含夹矸特厚煤层综放开采重点技术研究
浅谈特厚煤层大采高综放开采工艺
5 ) 坚硬顶煤综放支架选型及阻力的确定 , 尤其是如何实现
支 架 的辅 助 破 煤 功 能 。 6 ) 综 放 开 采 条 件 下 瓦斯 治 理 的综 合 技 术 。
2 特 厚 煤 层 大 采 高 综 放 开 采 工艺
一
较小。长壁工作面综放 与分层开 采相 比 , 由于采空 区空顶 高 、
善 顶 煤 冒放 性 的 技 术 和 机 械 化 回 收垮 落 顶 煤 的装 置 , 以 提 高 顶
以及 与开采条件的关系 ; 对煤层的 冒放性作出可靠 的评价 。
2 ) 坚 硬 顶 煤 的 浸水 特 性 , 以及 煤层 注水 预 裂 破 碎 顶 煤 的 可
煤 的采 出率 。
4 ) 对于有瓦斯 突出的厚煤 层 , 目前 《 煤 矿安全 规程 》 禁 止
般情况下 , 长壁工作 面直接顶 随着顶煤 的放 出而破坏 ,
跨距 大 , 基本顶 自然成拱的前后支撑点距离加 大。在工作面前
方由于采 高大 、 顶煤变形 、 位移及破坏加剧 , 而使基 本顶前支撑 点( 分布压力峰值 点) 向工作面前 方移 动, 综放与分层 开采二者 压力分布曲线趋势相似 , 只是峰值大小及范 围不同。在工作 面
1 特 厚 煤 层 大 采 高 综 放 开 采条 件 综 放 开采 时 , 顶 煤 的 冒放 性 直 接 影 响 到 顶 煤 的 回 收 率 , 而
个 随时间变化 的载荷 。 1 ) 高产高效是今后综放 开采发展 的主要 目标 。今后 应致 装备的试验研究 , 提高整体装备水平 。
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 6— 8 5 5 4 . 2 0 1 5 . 0 2 . 0 3 0 0 引言
含夹矸厚煤层综放开采技术分析
e a sa o l em,er r h hnaetik es 口 mig bn ntp c a,a d big tw n h  ̄h ia o, mste u i ̄t hc ns fl - ad i ol n r sf ad te t nclm∞s i f  ̄ o n w u
矸 层 相 当于底 层 的伪顶 ,破 碎 效果好 ,对顶 煤 冒放
性 影 响 比较 小 。 上部 夹矸 层 :上部 夹矸 层 对顶煤 的 冒放 性影 响
架 的控 顶 区上方 时 ,其 下 部顶煤 破 碎 而冒落 ,上部
顶煤 随 夹矸 层的变 形 而与 直接顶 产 生离层 ,此时 夹 矸层 相 当 于悬臂 粱 ,如 图 2所示 。
东滩 矿 主 采 3 煤 层 存 在 3 、3 及 台 并层 两
煤 回收 产生 很 大影响 ,应 采取 有效 措施 使其 冒落 放
出 。含夹矸 顶煤 体 冒放性 的关键在 于 夹矸层 能 否随 着放 煤 口的开 启 而冒落放 出 ,因此夹矸 层 的破 碎效 果对 顶煤 的 冒放性 有很 大影 响 。 2 含 夹矸顶 煤 冒放 性理论 分 析 顶煤 冒放 性是 指放 顶煤 开 采时 ,支架 上方 煤体 在 支承压 力作 用 下 冒落 并放 出的难 易程度 。 在 工 作面超 前 支承压 力 的作用 下 ,顶煤 的变 形 运 动过 程 经历 了 4个 阶段 ,即弹性 变形 阶段 I、塑 性 压裂 阶段 Ⅱ、顶 煤松 动 阶段 Ⅲ ( 架顶 梁 上 方 ) 支 和顶煤 放 落阶段 Ⅳ ( 放煤 口上 方 ) ,如 图 l 示 。 所
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2O 蕈 l 总第 4 02年_ 期( 8期)
煤
矿
开
采
2O O2年 3月
关于特厚煤层综放开采技术探讨
关于特厚煤层综放开采技术探讨摘要:笔者根据某煤矿的情况,选择了适合该矿特点的回采工艺和合理的综放工作面支架支护强度,并采取了多种安全生产的技术措施。
确保了煤矿开采工作面的安全生产。
关键词:特厚煤层综放开采支护某煤井井田共划分3个盘区,北一、北二、北三盘区,首采盘区是北一盘区,8101首采综放工作面位于北一盘区。
开采的3#-5#煤层位于2#煤层之下0.35~4.14m,煤层结构较复杂,为一特厚煤层,层厚11.0~23.64m,平均14.13m。
该煤层为半暗型煤层,中夹半亮型煤,性脆易碎。
煤层中夹矸5~10层,岩性一般为高岭岩、砂质泥岩和炭质泥岩,偶见粉砂岩或细砂岩。
在部分区域煤层上部有煌斑岩侵入体,煤层变薄,煤质变差。
夹矸总厚度2.75m。
1盘区巷道布置该盘区为北一盘区,盘区直接利用3条大巷作为盘区巷道。
3条大巷平行,其中,辅助运输巷与主胶带巷巷中间距40m,主胶带巷与主回风巷巷中间距40m。
辅助运输采用胶轮车运输。
8101工作面为一进二回三巷布置,3条巷道与盘区3条大巷呈88,其中2101运输巷、5101回风巷沿3#-5#煤层底板布置,5101顶回风巷沿3#-5#煤层顶板稳定岩层开掘。
巷道布置如图1所示,2101运输巷与北一盘区主胶带巷相连接,5101回风巷与北一盘区回风大巷相连接,5101顶回风巷里端距切眼巷40m与5101回风巷通过联络斜巷联通,外端与北一盘区回风大巷相连接,与5101回风巷内错30m平行布置。
图18101工作面巷道布置示意2回采巷道支护参数确定在巷道煤及顶、底板物理力学参数测定的基础上,针对煤层情况,采用计算机数值模拟、理论分析和现场工程类比的方法确定了同忻煤矿首采面回采巷道锚杆、锚索、W钢带加金属网联合支护参数[2]。
