在特殊条件下煤矿开采方法及要点
关于不同条件的煤矿井下开采技术浅析
关于不同条件的煤矿井下开采技术浅析煤矿是煤炭资源的主要开采地,煤矿井下开采是一项非常复杂的技术工程。
不同条件下的煤矿井下开采技术存在着较大的差异,需要根据实际情况进行调整和优化。
本文将对不同条件下的煤矿井下开采技术进行浅析。
一、浅埋煤矿的井下开采技术浅埋煤矿是指埋藏深度较浅的煤矿,通常埋藏深度在100米以内。
由于浅埋煤矿的地质条件相对简单,矿体性质比较稳定,所以井下开采技术相对较为简单。
1. 传统开采方法在浅埋煤矿中,传统的井下开采方法主要包括斜井开采和直井开采两种方式。
斜井开采适用于煤层较薄的情况,通过斜井进入煤矿进行开采;直井开采适用于煤层较厚的情况,通过竖井进入煤矿进行开采。
这两种方法都是比较常见的浅埋煤矿井下开采技术。
2. 现代化开采技术随着科技的发展,现代化的煤矿井下开采技术也在浅埋煤矿得到了广泛应用。
采用液压支架和矿山机械化设备可以提高采煤效率;采用自动化控制技术可以提高安全性和生产效率;采用高效的通风系统可以改善工作环境等。
现代化开采技术在提高浅埋煤矿开采效率和安全性方面发挥了积极作用。
1. 长壁工作面在深埋煤矿中,采用长壁工作面开采技术是比较常见的方法。
长壁工作面是指在煤层上开设一条长边,通过推进采煤机和液压支架进行连续开采,然后通过搬运设备将煤炭输送到地面。
这种方法可以提高煤炭的采运效率,但同时也需要解决长壁工作面压力控制、安全保障等问题。
2. 矿山压力管理在深埋煤矿中,地表和井下的煤层岩层受压力作用较大,需要进行矿山压力管理。
矿山压力管理包括岩层控制和煤层压力控制两个方面。
岩层控制主要是通过支护和加固等措施来防止地质灾害的发生;煤层压力控制主要是通过合理的开采方式和煤层抽采等措施来减轻煤层的压力,防止煤与瓦斯突出等事故的发生。
瓦斯矿井是指瓦斯含量较高的煤矿,瓦斯是一种易燃易爆的气体,对矿井安全构成严重威胁。
瓦斯矿井的井下开采技术需要着重解决瓦斯防治的问题。
1. 瓦斯抽采瓦斯抽采是指通过抽放设备将井下积聚的瓦斯抽放到地面进行处理。
特殊采煤法
台阶形工作面
同煤层相邻工作面协调开采
+
-
+
-
问题:管理困难
(5)合理布置各煤层或上下分层的开采边界
避免建筑物位于开采影响边界 避免建筑物承受拉伸变形 尤其是避免最大拉伸变形,即避开0.4r处。
+ -
0.4r
合理布置各煤层或上下分层的开采边界
1 2
δ0
m1
δ0
m2 (a)
2 1
++
-
-
δ0
δ0
曲率
平面曲面,在正负曲率作用下,应力重新分布 平面状态:建筑物的作用力和地基的反作用力平衡
正曲率建筑物顶部开裂 负曲率建筑物底部开裂
水平变形
使建筑物受拉或受压
拉伸变形危害最大
[拉][压] 几倍—几十倍 拉伸变形大于1mm/m, 砖石结构出现细小的竖 向裂隙。
拉伸变形
压缩变形
压缩变形较大时,墙壁压碎,地板鼓 起,围墙褶曲
1)在缓倾斜和倾斜厚煤层浅部, 采用倾斜分层 2)急倾斜煤层(浅部)
采用分层间歇式采煤法 严禁无限制地放煤 煤层顶板坚硬不易冒落时要人工强制放顶。 煤层露头处应保留足够高度的煤柱 3)若建筑物位于煤层露头附近或其下方有浅部煤 层或煤层上方覆岩为石灰岩地层,需查明建筑物 下方是否有老窑、废巷、岩溶、老井以及他们被 充填的程度
限制了同时开采的采厚
消除上下煤层或分层开采影响相互叠加
问题:
工作面接替
不利于 巷道维护时间长
集中生产
(2)尽量实行无煤柱开采,避免在建筑物下残留尺寸不 当的煤柱
阶段、水平、大巷、上下山和区段煤柱,以及断层煤 柱。
Lr
Lr,工程意义上的地表变形不叠加
煤矿开采学2之第二十一章特殊条件下的开采方法
