
其次,还要依据当地煤矿的环境因素与综采放顶煤技术的应用特点以及应用注意事项等相结合,并且在保证安全系数与开采工作效率、质量的基础上合理选型,选择适合的综采放顶煤支架,合理选配与生产能力相匹配泵站、移动变电站等机电设备。
综采放顶煤资源管理的几个问题
综采放顶煤资源管理的几个问题刘建平 白庆辉(开滦(集团)唐山矿业分公司河北唐山063000)摘要:对综采放顶煤资源管理中的若干问题进行深入分析和研究,指出放顶煤资源管理主要存在采前底数不清、采中资源管理不到位、采后采出量计算不准等问题,并有针对性地提出相应的对策。
关键词:放顶煤;资源管理;探煤厚中图分类号:TD82314+9 文献标识码:B 文章编号:1006-0898(2006)03-0050-021 前言20世纪八十年代中期,我国在厚煤层矿井试行并逐步推广的综采放顶煤技术以极快的速度发展并逐步完善,成为当前我国厚煤层开采的主要方法。
开滦唐山矿业公司从八十年代中期开始,在8、9煤层全区地段推广使用放顶煤技术,到目前在厚煤层中已全面采用这一新技术。
20多年实践证明,综采放顶煤开采是厚煤层采煤方法的新发展,它所具有的三高(高产、高效、高块率)、三低(低掘进率、低成本、低材耗)、一少(设备投资少)、三简(巷道布置、运输、通风简单)、二好(经济效益好、安全好)等特点,是其它传统采煤方法所无法比拟的。
但是,由于综采放顶煤工作面开采的特殊性,综采放顶煤技术的广泛应用也给矿井资源管理提出了新的课题。
2 综采放顶煤资源管理的几个问题2.1 采前储量底数不清由于综采放顶煤工作面上风下运等巷道均沿煤层底板布置,在巷道中向上施工探煤厚钻孔非常不便,甚至有些煤矿由于井下钻探技术较差,向上无法施工探煤厚钻孔。
据不完全统计,目前大部分煤矿综采放顶煤工作面没有在采前开展探煤厚工作,仅仅根据非常少的几个地面钻孔和石门巷道等见煤点的资料计算回采储量,很难反映出真实的工作面实际储量。
所以,造成采前煤炭储量底数不清的问题,给采后采出量计算失准埋下了伏笔。
以开滦唐山矿业公司T2294采煤工作面为例,该采面除了布置了沿煤层底板的上风下运巷道外,还在风道附近布置了一条沿煤层顶板用于预放瓦斯的辅助风道,该巷道可以施工向下探煤厚钻孔。
但运输巷却不便施工探煤厚钻孔,这显然也不符合《矿井地质规程》中关于探煤厚钻孔施工之规定。
放顶煤开采技术及适用条件分析
放顶煤开采技术及适用条件分析摘要:厚煤层主要采用常规的分层开采方法,开采工艺复杂、分层多、巷道掘进率高,采掘关系紧张,造成生产成本较高,经济效益差采区资源回收率低,使得厚煤层开采根本不能发挥天然资源优势,严重制约煤炭企业的生产发展。
顶煤开采技术以其高产、高效和安全的综合优势,本文分析了放顶煤开采的主要优点及存在的问题,简述了放顶煤开采的适用条件及注意事项。
关键词:厚煤层;开采技术;合理选择;1.引言放顶煤开采实质就是在厚煤层中采用常规方法先采煤层底部厚度为2~3m的一个分层,利用矿山压力的作用,使支架上方的顶煤破碎成散状体,依靠重力通过支架放煤口回收顶煤。
因此,放顶煤开采,顶煤的可放性是开采的关键问题,常见的放顶煤开采方法有综采放顶煤(简称综放)、π型钢梁放顶煤(简称π放)、滑移支架放顶煤(简称滑放)等等。
2. 放顶煤开采的主要优点及存在问题2.1 放顶煤开采的主要优点(1)产量高。
由于放顶煤开采实现了采、放平行作业,工作面前后有两个出煤点,一个工作面相当于多个工作面,因此工作面单产和工效可大幅度提高。
(2)掘进率低。
一个放顶煤工作面的采放比均大于1,完全实现了煤层的整层开采,减少了分层开采时的回采巷道,缓解了采掘失调局面。
(3)实用范围广;放顶煤工作面都是沿煤层底板开采的,不受煤层厚度变化影响,同时,顶煤代替了单一煤层的伪顶或直接顶,有利于工作面机道上方空顶的维护。