2.12101运输巷支护2101运输巷为矩形断面,掘进宽5500mm,净宽5300mm,净高3600mm,净断面19.08m2。
(1)顶板锚杆形式和规格。
杆体采用22mm左旋无纵筋螺纹钢制成,长度为2500mm,杆尾螺纹为M24mm。
特厚复杂煤层综放开采技术研究
矸率 2 ~ 3 % 3 %,平均 1% ,灰分较高。煤层上部 4
受火成 岩侵 入影 响 ,受热 变质 或硅 化 ,使 煤层 的结 构和 煤质更 加 复杂 。煤层 在垂 向上 由原来 单一 的正 常煤形 成 了煌斑 岩 、硅化 煤 、混煤 、正 常煤 等多种
石炭 系 3 ~5煤 层 ,煤层 厚 度 16 .3~2. 1 92 m,平 均 1.2 57 m。矿 井 于 20 03年 2月开 工建 设 ,首 采工
作面 3 ~5 层 8 0 12于 2 0 0 6年 6月 6 日投 入 试 生
工 作 面煤层 为一 单 斜 构造 ,倾 角 为 1~3 ,无 。 较大 的断层 构造 ,影 响生产 的主 要地质 构造 为火成
F b u r 2 0 e ray 08
特 厚 复杂 煤层 综放 开 采技 术研 究
吴永 平
( 大 煤 矿 集 团 公 司 ,山西 大 同 0 70 ) 3 03
[ 摘
要] 针对塔 山煤矿开采的煤层 、顶板 、地质构造 、瓦斯等生产条件 ,对 目前 国 内特厚煤
层的采煤方法及工艺进行 了分析比较,选 用一次采 全厚综放 开采技 术开采塔 山石炭 系特 厚复 杂煤 层。
成份的复杂结构 。煤层中上部的煌斑岩变成了坚硬
[ 收稿 日期]20 一 l l 07 l — 2 [ 作者简介 ]吴永平 (9 9一) 15 ,男 ,山西大同人 ,高级 工程师 ,研究生 ,山西省学术技术 带头人 ,现任大同煤矿集团副董事长 、总经理 。
1 8
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Re e r h o lm e ha z d Ca i g M i i g Te hn l g n s a c n Ful- c nie v n n n c o o y i
厚煤层大采高综放开采放煤工艺探讨
厚煤层大采高综放开采放煤工艺探讨随着煤炭资源的逐渐枯竭,厚煤层大采高综放开采已成为目前煤炭开采领域中的重要技术之一。
经过多年的实践探索和技术研究,该种采煤工艺在煤炭体系中具有很大的应用前景和推广价值。
在大采高综放采煤中,煤层覆岩体系的失稳及其所带来的底板破坏是一项十分明显的特征。
而且,煤层顶板由于自重和压力的作用,很容易发生落石、冻结技和顶板变形等问题,使得采煤过程中存在着很多的不确定因素。
因此,在厚煤层大采高综放开采工艺探讨中,需要针对这些问题进行深入的技术研究和完善方案的设计。
一、煤层岩体失稳机理及影响因素煤层岩体的失稳往往是由于采煤下巷的发展和顶板落石、冻结技以及地压等多种因素而引起的。
在煤岩失稳过程中,清水压力、松散介质孔隙度、弹性模量等因素也会对采煤产生一定的影响。
当需要进行大采高综放开采时,对于煤层覆岩压力分布及其影响因素的研究显得尤为重要。
二、厚煤层大采高综放开采工艺分析在厚煤层大采高综放开采中,由于其带状分布的采煤方式及其开采的深度和高度的限制,采煤难度非常大。
因此,在进行工艺设计时,需要采用可行的方案来保证采煤的质量和效率。
1. 合理的煤柱设计。
在采煤过程中,煤柱的设计方案直接影响着采煤效率和安全性。
因此,需要结合煤层岩体的特点和机械化开采的技术水平,合理设计煤柱的大小和分布位置。
2. 采用先进的支架仪器和控制系统。
在进行大采高综放开采时,为了确保煤层覆岩体的稳定性和采煤的安全性,需要采用高精度的支架仪器和控制系统来进行实时监测和控制。
3. 开展实际的架空开采。
针对具有一定开采深度和高度的煤层,可以采用架空采煤的方式来进行开采。
这种方式可以减少岩层破坏和冻结技等问题,提高采煤效率和安全性。
三、煤炭开采方案完善在实际的煤炭开采中,需要进一步完善采煤方案,以适应不同煤层的开采需求和实际工作情况。
具体来说,需要从以下几方面进行改进和完善:1. 采煤过程中的正负压力平衡。
为了保证采煤的安全性和效率,在采煤过程中需要进行正负压力平衡的控制,以避免煤层产生不必要的变形和岩层破坏等问题。
坚硬厚夹矸复合煤层安全高效开采关键技术研究
坚硬厚夹矸复合煤层安全高效开采关键技术研究协庄煤矿为提高坚硬厚夹矸复合煤层工作面单产,开展了坚硬厚夹矸复合煤层安全高效开采关键技术研究,首先调研国内外同类煤层开采情况,确定了合理的采煤方法及开采工艺。
针对确定的开采工艺将设备进行改造升级,提高三机对现场應的适性,使其发挥最大效能,同时对工作面通风方式、综合防尘体系的建立进行了研究,创造了较大的经济效益和社会效益。
标签:坚硬;厚夹矸;复合煤层;安全高效;关键技术协庄煤矿十三层煤中间含1~3层炭质石英砂岩,且富含硫铁矿夹石,一直未能杜绝爆破工艺。
经调研国内外厚硬夹矸煤层开采技术证明,在开采此类复杂结构薄煤层时,以现有的技术水平,无法杜绝放炮。