二十一章特殊条件下的开采方法第一节“三下一上”采煤方法“三下一上”采煤——在建筑物下、铁路下、水体下和承压水体上采煤时,既要保证建筑物和铁路不受到开采影响而破坏,又要尽量多采出煤炭。
第一节“三下一上”采煤方法一、岩层与地表移动的一般特征(一)岩层移动的一般特征就煤层的开采来说,采空区周围的岩层移动和变形,一般表现为采空区上方顶板的弯曲下沉、断裂、垮落,底板岩层鼓起、开裂、滑动、以及采空区周围煤壁的压出、片帮,等等。
第一节“三下一上”采煤方法一、岩层与地表移动的一般特征(二)地表移动的一般特征(1)地表移动盆地(2)裂缝(3)台阶状塌陷盆地(4)塌陷坑第一节“三下一上”采煤方法二、建筑物压煤开采(一)地表移动和变形对建筑物的影响1.地表下沿的影响建筑物主要管路的坡度会发生变化,四周的防水坡也可能造成破坏。
特别是由于地表下沉造成潜水位相对上升,造成建筑物长期积水或过度潮湿时,就会影响建筑物的强度,以至影响建筑物的使用。
2.地表倾斜的影响地表倾斜后,建筑物也随之歪斜,重心偏移,影响其稳定性,而且承重结构内部将产生附加盈利,基础的承压也会发生变化。
第一节“三下一上”采煤方法二、建筑物压煤开采(一)地表移动和变形对建筑物的影响3.地表曲率的影响建筑物的基础底面出现悬空状态。
4.地表水平变形的影响使建筑物受到附加的拉伸和压缩应力。
第一节“三下一上”采煤方法二、建筑物压煤开采(二)减少地表移动和变形的开采措施1.防止地表突然下沉措施:在一定的开采深度下,进行建筑物下采煤;开采急斜煤层时,在煤层露头处应留设足够的煤柱,以防止突然塌陷;在缓斜或倾斜厚煤层浅部开采时,应尽量采用倾斜分层长壁式采煤法,并适当减少第一、第二分层开采煤厚。
第一节“三下一上”采煤方法二、建筑物压煤开采(二)减少地表移动和变形的开采措施2.减少地表下沉的措施(1)采用充填采煤法(2)使用分带开采法。
(3)使用房柱式采煤。
(4)减少一次采出煤厚。
煤矿特殊开采方法
第一章 开采引起的岩层与地表移动
煤矿开采的三性 特殊性、艰巨性和困难性;
特殊困难条件下的开采
三下一上( 建筑物下、铁路下、水体下和承压水上);有冲击地压危险的煤层;有煤与瓦斯突出危险的煤层;三软煤层;深部;边角煤;极薄煤层。
地表移动和变形特点:(1)地表下沉系数小;(2)主要影响角正切小;(3)水平移动系数随采深增加变小;(4)地表移动期短;(5)地表多次下沉。
保留条带宽度a的确定:1)稳定性要求。宽高比。2)强度要求。A、单向应力状态下的强度要求。B、三向应力状态下的强度要求。保留条带能承受的极限载荷要大于实际承受的载荷。
裂隙角:在充分或接近充分采动条件下,在移动盆地的主断面上地表最大的一条裂缝和采空区边界点与水平线在煤壁一侧的夹角
最大下沉角:在移动盆地倾向主断面上,采空区中点和地表最大沉点在地表水平线上投影点的连线与水平线在下山方向的夹角
拐点偏移距:过地表下沉曲线拐点在地表水平线上的投影点,按开采影响传播角作直线与煤层相交,该交点与采空区边界沿煤层方向的距离
5、不迁村采煤的理论依据
(1)不迁村全采,采后维修和补偿。(2)不迁村条带开采。(3)不迁村就地重建抗采动变形建筑。
盆地边界点、拐点和中点处水平变形为零;
盆地边缘区为拉伸区,中部为压缩区
盆地边界点和拐点处水平变形为零
与水平煤层相比,中倾斜煤层条件下倾向主断面内地表移动和变形的变化规律不同点,
? 1下沉曲线失去对称性,上山部分的下沉曲线要陡,范围要小 最大下沉点向下山方向偏离
? 2指向上山方向的水平移动增加,指向下山方向的水平移动减小;
倾斜的正负号的物理意义;垂直于地表下沉曲线的杆状物倾倒的趋向与x轴正向相同时,倾斜为正;杆状物倾倒的趋向与x轴负向相同时倾斜为负。
特殊条件下煤矿开采方法及要点研究
特殊条件下煤矿开采方法及要点研究随着我国国民经济的快速发展,对煤炭的需求越来越大,这相应的要求我国能源技术领域也要跟上时代的脚步。