(4)减少工作面搬家次数;一个放顶煤工作面开采相当于2~3个分层开采工作面同时开采,大大减少了工作面的搬家频率。
(5)节省材料;对于放顶煤工作面顶煤的垮落和放出均靠地压和自重完成,无须外加动力,所以与分层机采相比,吨煤开采成本大大降低。
(6)有利于顶板管理。
特别是在顶板较破碎的煤层中开采,减少了冒顶事故。
除此之外,放顶煤开采还有效益高、安全性好、工人劳动强度低等优点,具有推广价值。
2.2 放顶煤开采存在的问题(1)煤尘大。
这是放顶煤开采面临的重大安全和健康问题。
综采放顶煤开采存在的问题与对策分析
1)放煤工艺造成损失。在综采放煤过程中,因为放煤工艺 造成的煤块损失大约能够占到工作面损失的一半以上。
2)设备条件限制造成损失。在开采过程中,因为设备条件 限制造成的煤炭损失能够占到工作面损失的 1/4左右。例如, 在放煤过程中,因为放煤步距与支架放煤口尺寸不一致,造成 两者之间的距离空隙处出现煤炭损失。另外,综采放顶煤的开 采工艺复杂,分区平行作业管理十分困难,导致其无法满足高 产需求。 2.3 粉尘严重超标
瓦斯一直都是采煤工作中的重大安全隐患威胁。为了降 低瓦斯的威胁,可以采取多种措施进行瓦斯综合防治。
1)在矿井下,开采之前,工作人员必须对矿井进行瓦斯的 抽放,降低井下瓦斯的浓度。
2)在开采过程中,对采空区加大瓦斯的监测频率。为了避 免采空区聚集瓦斯以及老空区冒落出现瓦斯的突然涌出,工作 人员应该在悬板顶提前实施人工爆破放顶。
技术与市场 2019年第26卷第12期
技术应用
综采放顶煤开采存在的问题与Biblioteka 策分析宗长龙,王稳世,华 康
(徐州矿务(集团)新疆天山矿业有限责任公司,新疆 阿克苏 842000)
摘 要:从当前综采放顶煤开采情况来看,在供给侧结构性改革的大背景下,综采放顶煤开采在很多方面存在一定问题。 介绍了综采放顶煤技术的特点以及应用条件。对综采放顶煤开采的发展及存在的问题与对策进行分析具有重要意义。 关键词:综采放顶煤开采;发展;存在问题;对策 doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2019.12.086
3)综采放顶煤技术具有很高的煤层地质适应性,能够开采 煤层厚度为 5~20m厚 度 的 不 稳 定 煤 层。煤 体 的 硬 度 系 数 f<2为最佳,煤体强度 f<1,煤壁容易片帮,此时顶煤容易超前 垮落,不仅工作机道上方不方便维护,而且很容易导致支架受 力状态不合理,即出现前重后轻的情况,支架无法实现良好的 支护作用。当 f>3时,支架向前移动后,顶煤形成悬顶不能自 行垮落,垮落时煤块比较大,不容易破碎。因此,在放煤时还需 要人工进行放煤,增加了放煤的难度。
浅谈放顶煤开采中的常见问题及对策
浅谈放顶煤开采中的常见问题及对策1 引言我国厚煤层资源丰富,因此,放顶煤的开采尤为重要。
由于放顶煤开采对工作面采场围岩的破坏范围大,回采率低,瓦斯涌出量加大,容易出现了自然发火严重、煤尘超标等技术和安全问题,制约着该技术在我国的发展。
本文简要分析了放顶煤开采中的常见问题,并建议性的提出相应的对策。
2 放顶煤开采中的常见问题2.1 煤炭质量有待提高如何完善工艺提高操作水平,选择合理的放煤方式、放煤步距和放煤顺序,人为控制好放煤量,是目前放顶煤工艺较难解决的问题之一。
2.2 技术管理较为粗放两巷支护多为传统的工字钢、U型钢支护方式,制约着推进度,不利于高产高效高地压、“三软”煤层工作面,巷道变形量大,断面小,难以满足通风、行人、运输的要求。
现场管理不到位,没有严格跟底圆采,造成大面积丢煤,初撑力达不到规定要求。
“轻放”面端头支护问题没有很好的解决。
瓦斯问题仍不同程度地制约着生产。
2.3 无探煤厚资料不详细收产、计量方法不科学,影响了回收率计算的准确性。