为了提高该类煤层单产,提高矿井效益,协庄煤矿进行了厚硬夹矸复合煤层开采技术研究,总结出了一套对该类煤层安全高效开采的关键技术1 厚硬夹矸薄煤层开采的现状协庄煤矿十三层煤中间含1~3层炭质石英砂岩,且富含硫铁矿夹石,一直未能杜绝爆破工艺,协庄矿曾在十三层工作面使用过大功率采煤机,使用了瑞典制造的山特维克牌高强度截齿,试图直接截割夹矸,避免爆破工艺影响生产时间,未能获得成功,由于夹矸硬度太大,截齿及煤机滚筒磨损严重,并且截割过程中造成煤机机身晃动严重,对煤机自身损坏同样较为严重,不仅造成了生产成本居高不下,且机电事故频发,工作面单产同样未能取得提高。
事实证明,在开采此类复杂结构薄煤层时,以现有的技术水平,无法杜绝放炮。
2 含厚硬夹矸煤层炮采机装工艺技术研究2.1 工作面概况。
71310W工作面位于-550水平七采区十三层西翼最上部第二个工作面。
工作面回风巷标高-405.95~-437.3.0米,运输巷标高-478.6~-445.8米。
工作面东西走向长558~490米,平均524米,南北倾斜宽178米。
对应地面标高+165.0米,工作面平均埋深606.9米。
2.2 工作面开采工艺。
71310W工作面依据采区设计,单一走向长壁后退式采煤方法,垮落法管理顶板。
复杂条件特厚煤层综放开采提高煤炭采出率技术
复杂条件特厚煤层综放开采提高煤炭采出率技术摘要:本文研究了复杂条件下特厚煤层的开采技术,探讨了如何提升煤炭采出率。
首先,综述了提高煤炭采出率的关键因素,包括地质条件、工程技术和开采技术。
其次,研究了特厚煤层开采过程中复杂条件如何影响采出率及矿区安全稳定,并对相应技术措施提出了建议。
最后,通过工程实践与分析,总结了提升煤炭采出率的方法和技术,并建议了今后的研究方向。
关键词:特厚煤层;复杂条件;采出率;开采技术正文:一、引言随着煤炭资源开发的不断深入,复杂条件下特厚煤层的开采已经成为煤炭行业中非常重要的一个研究领域。
特厚煤层可以提供资源丰富的煤炭,但是由于复杂的地质条件,其采出率相对较低,因此提高采出率尤为重要。
本文将综述针对复杂条件下特厚煤层的开采技术,深入研究几个关键原因,并对针对特厚煤层的采出率提升技术提出建议。
二、分析复杂条件下特厚煤层采出率开采特厚煤层的采出率会随着地质条件、工程技术和开采技术的不同而变化。
1)地质条件:地质条件是影响特厚煤层可采出率的关键因素之一,特厚煤层的特征主要包括煤层厚度、煤层陷落程度、岩性结构特点等。
2)工程技术:另外,煤矿工程技术也是影响特厚煤层采出率的关键因素之一,特厚煤层开采的技术包括顶板处理、采掘工艺的选择、飞灰管理技术、煤炭分级技术、岩石处理技术、支护技术等。
3)开采技术:开采技术对特厚煤层采出率的影响也非常明显,特厚煤层开采的技术包括掘进技术、拆除技术、采掘机械技术、采掘工具技术、管理技术等。
三、提升特厚煤层采出率的技术1)顶板处理技术:顶板处理技术是特厚煤层采出率提升的关键,采用顶板处理技术可以提高采空区内的物料流动,改善采出率。
根据特厚煤层的地质条件,选择适当的顶板处理技术,能够有效提高采出率。
2)采掘工艺:采掘工艺是提高特厚煤层采出率的重要因素,选择适当的采掘工艺可以有效提高采出率。
常见的采掘工艺有大穴采掘、台形全空采掘、毛穴采掘、半采薄煤采掘等。
特厚特厚煤层一次采全厚采煤方法及放煤工艺研究
特厚特厚煤层一次采全厚采煤方法及放煤工艺研究[摘要] 依据某煤矿煤层裂隙发育,煤层硬度、煤层含多层夹矸、夹矸岩性等煤层赋存特征,采用增大工作面顶板支承压力,采用液压支架反复支承煤体,增强顶煤裂隙发育,可以有效的控制顶煤滑移,提高顶煤采出率。
[关键词]裂隙发育;顶板支撑压力;采出率1 煤层一次采全厚采煤方法研究1.1回采工艺(1)采煤方式:工作面采用长壁后退式全部垮落综合机械化放顶采煤法。
(2)生产工艺流程:进刀→煤机割煤→移架→推前溜→放煤→拉后溜→清理。
唐家会煤矿正常割煤工序为采煤机前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤,采煤机为双向割煤,每割一刀煤,支架溜子推移一个步距0.8m,完成一次割煤,往返一次割两刀煤。
煤机割煤过程中,必须保证滞后采煤机不少于15m的弯曲段距离进行推溜工序,推溜步距0.8m。
每次推进应保证0.8m的推进度,并与煤壁保持平行成一直线,误差±50mm以内,推移输送机时必须单向顺序进行,严禁从两头向中间或从中间向两头进行推移,停机时严禁推刮板输送机,以防卡死输送机,移机头时需停机作业,在完成推移输送机后,必须将散落在电缆槽、输送机与支架间等处的浮煤一起清理至输送机内。
拉移后部运输机时必须单向顺序进行,且应滞后放煤支架15m拉后部输送机,按割煤方向自下而上拉移一个步距(0.8m),同时要求相邻5个支架顺序逐步动作,并确保其弯度段不小于15m。
严禁从两头向中间进行。
拉移时,应在输送机正常运转时进行。
拉移完成后,应保证输送机平、直、稳,其它注意事项同推移前部刮板输送机(3)割煤方式根据工作面煤层赋存条件,采高要保持在4.0±0.1m左右的范围内,正常情况下沿底板割煤,不允许留底煤。
1.2放煤方式放煤时,先收回支架放煤插板,并操作尾梁千斤顶,使尾梁摆到适当位置,以便能使顶煤直接流入后部输送机;放煤时,可多次反复摆动尾梁使大块煤破碎,便于放净;放煤时如遇大块煤,应用尾梁、插板进行破碎;见直接顶矸石时停止放煤,并伸出插板封住放煤口,完成放煤工作。
厚煤层分层开采托夹矸技术实践与探讨
厚煤层分层开采托夹矸技术实践与探讨科技信息0.引言厚煤层含夹矸开采严重影响了矿井的回采率,给矿井带来了巨大的安全隐患[1-2],特别是对于分层开采过程中,冒顶事故频发,极大威胁了工人安全和矿井生产效率,一直是综采工作面所面临的重大难题[3-4]。