这几年我国煤炭采矿设备正在向自动化、信息化、大型化、集约化法方向发展,煤炭的开采深度和原煤产量得到很大的提高。
但同时我们不得不面对的是这几年中小煤矿技术相对落后的局面。
造成这一局面的原因很多,但主要与我国的中小煤矿设备革新慢、技术不过关等因素有关,开采技术的发展缓慢越来越成为我国煤炭工业可持续发展的瓶颈。
1 矿井矸石填充技术很多煤炭资源存在与建筑物下、水体下、铁(公)路下,为了不浪费宝贵的煤炭资源,采用充填开采是解决“三下”问题一条重要途径。
充填开采法是用充填材料(矸石、砂等)充填采空区的方法。
该法可以缓和工作面支撑压力产生的矿压显现,改善采场和巷道维护状况。
有效减少地表下沉速度,防止产生“漏斗”状塌陷坑。
从而保护地面建(构)筑物、生态环境和水体。
1.1 利用井下采空区处置煤矸石充填采煤方法1.1.1 刮板输送机卸矸充填这是一种低成本、且工艺简单的矸石充填采空区技术(设备布置见图1),但是普通综采相比增加采面的空间尺寸,且运送矸石的运输系统较为复杂。
在一些近水平煤层可以适当采用。
1.1.2 抛矸机充填抛矸机是利用矸石在皮带上获得的初始加速度将矸石抛射出去的设备。
这种充填方法随着工作面的连续推进,易形成山谷形充填空隙从而使充填密度达不到理想的要求,但是仅仅从矸石再利用的角度上考虑还是能满足一般矿井。
2 大倾角煤层开采技术大倾角煤层则是以煤层倾角超过冒落矸石或煤的自然安息角所引起物料的滑动、失稳等现象为主要特征而命名的,通常将30°~55°倾角煤层称为大倾角煤层。
大倾角煤层开采技术主要取决于工作面推进方向。
2.1 工作面伪斜开采沿倾斜布置的工作面刮板输送机和液压支架都有下滑的趋势,为了防止这种下滑,控制好工作面输送机机头超前量,保证刮板输送机与转载机搭接合理,一般采取伪斜开采,工作面下出口超前上出口一定距离,超前角按下式计算:β=αk(1/2―1/4)式中:α为工作面倾角度;k为调整系数:0.95~1.15;β为工作面超前角度。
特殊开采方法
1、曲率:地表单位长度内倾斜值的变化量。
2、协调开采:当数个煤层或煤层数个分层同时开采时,控制各煤层或各分层工作面之间错距,使地表拉伸变形与压缩变形互相抵消,以达到减小地表水平变形的目的。
3、充分采动角:在充分的条件下,根据移动盆地主断面上实测下沉曲线,取盆地中心点至采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角。
4、条带式采煤法:在开采范围内,沿一定的方向将煤层划分为若干个条带,采出一条,保留一条,相间排列。
依靠保留的条带煤柱支撑上覆岩层的载荷,以控制岩层和地表移动,使地表变形减小,达到保护建筑物的目的。
6、典型曲线法:以矿区的大量实测资料为基础,以最终下沉曲线绘成无因次下沉曲线通过综合分析,得出典型曲线,作为地表移动和变形预计的依据。
7、水力采煤:是指利用水力或水力—机械开采和运输提升的采煤技术,简称水采。
倍线。
8、最大下沉角:非充分和充分采动条件下,在移动盆地倾向主断面上,采空区中点和地表最大下沉点在地表水平线上投影点的连线与水平线在下山方向的夹角。
9、疏水采煤:疏水采煤的特点是:利用矿井排水系统,开掘疏水巷道或钻孔,疏降上部水体,再在水体下方从事采煤作业。
10、突水系数:底板隔水层承受的水压与底板隔水层厚度之比,称为突水系数,单位为MPa/m。
11、剖面函数法:剖面函数法是用某些函数来表示各种开采条件下地表下沉盆地主断面内典型移动和分布情况,这些函数是典型曲线的解析表示形式,是基于实侧资料凭经验确定的。
12、难采煤层:由于特殊赋存条件,若不采取相应的专门措施,而直接采用常规开采方法,将难以有效地开采的煤层。