3 加强放顶煤开采工作的有效对策3.1 强化技术管理有放顶煤开采工作面的煤矿企业要充实技术管理力量,配备专职技术人员负责放顶煤开采的日常技术管理工作,强化放顶煤开采过程中的技术管理。
要详细收集瓦斯、煤尘、煤层自然发火、顶板和顶煤冒放性等技术资料,编制开采设计,制定放顶煤开采的“一通三防”、防治水、预裂爆破和工作面初采、收尾等的专项安全技术措施。
要加强动态检查,研究本企业放顶煤开采过程中存在的问题,及时制定有针对性的防范措施,并确保安全技术措施的落实。
3.2 完善工作面顶板支护管理煤矿企业应加强对顶板压力的观测,制定预防架前冒落的措施,周期来压期间加强对煤壁的辅助支护,防止煤壁片帮冒落;初采、收尾要制定专门的支护措施。
支护材料选型要严格执行《煤矿安全规程》第68条的有关规定,放顶煤开采工作面严禁采用木支柱和金属摩擦支柱支护方式;倾角大于30°的工作面或冲击地压煤层,严禁采用单体液压支柱放顶煤开采。
一次采全高法与综采放顶的采煤法探究
一次采全高法与综采放顶的采煤法探究作者:赵佳来源:《科技传播》2014年第21期摘要煤炭是我国的最重要能源之一,为提高煤炭资源回收率,确保矿井安全生产,需要采用科学、安全、有效的采煤工艺技术。
本文主要对一次采全高法与综采放顶两种采煤法进行介绍分析,比较两种采煤法的采煤效果,以此利用有效的采煤技术解决生产率、煤质下降、瓦斯涌出等问题,为煤矿开采提供参考。
关键词煤矿开采;一次采全高;综采放顶煤中图分类号TD82 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2014)126-0142-01在煤炭工业中,其工业进步重要标准是煤炭开采效率的提高、煤炭资源采出率的提高。
我国地质赋存条件多样、煤炭资源丰富,且存在较多煤层厚度较大的矿区。
对于这部分煤矿,若利用分层开采,其开采效率较低,因此,多利用综放开采技术。
目前,在5~6m的厚煤层中,放顶采煤方法利用的较多,但是,由于顶板不好控制,造成较大的矸石混入量,影响煤炭质量。
采用一次采全高开采法,可有效提高煤炭开采效,降低煤炭资源损失率,取得良好的开采效果。
1 综采放顶采煤法介绍综采放顶采煤法指的是利用综采放顶煤液压支架、伸缩皮带运输机、大功率滚筒采煤机等其他附属设备,通过采煤工艺全过程机械化进行煤矿开采。
综采放顶采煤法适用于煤层较厚的矿区,一般情况下,煤层厚度在7~15m,放煤高度在6~12m之间,采放比为1~4[1]。
该采煤法具有经济效益好、掘进率低、可连续化生产、生产成本少等特点。
与一般的综采相比,综采放顶煤开采工艺增加了移后运输机、放煤等工序,且采煤法的实施需选择合理的放煤方式、放煤工作面,确保高效的顶煤放出量。
对于综采放顶煤工作面而言,其选择与支架、围岩具有密切关系,且支架与围岩是相互矛盾的,支架是被动体、围岩起主动作用,回采工作面的媒体、基本顶等直接影响支护和围岩的相互作用。
同时,每一个各独立的放煤口都对应一个支架,且无论采用何种放煤方式,所获得的顶煤放煤率都反比于放煤口间距,放煤口间距越大,具有越低的顶煤放煤率,损失的脊背煤越大。
对综采放顶煤施工技术几个问题论文
对综采放顶煤施工技术几个问题的探讨【摘要】采用综采放顶煤生产可以简化采区井下巷道布置,不仅节省掘进量,而且能降低成本,提高出煤量,同时矸石不易混入煤中,煤质能够得到保障,可以说是一种较为理想采煤工艺。
下面就综采放顶煤技术中几个常见问题进行探讨。
【关键词】综采放顶煤;施工技术;工作面工程质量;常见问题探讨我国综合放顶煤开采技术经过几十年的探索,从无到有、发展迅猛。
综放开采也以其单产高、效率高、成本低、效益好、安全可靠等优点,成为我国井下煤层开采的主要生产技术之一。
下面就综放开采技术应用中几个常见的问题进行深入探讨。
1.使用综采放顶煤施工技术,工作面工程质量必须得到有效保证1.1煤壁、支架和输送机三者要各成直线工作面煤壁直是采煤机割煤时要把工作面煤壁采直、采齐,保证按规定采够进度,不留伞檐煤。