基于此,笔者针对平煤一矿综采工作面厚煤层分层开采处理夹矸的技术问题进行研究分析,采取相应的处理措施,以期保证矿井安全高效回采。
1.工作面概况平煤一矿设计生产能力480万t/a 。
其主采戊组(戊8、戊9、戊10)和丁组(丁6)煤层,目前工作面主要集中在二水平戊一、戊二采区下部和三水平丁一、丁二、戊一采区。
二水平戊一采区采用分层开采,上分层已开采完毕,下分层工作面的戊9和戊10煤层合并开采,煤层厚度2.6~3.6m ,开采条件相对较好,但矿压显现明显。
工作面回采工艺采用走向长壁后退式综合机械化,全部垮落法管理顶板。
二水平戊一采区的戊8、戊9、戊10合层煤厚6.3m ,其中戊8煤层厚度2.0~2.7m ,平均2.3m ,上部为块状,下部为碎末状,普氏系数f=1~1.5;戊9煤层厚度0.9~1.5m ,平均1.2m ,碎末状,松软,普氏系数f=0.5~1;戊10煤层厚度2.1~3.4m ,平均2.8m ,多为块状,普氏系数f=1~1.5;戊8和戊9煤层夹矸0.1~0.6m ,平均0.4m ;戊9和戊10夹矸0.2~0.6m ,平均0.4m ,夹矸为泥岩,普氏系数f=2。
分层开采,上分层已回采,由于受支架及回采技术的限制,采上分层时采高只能控制在3m 左右,主采戊8或戊8、戊9合层的一部分;剩余下分层(戊9和戊10煤层的合层)煤厚平均3.5m ,顶板为再生假顶,底板为砂质泥岩。
由于在进行上分层开采时,未对采空区进行洒水、注浆和工作面联网措施,而且上分层顶板的白砂岩不宜锈结,导致下分层(以下简称戊90煤层)回采时偏帮、冒顶等动力事故频繁发生,尤其是端头过渡区顶板极易破碎,造成工作面割煤时间加长,工作面回采效率较低,并且导致夹矸进入[5-6];工作面割煤过程中夹杂矸石,导致煤炭含矸率较高,给该矿煤质造成极大影响。
含硬夹矸厚煤层一次采全高综放开采实践
东滩煤矿 1 3 0 2综 放 工 作 面位 于 矿 井 的东 翼 一 采 区, 其煤层 中含 有两 层 夹矸 , 且 两 层 夹矸 的厚 度 均 小 于 0 . 7 m, 适 合于 3上 和 3下 煤 的 同时 回采 , 但 要 实现 同时 回采 , 则 面临煤 层 中所 含硬 夹 矸 带来 的一 系列 困难 ; 针 对采 场 的实 际条件 , 通 过 配置 大 功 率设 备 , 优 化 回采 工 艺和工序 组织 , 严格 技 术 管理 和过 程控 制 , 保 证 了工 作 面 的正 常推进 , 并 在含硬 夹矸 厚煤层 一 次采全 高综放 开 采 实践取 得 了较好 的效 果 。 1工作 面地 质条 件及设 备配 套
~ 一
5 0 0m。
1 . 2工作 面地 质条件 工作 面所采 煤层 为 山西组 3煤 、 3上 煤 , 3煤厚 层块
状, 内生 裂 隙 发 育 , 分 又合 并 , 结构复杂 ; 其 中 3上 与 3 下煤 之 间的夹矸 厚 度达 0 . 5 m, 夹 矸较硬 ; 3下煤 层局 部 分叉 为 3下 1 、 3下 2 , 3下 1层 位较 稳 定 , 3下 2层 位 不 稳定 , 厚度 变化 大 , 3下 1与 3下 2煤 之 间含 有 一 层 赋 存 不稳定 的夹 矸 , 夹 矸厚 度在 0 . 3~2 m 之 间 变化 , 且 较 硬; 两层 夹矸对 工作 面 回采都 有 较 大影 响 ; 工作 面 东 部 回采 3煤 合并 层 ( 走 向长 1 4 7 5 . 8 8 m) , 西 部 回采 煤 层 3 上煤 ( 走 向长 4 0 1 . 5 0 m) , 煤层 倾 角 0 。 ~1 5 。 , 平均 6 。 。 2含硬 夹矸 厚煤层 的 开采 实践 2 . 1工作 面 由于煤层赋 存 条件 引起 的 困难 ( 1 ) 工作 面夹矸 比较 硬 , 影 响煤 机稳 定运 行 ; ( 2 ) l T作 面夹矸 厚 , 造成截 割 后矸石 块度 大 ; ( 3 ) 3下 2煤 层 不 稳 定 , 造 成 工作 面 的截 割 层位 难 以掌握 ; ( 4 ) 工作 面夹矸 将 煤层分 层 , 3上 煤不 容易 放 落 , 后 部 放煤 困难 。
综放工作面复杂顶煤结构厚夹矸放煤技术
厚 0~ .m, 均 0 3 33 平 .m。
1 1 煤 层情况 . 该区域 3下煤 层黑 色 , 内生裂 隙发育 , 玻璃 光泽 , 成分 以亮煤镜煤为 主 , 含有少 量 的丝 炭 , =1 2 自下 f — ; 而上第 一分层煤 3 煤层 较稳 定 , 在工作 面东 南部 , 切
。
堪. 愀 爰
21年 期 02 第1
综 放 工 作 面复 杂 顶煤 结 构厚 夹 矸 放 煤 技 术
张新 民
( 州煤 业 股 份 有 限 公 司济 宁 三 号 煤 矿 , 东 济 宁 2 2 6 ) 兖 山 7 0 9
摘
要
针对矿 井综放 工作 面煤层具有复杂顶煤结构 的实际 问题, 通过对工作 面开采初 期的放煤方 法的探索和研 究, 学确定放煤方 式和操 科 厚夹矸 放煤 技术
灭迹象时 , 可采用 先合 采 、 后分 采相结 合 的方案 , 或者 采用先分采后合采 的方案进行 回采 。
4 过 断 层 时 所 需 要 注 意 的 问 题
剖煤或剖岩石 。 () 3 在过 断层 期 间 , 掌握 好工 作 面上 刮 板输 送机 的漂卧 。在工作面过断层期间根据现场情况 来调整刮 板输送机 的拱高 , 防止 因拱高 过大在 设备 运行 当 中刮 板与溜槽摩擦严重给设备带来 的损害 。