13、地表移动盆地:开采影响波及地表后,受开采影响的地表开始开始沉降,在采空区上方地表形成一个比采空区面积大的沉陷区域,该沉陷区域称为地表移动盆地,又称地表下沉盆地。
14、开采影响传播角:在移动盆地倾向主断面上,按拐点偏移距求得的计算开采边界和地表下沉曲线拐点在地表水平线上的投影点的连线与水平线在下山方向的夹角。
如何在突出危险煤层中采掘
如何在突出危险煤层中采掘如何在突出危险煤层中采掘煤矿是一种具有高风险性质的行业,尤其是在煤矿采掘过程中,往往存在着各种可能导致安全事故发生的危险因素。
其中,突出危险是煤矿生产过程中存在的一种高风险危险,因此如何在突出危险煤层中采掘,是煤矿企业必须面对的重要课题。
一、突出危险的概念和表现形式突出属于煤层变形和破坏的一种形式,其基本特征是煤层在采掘过程中在局部区域内发生收缩和破裂,导致煤层向井壁、顶板、底板等方向突出,矿体的稳定性受到破坏,从而造成煤矿生产中的一种安全事故。
突出危险的表现形式非常多样化,一般有以下几种:1、煤层断裂带突出:当煤层的断裂带被煤层顶板压力和采掘强度等作用因素引起煤岩体的收缩而向井壁破裂时,断裂带煤岩体突出问题也就产生了。
2、煤柱区突出:当一些支柱被削减或撤除,或距支架较远的煤柱由于底部采压作用等原因断裂或岩爆时,那么长煤墙短柱煤岩体受到的支撑力会大大减小,组成煤柱区的煤岩体很容易向井壁或顶板突出。
3、深部突出:深部煤层结构更加复杂,长期地应力状态逐渐转变。
在采掘过程中,由于工作面上部应力水平附加于水平地表低层,会使低层段受到周围高层地应力的影响而发生变形并差异性强的分层式盘晕,发生深部突出问题。
二、针对突出危险的预控措施为了防止突出事故的发生,必须采取一系列有效的预控措施,具体措施如下:1、选用科学合理的采煤技术,推广应力预裂爆破技术,合理设置煤柱和煤柱与采煤空间的间距,避免过度采空或过小煤柱间距形成局部应力集中,引发突出事故。
2、应采用科学合理的支护科技,根据采煤岩性、深度、倾角和采煤方式等综合因素进行科学设计和构造配合。
3、加强对突出危险区域的监测和预警。
建立全面的实时监测网络,通过地下水位、花岗岩、混煤厚度、高压板位移、钻眼变形等方式进行预警。
4、应加大对人员安全培训力度,提高员工自我保护能力。
时刻强调安全文化和安全生产观念,教育员工遇到危险情况时积极应对,并及时向领导汇报。
煤矿特殊开采方法
煤矿特殊开采方法——“三下”开采之水体下采煤所谓水体下采煤指的是在开采煤层上方的地表水体下采煤。
地下开采引起的岩层移动与变形可能改变水体和开采空间之间水力联系的程度。
弱的水力联系增加了矿井的排水费用,强的水力联系有可能使开采影响范围的地表水和地下水及泥砂突然溃入井下,给矿井安全生产带来威胁。
水体下采煤必须采取适当的措施,保证开采过程中不发生灾害性的透水、溃砂事故,避免因矿井用水量突然增大而严重恶化井下作业环境。
水体下开采需要清楚的了解水体的类型、煤岩的隔水性能和开采空间与水体之间可能的水力联系。
水体下采煤有以下特点:(1)、水体下采煤主要考虑煤层与水体之间有无隔水层,开采后隔水层能否破坏,开采引起的上覆岩层裂隙是否波及水体;(2)、水体下采煤的保护对象是矿井本身,为保护矿井本身必须保护水体下方的岩层;(3)、水体下采煤的主要对策是隔离和疏降,要从安全、经济和采出率等方面进行比较,确定合理的开采方案。
影响水体下安全开采的因素有:(1)、不同类型的水体煤层上方的水体可分为地表水体和地下水体两类。
地表水体指积聚在江、海、河、湖、水库、沼泽、水渠、坑、塘和塌陷区中的水。
大型的地表水,储存量大,补给充分,且常常相互连通,对煤矿安全生产存在威胁。
地下水体指积聚在岩石和松散层空隙中的水。
地下水体比地表水体距煤层更近,且赋存情况不易掌握,对安全生产构成一定威胁。