输送机直是推移输送机时要顺序推移,弯曲度不能过大过急;输送机的机头、机尾不可过于超前或落后;在工作面割完一刀煤,完成一个循环工序后,输送机移成一条直线。
液压支架直是液压支架的顶梁、底座与工作面顶、底板要平整接触。
支架的顶梁应紧贴顶板,遇到顶板破碎处要构严背实,避免漏矸和冒顶。
支架底座下不可有杂物支垫,以避免支架出现歪斜或倾倒。
架间距离应一致,移架推进度应一致。
在工作面完成一个循环后,支架应呈一条直线。
煤壁、支架和输送机互相关联,不仅要求三者各成一条直线,还要求三条直线应相互平行。
综采工作面做到“三直”后,不仅能减轻工作面输送机的负荷,对顶板管理,还可保证采煤机的截割速度,有利于发挥综采设备的效能。
1.2顶、底板要保持平整这是是保证支架支撑和输送机顺利推移的前提,在煤层粘顶时,应控制好采煤机前滚筒的高度,保证沿走向或倾斜将顶板割平,给移架和支撑创造良好的条件。
工作面的底板也要依靠采煤机机使之平整,若底板割不平,就会影响液压支架的良好支撑,还给输送机推移造成困难。
1.3液压支架要保持干净液压支架内若有杂物堆积,必然会影响支架的操作,以及工作面的正常生产。
放顶煤开采技术存在的问题
Ser ial N o.422 A ug ust.2004 矿 业 快 报EXPR ESS IN FO RM A T I ONO F M I NI NG IN DU ST RY 总第422期2004年8月第8期 杨宝忠,037000山西省大同。
放顶煤开采技术存在的问题杨宝忠(同煤集团煤峪口矿) 摘 要:分析了综采放顶采煤开采存在的采出率不高、含矸率增加、绝对瓦斯涌出量增加、空气中的粉尘浓度增加等问题。
并提出一些解决方法。
关键词:综放开采;采出率;瓦斯涌出量;粉尘;防治措施中图分类号:T D823.4+9 文献标识码:B 文章编号:1009-5683(2004)08-0025-02 综合机械放顶采煤开采是厚及特厚煤层的采煤方法,目前在我国应用日益广泛。
放顶煤开采成倍地提高了工作面的产量,但也给工作面增加了一些新的不安全问题,如采出率不高,含矸率增加,绝对瓦斯涌出量增加,空气中的粉尘浓度增加等。
这些不安全因素形成了当前制约放顶煤开采发展的几个主要问题。
1 综放开采的采出率提高及含矸率减少20世纪50年代大力推广分层开采后,规定厚煤层开采的回采工作面煤炭采出率应达到93%,采区采出率达到75%。
多年的实践表明,由于局部断层切割、煤厚变化不匀、分层厚度不均、使用煤皮假顶等原因,大多数工作面的实际采出率达不到要求。
尽管综放开采在很大程度上缓解了这些不利因素,但在正常情况下,综放工作面的采出率仅能达到80%~85%,煤炭损失仍很严重。
综放工作面的煤炭损失大体可分成三部分:放煤工艺造成的损失约占工作面损失的一半或稍多;设备条件限制(工作面两端不放煤)引起的损失占1/4;工作面设计参数受限或不合理引起的损失占1/4左右。
提高工作面采出率应从三方面问题着手,即:加强放煤理论研究和改善放煤工艺方法,以降低放煤工艺损失;改善工作面设备及配套方案,减少工作面两端损失;完善工作面设计,减少设计参数不合理引起的损失。
改进综放开采设计能提高工作面采出率。
煤矿综采放顶煤开采常见问题及措施
煤矿综采放顶煤开采常见问题及措施摘要:为提高综采放顶煤开采技术应用效益,进一步提高煤炭资源回收率,本文基于综采放顶煤开采技术应用发展现状,分析了实施综采放顶煤开采技术的关键技术点,并提出了一系列提高综采放顶煤开采技术煤炭资源回收率的技术措施,以期有助于综采放顶煤开采技术的进一步推广与应用,为企业创造更多经济效益。
关键词:放顶煤开采技术采出率问题措施1.引言尽管我国的综采放顶煤开采技术经过多年不断的完善与改进,且该技术在世界上出于领先地位并得到很多成果,但是综采放顶煤技术中仍存在着一些问题,如含矸率上升,采出率较低,粉尘的浓度加大以及大量的瓦斯涌出等问题使煤炭开采过程中,存在的不安定因素,这对于放顶煤的开采和发展有消极的影响。