文 献标 识 码 B
作方法 , 解决 了厚夹矸放煤的困难 , 对于提高工作面资源 回收率 , 起到 了较好 的效果 。 关键词 综放面
中 图 分 类 号 T 83 4 D 2 . 9
l 工 作 面 概 况
有工作面东南部 和本 区中 间小 部分无 第一 层夹矸 , 夹 矸岩性以炭质泥岩 , 粉砂岩为主 , 深灰色至黑 色 , 易碎 , 层理发育 , 一般厚 0~ . m, 7 2 平均 3 9 第 二层夹矸 只 . m;
浅谈厚煤层综放开采技术工艺
首先 , 割煤 时采 煤机 司机 根据 顶底 板 、 层 煤质变 化及 输送 机运 煤量 , 煤 调 整煤 机 割煤速 度 , 控制采 高 为 2 8 到 3 2米 : 煤过 程 中为 防止顶 煤 因空顶 .米 . 割 时 间过长 而垮 落或 煤机 滚筒 割支 架前 梁, 支架 工 的工人 超前 煤机滚 筒3 5 — 架收 回支 架 前探梁 , 滞后 煤机后 滚 筒1 架伸 出前探 梁 : 采煤 机停 止工 作 时, 应停 在倾 角 小 、项板 完 整、 无淋 水地 点 , 同时 将采 煤 机上 下 滚 筒降 至 底板 , 防止 煤机
综 放开采 是 工作面 实现 高产 高效 的有 效 开采工 艺 方式 。通过 解 决综放 开 采工作 面 中面临 的一 些关 键技 术, 可进 一步 提高 工作 面 的工作 效率 和效 益, 确 保工作 面 的安全 生产 , 高综 放工 作面 的煤 炭 回收率 , 分发挥 综 放开采 技 术 提 充 的优越 性 。 1综放 开采 技术 概 念 综采 放顶煤 开采 技术 是 在中厚 煤层 一次 采全 高综采 技 术工 艺上 发展起 来 的采煤 技 术 。此项 技 术 解 决 了厚 煤层 一 次 采全 高 的 问题 。不但 降低 了开 采 成 本, 同时还可 有效 防止 冲击 地压 。过去 厚煤 层开 采 由于设 备采 高 限制, 能 只 分 层开采 , 不仅 增加 了巷道 掘进 量, 这 而且 , 上分 层 工作 面开 采需 铺设 人 工假 顶, 下分层 开采创造 条件, 为 消耗 了大 量材料 , 同时 由于 铺设 人工假顶 增加 了工 作 面开采 工序 , 影响 了工 作面 的有 效开机 时 间, 制 了工作 面的 生产 能力 。综 限 放 开采 技术 , 就是在 厚煤层 中沿底 板布 置 国采 工作 面按一 定 高度 用采 煤机 向前 副煤 开采, 支架 上方 的煤, 而 则靠矿 山压力 和 自重 向下移动, 由支 架尾 部所开 窗 口放 出,流 入尾 部 运 输 机 运 出 。根 据 窗 口位置 不 同,可分 为 “ 位 ” 中 高 、“ 位 ”和 “ 位 ”放 顶煤 综 采设 备 。 低 综 放 开采 是工 作面 实现 高产 高 效 的有效 开 采工 艺方 式 。开 采实 践表 明, 影响综放 工作 面安全 高效顺 利 开采 的关 键技 术有 以下几 点 : ①综放 开采 的合 理 开采 工艺 、参数及 放煤 规律 : 综 放 开采 的覆岩 运动 规律 及矿 压显现 特 征 : ② ⑨ 综放开采 机道 上方端 面顶板 ( 的稳 定性 控制 : 煤) ④综放 开采 顶煤 回收率 包括面 内、 首末 采和端 头 顶煤 回收 率的进 一 步提 高 : 综 放开采 支架 与 围岩 关系及 支 ⑤ 架合理 选 型 。 过 多年 的理 论研 究与 开采 实践 , 国 已积 累和 总 结 了综 放 开采 通 我 关键技 术, 这为 进一 步发 挥综 放开 采 的优越 性, 提高 生产 效益 创造 了条件 。 2综放 开采 技 术应 用 下面 以对某矿 的一 综采 工作面低位 综采 放顶煤 工艺 的分析 为例, 倾斜煤 对 层 坚硬 顶板 较 薄厚 煤层 采 用低 位综 采 放顶煤 工 艺, 使该 工 作面 实现 稳产 、 高
特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构
特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构摘要:综放开采技术是我国特厚煤层矿区实现高产高效的主要技术途径,智能综采放顶煤开采技术是未来综采放顶煤勘探发展的重要方向。
本文以智能综放开采技术为基础,分析千万吨特厚煤层智能化综放开采存在的问题的同事再围绕安全、高效、智能等主题,综合考虑上层煤体与上覆岩层之间的作用来进行分析并掌握了解超厚煤层理论,提高煤层采收率,提出要解决的重要科学问题和技术思路以及超厚煤层智能综放开采方法中大型上煤体破碎与超厚煤层智能化综放采放协调控制的技术构想,同时还对超厚煤层凝聚、智能化综采洞穴群探煤过程控制原理两大科学问题进行理论性分析。
关键词:特厚煤层;智能化综放;采放协调;技术构想一、前言煤炭是制约我国经济活动的第一大能源,特厚煤层储量较为丰富而且是主要采用综放开采技术。
确保煤炭生产持续高效供应。
国家“十三五”科技攻关计划也将煤炭行业“加快煤炭无人化技术开发与应用”作为战略能源领域的重要项目。
国家科技扶贫安全提升工程为煤炭行业未来科技管理创新探索指明了方向。
实现特厚煤开采的智能化、综采是未来日益重要的煤炭开采,是行业的一个重要趋势[2]。
目前我国综放开采的煤矿中,多采用简单的机械和人工采煤方式。