从采矿工程的角度,可将地下水按贮存的介质不同,划分为松散层水体和基岩含水层水体。
松散层水体属孔隙水,主要由大气降水和地表水补给,若下部有较硬的隔水粘土层,对开采影响较小。
松散层水体的流速和流量均小。
基岩水体指的是砂岩、砾岩、砂砾岩及石灰岩岩溶含水层水体,这些水体属孔隙水、裂隙水及岩溶水类型,采空区积水也归这类水体。
当地表水体、松散层水体和基岩含水层水体之间构成某种水力联系时,就产生由这三种或两种水体组合而成的复合水体。
(2)、煤岩的隔水和导水性能不同的煤岩由不同的隔水性能。
谈煤矿特殊开采技术与方法
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谈煤矿特殊 开采 技术 与方法
张 宪 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
( 七 台河矿业有限责任公 司胜 利煤矿 , 黑龙江 七 台河 1 5 4 6 0 0 )
摘
要: 主要 阐述 了 垮 落法条 带开采 、 上行开采顺序 采煤 法、 gC g - F 采煤法、 水砂充填采煤法等煤矿特殊开采技 术与方法等问题 。
关 键词 : 煤矿 ; 特殊开采 ; 技 术; 方 法
1 垮落 法条 带 开 采 分为全部水力化矿井 和水旱结合 的部分水力化矿井。 全部水力化矿 采用垮 落法处理采 空区的长壁 工作面煤层 采 出后 ,按破 坏程 井的绝大部 分产量都是利用水 力完成 , 水采生产 系统 主要包 括高压
度, 上覆岩层 可划分 为垮 落带 、 断裂带和弯曲带。 垮落带与断裂带的 供 水系统、 煤水运提系统和脱水系统 。水采工作 面的采煤工序包 括 高度 、 上覆 岩层的岩性结 构 、 煤 层倾角 、 采高及厚煤 层分层次 数 、 采 水力落煤 ; 拆 移水枪 、 管道 及溜槽 ; 支 设护 枪支架及 重新 安设水 枪 空区范嗣大小和采煤方法等 因素相关 , 直接顶和基本顶都 比较 松软 等。根据顶板条件 , 落垛顺序可分为开式 、 闭式和半闭式 。 水 力采煤 破碎 时 , 垮落带 和断裂带 的高度均较低 , 反之 , 垮落带 和断裂带 高度 的生产能力较 高 , 工艺 和设 备简单 , 效率较 高 , 吨煤成 本较低 , 生产 较大。垮落带高度及断裂带高度可用经验公式计算 , 也可按照 钻孔 比较安全 , 对 地质 变化 的适应 能力 较强 ; 采 出率较低 , 巷道掘进率 较 高, 通风系统不够完善 , 电耗较大 , 废 水对地面环境有成污染 。在水 观测 资料获得。 缓( 倾) 斜或中斜煤层地表移动盆地在走 向方 向上对称 , 在倾斜 源 比较丰富 的前提下 , 水力采煤 宜应 用于旱采开采有困难的煤层 和 方 向上 与采空 区不对称 。 地表移动盆地在主断面内表 现为通过最大 有利 于发挥水采优势 的煤层 , 如旱采开采有 困难 的中斜 、 急( 倾) 斜 下沉 点 的下沉 曲线 , 其特征可 以用充分采 动角 、 边 界角积移 动角来 煤层 , 以及煤层倾角在 7 。 以上 , 地质构造复杂 , 煤层厚度在 中厚 以 反映 。移 动角是地 表移 动盆地的重要参数 , 用于地面建筑物和构筑 上 的不稳定煤层。 顶板稳定或中等稳定 , 瓦斯含量小 , 煤质 中硬或 中 物 留设保护煤柱 。 硬 以下 , 底 板遇水 不泥化 , 倾角 7 。 ~3 5 。, 煤厚 3 m ~ 8 m 的缓 ( 倾) 垮落条带开采 的地表下 沉系数随采出率降低而减小 , 采出率在 斜 、 中斜煤层 。煤尘危害较大 , 工作 证淋水严重 , 应用水采 有利于解 5 0 % 左 右时 , 地表下沉 系数一般能控制在 0 . 1 5 以下。地表下沉 由保 决这些煤层 的特殊开采 问题 。 : 留条带压人底板 、 保 留条带 自身被压缩和保 留条带上方 的岩柱被压 参考文献 缩等组成 。条带开采 的设计参数 为采 出条 带宽度 、 保 留条 带宽度和 【 1 ] 陈福 生, 吴根 旺, 刘 东东. 罗凯: 含水层下条带式开采参数 的计 算[ J 1 . 面积采 出率 。 采 出率取决 于采 出条带宽度和保 留条带宽度 、 采深 、 采 水力采煤与管道运输, 2 0 0 9 , 1 0 . 厚、 煤层 和顶底板岩层力学性质 。 为避免 地面出现波浪形起伏 , 保留 [ 2 ]田 立 波 , 刘帆 , 陈忠. 中 国煤 炭 资 源绿 色开 采 技 术 进 程 与现 状 【 J 1 . 条带应有足够的稳定性和强度 。条带采煤法 的主要 缺点是 : 采 出率 能源技 术与管理, 2 0 1 0 。 5 . 低, 巷道掘进多 , 工作面效率低 。条带采煤 法主要适 用的条件是 : 地 [ 3 ]贾燕. 温度 对玉米储藏过程 中脂肪酸值 变化 的影 响[ J 】 . 商品与质 面为密集建筑群 、 结构复杂 的或纪念性 的建筑物 ; 难 搬迁的村庄 ; 铁 量 , 2 0 1 2 , 7 . t 路 桥梁 、 隧道或 铁路干线下 ; 水体下 的煤层及受 岩溶承压水威 胁 的 f 4 1 周英. 采 煤概 论【 M] . 北京: 煤 炭 工 业 出版 社 , 2 0 0 6 。 9 . 上方煤层 。 【 5 1 徐永圻. 煤矿 开采 学【 M1 . 徐 州: 中国矿 业大学出版社, 2 0 0 9 , 7 . 2 上 行 开 采 顺 序 采 煤 法 【 6 】 胡湘宏. 巷道施 工技 术『 M 】 . 北京: 煤炭 工业出版社, 2 0 1 4 , 1 . 上行 式开采顺 序采煤法分厚 煤层分 层充填上 行开采 和煤 层群 垮落上行开采 。 煤层 间可以采用垮 落上行顺序采煤 的的先决条件是 先采下部煤层不破坏上部煤层 的完 整性和连续性 , 且 能给矿井 带来 较大经济效益 。 煤层 间需要采用垮落上行顺序采煤 的的先决条件是 在安全上和技术上是优越 的。采用垮 落法 处理采空 区, 上下煤 层之 间的层 间距 和下位 煤层的采厚是影 响能否采 用上行顺 序开采 的主 要技术 因素 , 各 种判别方 法都是 围绕层 间距和采厚进 行 的, 分 比值 判别 法和三带判别法。 3 水体下采煤法 水体底 面与煤层之 间应 布相应厚度的隔水层 , 一定厚度的泥岩 和粘土层是水体下安全 采煤 昀 良好 隔水层 。 按对水体 的处理方式不 同, 水体 下采煤分为顶水采煤 、 疏水采煤和顶疏结合采煤 。 安全煤岩 柱是从开采上 限到上覆水体底界 面之 间的煤层 、 岩层 和松散层厚度 的总称 。留设安全煤岩柱 的实质是 确定煤层 开采 上限。留设防水安 全煤岩柱 的目的是不允许导水断裂带 波及 到水 体 ; 留设 防砂 安全煤 岩柱的 目的是不容许垮落带接近松散层底部 , 以保证泥砂不会 溃入 井下; 留设防塌煤岩柱 的 目的是 防止 泥砂塌人采空 区。采用水砂充 填采煤 法开采的厚及特厚煤层 , 其分层 间均采用上行开采顺序 。分 层运输平巷 内疏 水有 两种 方式 ,一是煤水在分层运输平巷 内分 家 , 二是煤水 同向。采区上山的数 目一般多于两条 , 除运输上山和轨道 上 山外 , 还要增加流水上 山。工作 面生产 过程 中要增加充填和污水 处理等工序 。
煤矿特殊开采资料