2.放顶煤开采的特点与现状使用综采放顶煤开采方法与分层综采开采方法相比,具有高产、高效的特点,它的优势表现在:即使是在不同的条件下,也能实现生产的高产和高效。
具体表现在:2.1放顶煤开采方面的高产和高效综采放顶煤的开采和传统采煤方式相比,最大的特点在于在煤矿区可以进行平行开采,在平行工作面中,多个开采点可以同时采煤,使得工作效率提高了一倍多。
2.2极大地降低了电力和材料的损失使用综采放顶煤开采,能够有效的降低电能、金属网、材料以及工作的损耗;而综采放顶煤开采技术和大采高开采技术相比,能够使工作面的吨煤电耗下降,巷道掘进和辅助运输成本降低。
2.3巷道掘进率较低综采放顶煤开采技术的巷道掘进率一般比分层开采低1-2倍,有效的提高了巷道掘进率,节省了费用,缓解了采煤掘进不连续的情况,为生产集中化提供了条件。
2.4适合复杂条件综采放顶煤采煤技术在我国多年的采煤实践证明,在厚煤层的缓倾斜煤层中,煤层的厚度不均匀,变化性较大,而放顶煤开采技术能够和这种变化相适应,提高开采进度。
不光如此,放顶煤层还能很好的适应存在落差、破碎顶板等相对复杂煤层的开采。
2.5对于特厚倾斜的煤层能够实现机械化的开采综采放顶煤开采技术在水平段的急倾斜的厚煤层开采过程中,能够实现安全、高效的机械化开采。
综采放顶煤工作面过空巷专项安全技术措施
综采放顶煤工作面过空巷专项安全技术措施1. 引言随着煤矿开采技术的不断发展,综采放顶煤工作面逐渐成为煤矿生产中常见的工作方式。
然而,在综采放顶煤工作面挖进过程中,经常会遇到煤层巷道内存在的大量过空巷导致的安全问题。
为了保障矿工的生命安全和煤矿生产的正常进行,必须采取一系列专项安全技术措施。
2. 过空巷的意义和危害过空巷是指煤矿巷道中部分或全部煤层被挖掘、脱落,形成的通风巷道。
过空巷的存在对矿工的安全造成以下危害: 1. 动力灾害:过空巷会导致巷道的破坏,使巷道失去部分或全部承载能力,从而引发坍塌事故。
2. 瓦斯灾害:过空巷增大了煤层与瓦斯层之间的接触面积,加大了瓦斯突出的概率,增加了瓦斯爆炸事故的风险。
3. 灰尘灾害:过空巷使灰尘扩散范围增大,容易引发煤尘爆炸事故,对矿工的健康造成威胁。
综采放顶煤工作面挖进过程中,过空巷的这些危害尤为明显。
3. 综采放顶煤工作面过空巷专项安全技术措施为了降低综采放顶煤工作面挖进过程中过空巷带来的安全风险,必须采取以下专项安全技术措施:3.1 加固过空巷的支护技术加固过空巷的支护技术是综采放顶煤工作面过空巷专项安全技术措施的重要内容。
具体操作步骤如下: 1. 清理过空巷内的杂物和积水,确保巷道的通畅。
2. 根据过空巷的宽度和高度,选择适合的支护方式,如锚杆支护、喷射混凝土等。
3.严格按照支护方案和安全操作规程,进行支护施工,确保支护效果和矿工的安全。
3.2 瓦斯抽放技术由于过空巷增大了煤层与瓦斯层之间的接触面积,增加了瓦斯突出的概率,因此需要采取瓦斯抽放技术进行控制。
具体措施如下: 1. 安装瓦斯抽放管道,将过空巷中的瓦斯抽放到地面,减少瓦斯积聚。
2. 对过空巷附近的煤层进行预排水,减少煤层瓦斯产生量。
3. 加强对瓦斯抽放系统的维护和监控,确保其正常运行。
3.3 灰尘控制技术过空巷使灰尘扩散范围增大,因此需要采取灰尘控制技术,保证矿工呼吸环境的良好。
具体措施如下: 1. 安装喷雾系统,对过空巷进行喷雾降尘,减少灰尘的扩散。
综采队综放放顶煤工安全生产责任制
综采队综放放顶煤工安全生产责任制是指在采煤队伍中,负责顶煤工作的综放工队要对顶煤工作的安全生产负有责任,并严格遵守相关的安全生产制度和规定。
具体责任包括:
1. 确保顶煤工作的安全:综采队综放放顶煤工要负责组织和实施顶煤工作,必须确保在安全可靠的条件下进行,不得存在安全隐患和高风险操作。