综放开采工程应用领域的另一大安全管理技术瓶颈,一直是国内外研究人员的智能放煤理论、煤群智能识别、智能化等尚未取得实质性进展和突破。
迫切需要依靠自主研发的智能新技术系统平台和智能新型制造先进装备来解决上述全球性问题。
为此,本文以自主研发的国家重点规划项目“1000万吨智能综采洞穴采掘关键技术”为基础进行了论证,薄厚煤层智能综采洞穴开采技术研究、研究现状及存在的关键技术问题等三大重大科技问题。
从而提高我国煤层智能综放开采系统研究及未来相关应用技术发展规划理念的创新研发战略思路。
二、特厚煤层智能化综放开采关键科学技术问题项目采用了理论分析、实验模拟、数值模拟相结合的综合研究方法,研究以下几个方面的科学技术问题:第一是超厚煤层智能综放开采洞穴勘探中的大型上煤体破碎机理。
特厚煤层综放开采顶煤冒放性规律研究
100 /矿业装备 MINING EQUIPMENT特厚煤层综放开采顶煤冒放性规律研究□ 郭瑞永 大同煤矿集团马道头煤业公司厚煤层矿井属于高产、高效矿井,在我国具有非常广泛地分布,一般使用综采放顶煤法进行开采。
目前综采放顶煤已经是一项成熟的采煤技术,而是该技术能够顺利实施的主要核心工作是对顶煤的冒顶放性规律进行研究。
尤其是对于煤层厚度大于10 m 以上的特厚煤层,采用综采放顶煤法进行开采可能会出现顶煤破坏不充分,顶板冒落岩石不能将采空区填满的情况,这极大的影响着开采工作的进度和安全。
为了保证开采工作的的顺利进行,必须对工作面顶煤的冒放性规律进行分析和预测。
下文将以同煤集团马道头煤业有限责任公司8105工作面的特厚煤层开采工作为例进行分析。
1 工作面概况8105工作面地表位于王冒庄村北约280 m,马道头铁路专用线东约200 m,二风井西北约650 m,有2趟110 kV 及1趟35 kV 小马线从工作面中部通过。
地面沟谷发育,其中有2条较大黄土冲沟,地面标高从巷道开口向切巷逐渐下降。
里程0~1 800 m 为丘陵地形,地表多为疏林、灌木林,少量为农田;1 800 ~2 500 m 区域为农田,停采线附近有两处坟地,对应地面无其它建筑物。
井下8105工作面位于北一盘区辅运大巷西部,切巷西部为铁丰铁路保护煤柱,北侧为正在掘进的8106工作面,两个工作面之间为DF24断层保护煤柱,南侧为规划中的8104工作面,四周均为实煤区,对应上部无采空区。
根据掘进及钻孔资料,8105工作面煤层赋存3~5#煤,煤层赋存稳定,厚度大,总厚度为5.76~22.98 m,平均煤厚14.0 m,是将3#煤层与5#煤层进行合并形成的区域。
经过对3~5#煤层测量,该区域存在1~6个夹矸层,夹矸厚度不均,在0.35~4.07 m 之间,平均在0.97 m 左右,本盘区地质构造主要以泥岩以及炭质泥岩构成。
煤的普氏系数f =3。
工作面煤层倾角较缓,煤层从巷道开口开始至采位1 170 m 煤层抬升,采位1 170 m 至切眼,煤层下降,为一宽缓的背斜,背斜轴为南北向。
厚煤层大采高综放开采放煤工艺探讨
厚煤层大采高综放开采放煤工艺探讨随着煤炭行业的发展,越来越多的煤矿遇到了一个问题,那就是采煤厚度越来越大,传统的采煤方法已经无法满足其需求。
而开采厚煤层最有效的方法就是采用综合放煤工艺。
本文将就此进行深入探讨。
一、厚煤层大采高综放开采放煤工艺概述综放采煤工艺是集机械化采煤、安全围岩支护、掘进开拓、输送煤炭等煤矿工程技术于一体的煤炭开采方法。
综放采煤技术的出现,极大地提高了煤炭的开采效率,解决了煤炭开采中的安全问题,降低了采煤成本,提高了社会经济效益,受到了广大煤炭企业的欢迎与拥护。
而在厚煤层大采高综放开采放煤工艺中,其主要工艺流程包括:设备布置成型、掘进工作面、顶板支护、回采,具体包括综放面挖掘机、牵引车、货运车、配电箱、矿用橡胶同步带输送机、液压支架等成套综合设备,在掘进机械和采煤工艺应用、综合支护和掘进技术、煤炭输送和安全设备等方面均取得了可靠的技术成熟,具有很强的应用前景。
二、厚煤层大采高综放开采放煤工艺的应用优势1、采高大,生产效率高厚煤层大采高综放开采放煤工艺的最大特色在于采高大,一次开采深度可达到6-8米,可以迅速提高煤炭的产量,提高开采效率。
2、适应性强,应用范围广该工艺可以适用于煤炭品种、节数、粘结度以及厚煤层类型的变化,其适应性非常强,而且在低煤价的潜在情况下,已经成为推进煤炭行业的主流技术和设备。
3、安全系数高,减少煤矿事故综放采煤工艺的采煤机械化程度较高,有效地减少了人工操作过程中的煤矿事故机率,从而保证了煤炭采矿的安全性。
4、成本低,节约生产资源综放采煤工艺的设备成本较低,一次性投入大规模机械设备,可以有效的节约生产资源,降低煤炭采矿的生产成本。
三、厚煤层大采高综放开采放煤工艺应用中存在的问题1、设备配套问题厚煤层大采高综放开采放煤工艺中,设备配套问题是一个需要关注和解决的问题。
具体而言,综放机械设备配套方案要在防尘、噪声、坍塌、煤炭流程等方面做好适配措施。
2、算法和技术问题计算机算法和软件技术在综放开采放煤工艺中应用也存在问题。
厚煤层综放开采钻孔切顶留巷支护技术研究
厚煤层综放开采钻孔切顶留巷支护技术研究厚煤层的开采一直是煤矿行业面临的难题之一、厚煤层的开采面临着煤矿顶板塌落、瓦斯涌出等一系列安全问题。
为了解决这些问题,厚煤层综放开采钻孔切顶留巷支护技术应运而生。
本文将对这一技术进行研究,探讨其原理、应用及优势。