1、三下一上(建筑物下、铁路下、水体下和承压水上)2、采用特殊开采工艺方式(短壁开采、充填采煤、上行开采、水力采煤、煤与煤层气共采、煤的地下气化)3、开采引起的岩层移动横向有(充分采动区、岩石压缩区、最大弯曲区和底板隆起区)纵向有(垮落带、断裂带和弯曲带)4、采空区处理方法:全部垮落法、充填法、煤柱支撑法5、地表移动和变形预计方法:典型曲线法、概率积分法、下沉网格法6、影响建筑物五项指标(下沉水平移动倾斜曲率水平变形)7、建筑物的破坏程度取决于:(地表变形大小、本身抵抗变形的能力)8、建筑物下采煤的井下采空区处理方法:(充填法处理采空区、条带采煤法、采空区离层带中高压注浆)9、水体下采煤方式:(顶水采煤、疏水采煤、顶疏结合采煤、堵截水源与疏水采煤)10、上行式开采分类:(厚煤层分层充填上行开采、厚煤层分层恒底式上行开采、煤层群垮落上行开采)11薄煤层和极薄煤层采煤工艺(长壁式开采、螺旋钻机开采、连续采煤机房柱式采,急倾斜煤层钢丝锯开采)12、水采矿井生产系统(高压供水系统、煤水提运系统、脱水系统)13、水采工作面水枪完成一次采煤作业循环所开采的煤层块段称为采垛或煤垛名词解释1、地表移动--因地下采矿使地表产生移动、变形和破坏的现象和过程。
分为非连续性和连续性2、地表移动盆地:采空区上方地表形成的沉陷区域,又称地表下沉盆地。
分为动态静态盆地3、充分采动:把地表最大下沉值不再随开采区域尺寸增大而增加的开采状态4、超充分采动:地表下沉盆地出现平底或有多个点的下沉值达到最大下沉值的采动状态5、充分采动角:在移动盆地主断面上,将地表下沉曲线上的最大下沉点或盆地平底边缘点投影在地表水平线上,该投影点和采空区边界的连线与煤层底板在采空区一侧的夹角6、边界角:在充分或接近充分采动条件下,移动盆地主断面上的边界点和采空区边界点的连线与水平线在煤壁一侧的夹角7、下沉盆地移动角:在充分或接近充分采动条件下,在移动盆地的主断面上,地表最外的临界变形点和采空区边界点连线与水平线在煤壁一侧的夹角8、铁路下采煤的含义:主要指线路下采煤(桥梁、隧道和车站与普通建筑物相同)保证铁路列车和线路安全运行的条件下开采。
特殊条件的采煤工艺
特殊条件的采煤工艺摘要特殊条件下的采煤工艺是指在煤矿采煤过程中,由于矿井自身的地质环境、地表建筑物、地下设施等特殊因素的存在,需要采用一种特殊的采煤工艺。
本文将介绍几种常见的特殊条件下的采煤工艺,包括浅后沟采煤工艺、拆顶采煤工艺和大倾角煤层采煤工艺。
1. 浅后沟采煤工艺浅后沟采煤工艺是指在存在深开采煤层下方的浅层煤层时,采用切割煤柱的方法进行采煤。
该工艺适用于矿井地质条件复杂、煤层深度较小的情况下的采煤作业。
具体采取的步骤包括:1.钻孔:在煤层上方钻孔,通过爆破将煤柱切割下来。
2.切割:使用切割机将切割下来的煤柱切割成适当大小的煤块。
3.运输:使用装载机将切割好的煤块装载到运输车辆上。
4.出矿:将运输车辆运输到矿井地面,进行煤炭的出矿作业。
浅后沟采煤工艺的优点是采煤效率高,矿井的生产能力大。
但是该工艺也存在一些问题,如地质环境复杂时的岩溶、流砂等问题需要特殊考虑。
2. 拆顶采煤工艺拆顶采煤工艺是指在存在地表建筑物或地下设施的情况下,通过拆除或改造顶板,以确保安全、高效地进行煤矿采煤作业的一种工艺。
具体步骤如下:1.顶板拆除:将地表建筑物或地下设施上方的顶板进行拆除,确保采煤区域能够充分暴露。
2.支护加固:对采煤区域的顶板进行支护加固工作,确保采煤过程中不发生塌方等事故。
3.采煤:使用采煤机进行对顶板下方的煤层进行采煤作业。
4.出矿:将采煤机采出的煤炭运输到地面,进行煤炭的出矿作业。
拆顶采煤工艺的优点是可以在煤矿周围有地表建筑物或地下设施的情况下进行采煤作业,不会对建筑物或设施造成破坏。
但是该工艺需要对顶板进行支护加固,增加了工作量和采煤成本。
3. 大倾角煤层采煤工艺大倾角煤层采煤工艺是指在煤层倾角较大的情况下,采用特殊的采煤设备和工艺进行采煤作业的一种工艺。
具体步骤如下:1.采场布置:根据煤层的倾角布置合适的采煤工作面和通风设备。