2. 制定安全操作规程:综放工队要制定顶煤工作的安全操作规程,并确保操作人员按照规程进行操作,不得擅自改变操作方式。
3. 确保设备的正常运行:综采队综放放顶煤工要定期对设备进行维护和检查,确保设备的正常运行和安全性能。
4. 培训和教育工作人员:综放工队要组织培训和教育顶煤工作人员,提高他们的安全意识和操作技能。
5. 及时处理安全事故:若发生安全事故,综放工队要及时采取紧急措施,保护工作人员的生命安全,并向上级报告和调查事故原因。
6. 定期安全检查:综采队综放放顶煤工要定期进行安全检查,发现问题及时整改,确保工作场所的安全。
综采队综放放顶煤工安全生产责任制的落实可以有效提高顶煤工作的安全性和效率,降低事故发生的概率,保护工作人员的安全。
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关于综采放顶煤安全开采间题的认识[摘要]综采放项煤是我国煤矿厚煤层开采技术的一项重大突破,可以实现高产高效的目标,已被人们所共识。
本文在总结综采放顶煤实践成果的基础上,结合我国实用矿山压力理论的有关研究成果,对综采放项煤工作面的采场结构力学模型的建立、煤炭回收率、灾害防治等问题进行了探讨,明确指出深化放顶煤开采的顶板活动和矿山压力的研究,为放顶煤开采的应用条件选择、合理巷道布置和开采程序设计以及巷道和工作面支架选型等提供理论和实践基础,是当前发展的关键。
[关键词]放项煤综采?采场结构模型?内应力场?资源回收率进入七十年代,特别是最近两年来,我国潞安、兖州等现代化矿务局放顶煤综采工作面发展迅速,效益突出。
放顶煤开采将成为我国煤矿厚煤层开采技术发展的重要(甚至是全局性)方向的认识,已经逐渐被人们接受,厚煤层放顶煤开采技术发展的高潮已经到来,为了防止一轰而上,克服盲目性,尽可能减少偏颇和失误,加强放顶煤有关开采技术(特别是放顶煤岩层活动和矿山压力规律)的深入研究,为放顶煤开采合理条件选择、合理巷道布置和开采程序设计、巷道支护和维护方式选择、工作面回采工艺装备特别是支架选型和阻抗力等参数设计等提供理论基础已成为刻不容缓的任务。
1放顶煤综采的实践成果及发展关键潞安矿务局王庄矿1989年应用综放技术,目前采用双运输机、收尾梁支架低位放顶煤的工艺.平均月产超过20万t,平均日产超过7000t,曾达到月产30万t、日产15186t的高产水平,回采工效达到104t/工,工作面效率高达145t/工,实现了高产稳产的目标。
兖州矿务局自1989年由山东矿业学院矿压研究所根据煤层赋存条件提出可放性论证报告后,局矿组成了综放领导小组和工作组,在全国调研的基础上从1992年6月开始实践。
目前,兴隆庄、鲍店、南屯、东滩都有综放工作面生产,并均达到了高产高效之目的。
1993年全局综放工作面平均月产超过18万t,最高月产达240850t,平均日产都在7000t以上,直接吨煤成本下降13元,其下降幅度超过50%,回采工效提高一倍以上.有关高产高效综放面的技术经济指标如表1所示。
兖州局综放实践在实现了高产高效目标的同时,还在扩大综放条件和解决相应技术难题方面取得了下列突破性进展:①已采顶分层网下综放取得成功。
在网下综放工作面岩层活动和支承压力分布特征及规律、支架围岩关系以及解决硬煤破碎等研究方面取得了重要的进展。
鲍店矿1303网下综放工作面达到了稳产的目标.月产超过了19万t.回收率超过了80%,成本比分层综采下降50%.回采工效达70t/工.顶板运动状况如图1所示。
网下综放成功.提高了工作面回收率,为不出现内应力场(煤壁不能超前破坏)的煤层.厚度超过10m以上的特厚煤层以及直接顶不能随移架及时冒落的煤层进行综放。
并实现高产、高效、高回收率的目标开辟了广阔的前景。
②“孤岛”煤综放实现了安全、高产、高效的既定目标。