厚煤层综放开采钻孔切顶留巷支护技术是通过在综放开采的过程中,利用先进的钻孔技术在顶板上钻孔,将钻孔中的岩体破碎,形成空洞,再通过注浆技术对空洞进行填充,形成坚固的支护结构,从而达到支持顶板、防治顶板塌落的目的。
这一技术在厚煤层的开采中具有较大的优势。
首先,通过钻孔切顶留巷支护技术可以降低采高,减少煤炭的开采量,进而降低井下的压力,减少了压力对煤矿顶板的影响。
其次,该技术可以有效地预防煤矿顶板塌落事故的发生,保障矿工的人身安全。
再次,钻孔切顶留巷支护技术还可以控制瓦斯涌出,减少瓦斯爆炸事故的可能性,提高煤矿的安全性。
但是,钻孔切顶留巷支护技术也存在一些问题和挑战。
首先,这一技术需要大量的钻孔工作,工作强度大,工期长。
其次,钻孔切顶留巷支护技术对钻孔工艺和注浆工艺要求较高,需要熟练的操作技术和丰富的经验。
再次,由于综放开采的工作面比较宽,对钻孔位置、布置和密度等要求较高,需要充分考虑井下地质条件和矿井结构等因素。
因此,在应用钻孔切顶留巷支护技术时,需要进行相关的研究和实践。
首先,要对矿井的地质构造、煤层的物理性质和力学性质、瓦斯情况等进行全面的调查和研究,为钻孔切顶留巷支护技术的实施提供准确的数据和依据。
其次,要开展钻孔工艺和注浆工艺的研究,探索最佳的操作方法和工艺参数,提高支护效果和施工效率。
再次,要进行现场的试验和应用,在实际工程中验证钻孔切顶留巷支护技术的可行性和有效性。
总结起来,钻孔切顶留巷支护技术是一项重要的厚煤层开采技术,具有较大的应用潜力。
但是,要实现其良好的支护效果,需要充分考虑矿井的地质条件、煤层的力学性质以及矿井结构等因素,并进行相关的工艺研究和工程应用。
厚及特厚煤层开采使用综放开采研究分析
厚及特厚煤层开采使用综放开采研究分析发表时间:2018-05-02T14:43:53.887Z 来源:《防护工程》2017年第36期作者:王朝峰[导读] 我国现有已探明达9000亿t的煤炭储量,在已探明的煤炭储量中,厚煤层煤炭储量占我国总煤炭储量的44.1%。
安徽能源技术学校安徽省 230011摘要:综采放顶煤工作面端头上覆岩层失稳破坏运动以及端头顶板稳定性的研究对实现综放工作面端头高效放煤、提高综放工作面采出率、防止煤炭自燃发火、完善厚及特厚煤层的综放开采技术,具有十分重要的意义。
关键词:厚及特厚煤层;综采放顶煤据统计,我国现有已探明达9000亿t的煤炭储量,在已探明的煤炭储量中,厚煤层煤炭储量占我国总煤炭储量的44.1%。
目前我国已投产的煤矿中探查处特厚煤层的储量达46亿t,这些煤矿企业回采特厚煤层的年产量占全国煤炭总产量的45.6%。
据统计上世纪中叶,在针对厚及特厚煤层进行矿山开采的企业中,我国煤矿企业所选用的采煤方法主要以分层回采位主。
这种方法对煤层的天然优势没有充分的利用和发挥,对矿山的发展起到了制约的作用[1-2]。
基于此可以说,在影响我国煤炭行业发展的因素中,厚及特厚煤层回采技术的发展对矿山发展起着很关键的作用。
上世纪中期,欧洲首次提出综放回采技术理论并将该技术应用于矿山煤矿开采实践中。
但综放技术的发展、完善、直到理论的成熟,有赖于该回采技术在我国的应用和科研人员的研究。
综放开采自引入我国以来,通过技术工程人员对它系统性研究,在回采技术上取得重大突破,技术水平以及处于世界前列。
正是基于综放开采具有掘进率低、消耗少、成本低、很强的地质适应性、高产高效等优点,才使这种回采方法成为我国对厚煤层开采技术重点研究的方向,从而使我国厚煤层以及特厚煤层的回采技术进入一个新的发展时期[3-5]。
进入本世纪后,对于厚及特厚煤层使用综放回采技术开采已逐渐成为我国矿山开采的主流选择,传统的厚煤层分层开采方法基本上被综放回采技术所替代。
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含夹矸特厚煤层综放开采重点技术研究
发表时间:2018-09-12T14:20:32.880Z 来源:《科技新时代》2018年7期作者:王胜伟
[导读] 本文对综放开采工艺参数的研究现状进行了介绍。
河南大有能源耿村煤矿综采二队河南三门峡渑池县 472300
摘要:本文对综放开采工艺参数的研究现状进行了介绍,从夹矸层的力学模型、顶煤冒放性的影响因素以及顶煤与支架之间的相互作用的角度对含夹矸特厚煤层的综放开采技术进行了分析。
关键词:夹矸层;特厚煤层;综放开采
0引言
煤炭作为我国的重要能源,对于我国的经济社会的发展有着非常重要的意义。
目前我国的煤矿开采技术相较于发达国家仍然较为落后,特别是对于开采了较低的含夹矸煤层来说,如何改进煤矿开采技术,提高煤层开采率成为了一个重要的课题。
1.综放开采工艺参数研究现状
综放开采工艺是指一个采放循环的各工序之间的时间、空间的组织关系,主要包括割煤、移架、放煤等。
目前在综放开采工艺参数的研究上已经非常成熟,国内外的学者通过量化最大采放比,指出合理的采放比有利于顶煤的冒放以及顶煤回收率的提高。
还有研究指出顶煤的含矸率与损失率在一定的放煤步距下可以达到最低,其主要与煤岩的顶煤厚度、块度、强度、冒落角、矸堆高度、冒落角等有关。
此外,有国内学者利用顶煤破断块度建立起顶煤破断冒放的块度理论,将顶煤的可放出性使用可放出系数和极限块度来进行解释,有利于确定合理的工艺参数和提高顶煤回收率。
目前国内外对于综放开采工艺的参数研究在坚硬顶煤类的煤层方面研究较多,而很少从结构较为复杂的含夹矸特厚煤层方面开展研究,因此对于含夹矸特厚煤层的力学模型、含夹矸顶煤冒放性及其影响因素以及对含夹矸顶煤与支架的相互作用机理进行研究就显得十分必要。
2.夹矸层稳定性的力学模型
2.1悬臂梁模型
一般来说,夹矸层由于处于煤壁的深处,因此很少会因为开采工作而受到影响。
当采煤工作面推进时,当支架控顶区移动到了夹矸层正下方时,如果夹矸层受到破坏,其下部顶煤就会出现下沉,而夹矸上部的顶煤、直接顶也会随之出现下沉,但下沉量相对较小。
此时上位顶与直接顶会直接分离。
在这种情况下,可以将夹矸层看作一个悬臂梁,其靠近煤壁的一端为固支端,靠近支架后方的为自由端。
当工作面推进的时候,砌体梁结构会出现断裂、错动,使悬臂梁自由端的应力增加,进而导致煤顶变形加大,而在悬臂梁固支端的应力则接近原岩应力,因此可以认为悬臂梁上部的载荷为非均布线性,从而可以以此建立起夹矸破断的悬臂梁模型(如图1)。
2.2薄板模型
在薄板模型中(如图2),是通过利用一个四周固支的薄板来简化夹矸层的受力情况。
其上部的载荷来自于顶煤的作用,为了方便计算,将夹矸破断之前的上部载荷简化为均布状态,根据弹性力学可以得出:夹矸层的水平应力会沿着其的倾斜方向和走向呈对称分布,此时工作面上部悬空夹矸中部为沿走向的水平应力最大值区域,两端夹矸悬空处为沿倾斜方向的水平应力最大值区域,两者均表现为拉应力,而剪应力则在夹矸层两端呈对角分布,最大主应力则集中于夹矸层的四角,表现为压应力。
由于岩石的抗压强度要远远大于抗拉强度,则根据模型可以得出夹矸层的中部容易出现拉伸破断,两端头容易出现剪切破坏。
图1 夹矸层悬臂梁模型图2 夹矸层薄板模型
3.含夹矸特厚顶煤冒放性及其影响因素
对于特厚煤层的顶煤破碎和冒放性来说,夹矸层的存在必定会对其产生一定的影响,并且不同层位、层数、厚度和力学性质的夹矸层所造成的的影响也各不相同。
3.1夹矸层位
根据煤层中夹矸的赋存位置不同,可以分为上部、中部和下部夹矸层,其中上部夹矸层与顶板的距离为1~1.5m以内,下部夹矸层与底板的距离为1.5~2m以内,其与部分为中部夹矸层。
在综放开采中,由于下部夹矸层通常处于采高范围,且厚度和强度较低,因此一般会直接进行截割。
而对于中部夹矸层来说,如果其夹矸贴近支架上方,在反复受到支架的支撑作用下,很容易出现破碎;如果夹矸与支架间的距离较远,则会影响到顶煤冒放性。
上部夹矸层如果厚度不大,则会随着顶煤以其冒落,若厚度较大,则不易脱落,一般会采取放弃夹矸及其上部的顶煤的方式来保证煤质。
而对于采高范围以上的夹矸,又可以分为顶煤上位、顶煤中位和顶煤下位夹矸,其中顶煤上位和下位夹矸在与支架的相互作用下易出现破断和冒落,对顶煤的冒放性影响较小。
而顶煤中位夹矸由于受到各种力的作用比较小,因此不容易出现破断和冒落,会对顶煤的冒放性造成较大的影响。
3.2夹矸厚度
夹矸层根据其厚度的不同可以分为三类:(1)厚度在0.4m以内的为薄夹矸层;(2)厚度大于0.4m,但在0.8m以内的为中厚夹矸层;(3)厚度大于0.8m的为厚夹矸层。
根据相关的文献记载以及现场观察,如果夹矸层的厚度在0.5m以内,则夹矸层的结构多表现为片状,且强度比较差,非常容易在综放开采时出现冒落。
而对于0.8m以上厚度的厚夹矸层,其发生冒落的可能性比较低,即使出现了冒落,其冒落的形式也大多为块状,且多为直径0.8~1.0m,甚至达到1.2m以上的冒落块。
这种较大的冒落块由于其尺寸问题通常只能够留在采空区,同时还可能会对放煤过程造成一定的影响,导致放煤口堵塞等问题的发生,从而无法放出冒矸层上的顶煤,使顶煤放出率大大降低。
3.3夹矸岩性及强度
根据夹矸层岩性的不同通常可以分为页岩类夹矸层和砂岩类夹矸层。
页岩类夹矸层还可以细分为炭质页岩、泥质页岩等。
页岩类夹矸层的特点为分层厚度一般在0.3m以下,冒落块呈片状,部分冒落块平面直径可能能达到0.4~0.5m,但厚度仍为0.3m以下。
页岩类夹矸层一般不容易形成桥拱结构,可以顺利从煤口放出,其抗压强度一般为10~30MPa,与中硬煤或者硬煤的强度相当,一般很少影响顶煤的冒放性。
但如果页岩类夹矸层的层数较多、厚度较大,则会明显的影响到顶煤的冒放性。
砂岩类夹矸层还可以细分为粉砂岩、细砂岩等,该类夹矸层的主要特点为分层厚度在0.3~0.8m之间,冒落块度较大,抗压强度一般为30~50MPa,放煤时容易形成桥拱结构,使夹矸层上方的
顶煤无法放出,且随着夹矸的厚度、强度、层数的增加,就越会影响到对顶煤的冒落性。
4.含夹矸顶煤与支架的相互作用机理
支架尾梁的摆动会对顶煤和夹矸的冒落产生较大的影响,在顶煤发生脱落的时候,支架尾梁与掩护梁以及顶煤块体之间的摩擦会增大,如果此时的支架稳定性较差,顶煤就会在支架周围变成拱形结构,从而使顶煤出现脱落。
由于在空气中钢与岩石的摩擦系数为破碎煤体的1.4倍,当顶煤含有夹矸时其拱形结构的稳定性会得到增强,且顶煤与掩护梁之间的内聚力也会得到增加,同时也就意味着摩擦系数增加,提高了顶煤拱形结构的稳定性。
5 结语
综上所述,通过研究我们可以发现,当夹矸层的受力情况及其层位、厚度、岩性、强度以及与支架的相互作用等对于顶煤的冒放性和综放开采技术有着非常重要的影响。
在进行综放开采时,必须要对这些因素进行综合的考虑,才能够使夹矸煤层的煤炭开采率得到有效的提高。
参考文献:
[1]张德良. 大同煤田石炭系特厚煤层综放开采适应性分析[J]. 煤炭与化工, 2016, 39(4):15-16.
[2]白庆升. 复杂结构特厚煤层综放面围岩采动影响机理与控制[D]. 中国矿业大学, 2015.。