南屯矿“孤岛”工作面综放平均日产超过7000t的实践证明,完全可以采用跳采程序安排采掘关系、实现在稳定的内应力场中送道解决回采工作面接续和巷道稳定问题,达到进一步提高采区回收率的目的。
南屯矿“孤岛”煤放顶煤工作面的结构状态如图2所示。
总之.经过数十个局矿综放面开采实践。
可得到下列一些共识:①采用综采放顶煤技术开采厚煤层.是当前国内设备条件下实现高产高效的一个重要发展方向;②采用综放开采技术,减少了生产环节及辅助设备和较大幅度降低巷道掘进和维护工作量.减少了工作面个数.实现了煤矿井下的集中生产和安全生产;③在弄清综放而顶板活动规律和矿压显现规律的基础上,通过采用正确的开采程序和回采工艺、优化开采设计等措施,是可以保证达到符合要求的回收率这一目标的;④现有的安全技术措施对于防治瓦斯、降低煤尘以及抑制发火是有效的,安全能够保证;⑤相对分层综采而言,综放工作面对于煤层的厚度和倾角变化以及通过断层等构造有更大的适应能力,因此比分层综采更容易实现稳产的目的。
在一定程度上可以说,放顶煤为厚度、倾角变化复杂的煤层开采机械化创造了前景。
当前推广综放工作必须回答的两个关键问题:一个是保证安全开采的条件问题;一个是实现高产高效并保证较高回收率的条件问题。
研究和实践证明,综放工作面安全高产以及保证较高回收率是有条件的.包括相应的煤层和顶底板条件、相应的开采程度和巷道布置,相应巷道和回采工作面支护(包括支护方式、支架形式和阻抗力等)以及放煤工艺等。
目前我国有的综放工作面,在没有搞清采场支承压力分布的情况下,错误的采用了煤柱护巷方案,造成了产量低、推进速度缓慢、巷道维护极端困难的恶性循环。
有的工作面因为顶煤放不下来,被迫采用危险的架后爆破措施等情况。
这都是因为对综放条件缺乏认识,盲目从事的结果。
要正确回答保证高效益综放条件问题,离开了具体煤层条件下,煤及岩层运动和矿山压力分布显现规律的研究,以及通过正确的开采决策进行控制可能性的研究,用“煤层硬”、“顶板坚硬”这些相互孤立的要素进行概括是不行的。
同样,实现安全开采.即不出现冲击地压、瓦斯煤层突出等重大事故的条件,也不能简单的从“采高大,因此压力大、危险大”等想象出发。
只有在对放顶煤开采煤层及顶板活动规律和矿山压力分布显现特征。
及通过正确的开采设计决策进行控制的可能性进行客观分析之后,才能作出正确的结论。
2放顶煤综采条件研究的采场结构模型如前所述,什么条件适合“综放”,并保证安全和达到高产高效的目标,不能用煤层硬度、开采深度及顶板等条件简单的回答。
必须抓住在该开采条件下,岩层运动和矿山压力显现特点及控制的可能性这个实质和关键.因此,建立符合客观实际的综放采场结构力学模型,是正确进行“综放”条件研究的基础。
提供回采工作面和巷道矿山压力控制等开采设计决策及进行开采条件分析的完整采场结构模型所包含的内容如下:①需控制的岩层结构组成及相应的结构参数(包括结构厚度及跨度等);②结构边界及相应的支承条件;③支承反力的大小和分布。
正常开采情况下,煤壁的支承压力作用下超前破坏的采场结构模型如图3所示。
结构模型中需要控制的岩层范围,一般由采空区已垮落的岩层组成的“直接顶”(图3中a所示)和运动明显影响采场矿压显现的“传递岩梁”所组成的“老顶”(图3中b所示)等两部分组成。
直接顶的厚度mi可由下式求出:式中h为采高(工作面一次采出的煤层厚度),sa及ka分别为岩梁触矸点的沉降值和该处己冒岩层的碎胀系数。
当老顶下位岩梁周期来压步距c1和来压完成时控顶距lk处的顶板下沉量△ha已知时,可以按下式近似算出sa值代入式(1),推断m2值。
对于未开始推进的工作面,当已知上覆各岩层分层厚度(依煤层柱状或石门剖面图),可按岩层失稳冒落的条件,由下向上逐层推出既采高h 条件下的垮落岩层(即直接顶)总厚度mi值:如各分层采高相同(hm=h),则当假顶完全压实,即kc≈1时,mnm=mc1,冒高值与开采顶分层时相同;但当假顶未压缩,即kc=ka时,mnm=nmc1,第n分层的冒高是第一分层冒高值的n倍。
可见开采下分层时,假顶的压实情况对冒高值大小有重大影响。
实践证明,对于一般岩层覆盖的采场,老顶总厚度大约为采高的4-6倍,老顶所包含的“传递岩梁”数目,一般不超过3个。
组成老顶各“传递岩梁”的岩梁厚度为同时运动岩层的厚度之和。
上下两岩层同时运动的条件可由下式表示:在生产现场,可以根据实测所得采场支架阻抗力或顶板下沉量随工作面推进距离关系曲线直接推断老顶岩梁数目及运动步距值。
老顶来压时,直接顶和下位岩梁断裂,破坏线深入煤壁前方,上覆岩层作用在煤(或岩)层上的“支承压力”(或相对应的支承反力)明显的分为两个部分,是该采场条件下结构模型的重要特征.其中,处于“内应力场”(图3中s1部分)中的煤体已经破坏,其承受的压力大小由直接顶和老顶运动的作用力决定。
显然,当老顶来压完成进入稳定状态后,该部分煤体的支承反力只要平衡直接顶的作用力即可。
分布于“外应力场”(图3中s2部分)煤体上的支承压力由上覆岩层的总体作用力所决定,其大小分布范围受直接顶和老顶的影响较小。
当开采深度较小,或者煤层强度较高,支承压力不足以超前破坏煤壁的情况下,采场的结构模型如图4所示,即直接顶及老顶的断裂破坏将在煤壁处发生,“内应力场”的范围(s1)将趋于零。
目前,作为实用矿山压力理论的核心—矿山压力分布、矿山压力显现与上覆岩层(直接顶及老顶)运动间关系的理论研究已经取得重要成果,通过矿山压力显现推断上覆岩层运动和支承压力分布,实现对顶板活动和矿山压力分布预测预报的“井下岩层动态观测研究方法”,已有了广泛的实践基础。
在生产现场针对具体煤层和开采条件建立采场结构模型的工作已经进入到实用阶段.采场结构模型的类型和相应的结构参数确定之后,开采方法的选择、开采参数确定等设计决策,也就有了科学的基础。
例如:知道直接顶的厚度m2及老顶下位岩梁的厚度me1和来压步距ce1就能够按下列要求选择综采支架,排除推垮工作面和压死支架等重大事故:支架的允许缩量:εr>;δha式中:sr—支架支护面积=支架宽度(b)×控顶距(lk),m2;δha—下位岩梁裂断来压触矸时的最大采场顶板下沉量,m;δhrmin—上位岩梁裂断前计算或实测到的最小采场顶板下沉量;?x—悬顶系数同样,知道了采场结构力学模型,为相邻工作面准备的回采巷道位置、开采或准备的时间以及正确的维护方法,也不难确定。
其中,属于有内应力场的结构模型(如图3所示),如果不出现底鼓等情况,则正确的设计决策分别为:沿空留巷(图3中1的位置):此时支架阻抗力最小需平衡直接顶的作用力,支架的可缩量应适应下位岩梁触研并压实的沉缩全过程。
其最小值△hmin可由下式近似推出:式中:s1—内应力场范围,m;b—巷道宽度,m;d—老顶下位岩板侧向裂断宽度,一般接近推进方向来压步距(c1)煤柱护巷(即图3中4的位置):此时巷道应在接近原始应力区的部位开掘,支护方式和支护阻力应按相应区域的巷道压力设计。
在内应力场(即图3中2的位置)掘巷:此条件下掘巷的时间必须在老顶运动基本稳定之后,支护方式应考虑内应力场煤体已经破坏的现实,支护阻抗力应不低于平衡直接顶作用力的要求,可缩量应能适应工作面推进至老顶来压时的内应力场可能出现的最大巷道顶板下沉量。
显然出现内应力场结构的条件下,要绝对避免在高应力区(即图3中3的位置)开掘和维护回采巷道。
在该处布置巷道,围岩将承受超过原始应力(rh)的几倍,不仅巷道维护困难,而且经常在掘进时引发冲击地压和瓦斯煤层突出等重大事故。
对于图4所示不出现内应力场结构类型的采场,回采工作面控制设计以防止老顶动压冲击为前题,无需考虑煤壁片塌和直接顶破碎等事故。
满足此要求的支护阻抗能力,应保证在直接顶和下位岩梁来压时完全平衡其作用力,即不出现安全阀开启、顶板沉降的情况。