2.设备选型:选择适合大倾角煤层采煤的设备,如大倾角采煤机、大倾角输送机等。
浅谈在特殊条件下煤矿开采方法及要点
关键 词 : 三下采煤 大倾 角开采 薄煤层开采 中图分 类号 : G 4 文 献标 识码 : A
文章编 号 : 1 6 7 3 — 9 7 9 5 ( 2 0 1 3 ) 0 6 ( e ) 一0 1 0 2 - 速 发展 , 对 煤 炭 的 需 求越 来越 大 , 这相 应 的要求 我 国能 源 技 术 领 域也 要跟 上 时 代的 脚 步 。 这 几 年 我 国煤 炭 采 矿设 备正 在 向 自动 化 、 信息 化 , 大 型化 、 集 约 化法 方 向发 展 , 煤 炭 的开采 深 度 和原 煤 产 量 得到 很 大 的提 高 。 但 同时 我们 不 得 不面 对 的 是 这 几 年 中 小 煤 矿 技术 相 对 落 后 的 局 面。 造 成 这 一 局 面 的原 因很 多 , 但 主要 与 我 国的 中小 煤 矿 设备 革新 慢 、 技 术 不过 关 等 因 素有关, 开 采技 术的 发展 缓慢 越 来越 成 为我 国煤 炭 工业 可 持 续 发 展 的 瓶 颈 。
D =c 【 k ( 1 / 2 l / 4 )
式中: 为 工作面倾 角度 ; k 为调 整系 数: 0 . 9 5 ~1 . 1 5 ; B 为 工 作 面超 前 角度 。 其 中k 值与工作面底板 、 刮 板 输 送 机 的 类型 、 推 溜、 移架工艺等有关 , 每 个 工 作 面 要进行具 体观测后确 定。 控 制 工 作 面 超 前 角 的 关 键 每 天 测 量 工 作 面 的 倾 角 和 超 前 角, 并及时进 行调整。 工作 面保持 三直两平 , 发 现 工 作 面 液 压支架 出现轻微 挤架现象应及时 调整 , 防 止事故扩 大。 刮板运输机防滑采 用每l 0 节 溜 槽 安 设 一 个 防 滑千 斤 顶 , 刮 板 运输 机 机 头防滑采 用打戗柱的方法。 工作 面应设 有防飞溅 设施 , 具 体 做 法 是 在 输 送 机 上 方每 隔 l 5 ~2 O 米挂一道由l 9 X 6 4 . 5 mm圆环链 组成 的 防 溅帘 , 工 作面 输 送机 下方设全封 闭挡板。 在 人行 道 与 机 道 之 间挂 金 属 网 , 金 属 网 上 方 固 定 在 液 压 支 架前梁 下 , 下 方 固 定在 刮 板 输 送 机 电 缆 槽 上, 采 煤 机割 煤 时 只在 采 煤 机 下 方 I 5 米 范 围解 开 金 属 网 。 并规 定 : 采 煤 机 运 行 时采 煤 机 方向不得有人 , 工 作 面 刮 板 输 送 机 运 行 时 工作 面 下 出 口禁 止 行 人 。
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浅谈在特殊条件下煤矿开采方法及要点
摘要:随着煤炭开采工业进入现代化,一方面开采技术向着机械自动化、集中化方面发展;另一方面由于煤炭这种化石能源的紧缺和国家对回采率的要求等,迫使煤炭企业不得不开采地质条件较差的煤层;为了竞争中求生存与发展,煤矿的开采技术正是其核心问题。
如何应用现代科学理论、新方法和高新技术,解决煤矿生产中遇到的实际问题;研究解决采矿科学与其它学科的相互结合,是当今煤矿开采技术的发展方向。
关键词:三下采煤大倾角开采薄煤层开采
中图分类号:g4 文献标识码:a 文章编号:1673-9795(2013)06(c)-0102-01
随着我国国民经济的快速发展,对煤炭的需求越来越大,这相应的要求我国能源技术领域也要跟上时代的脚步。
这几年我国煤炭采矿设备正在向自动化、信息化、大型化、集约化法方向发展,煤炭的开采深度和原煤产量得到很大的提高。
但同时我们不得不面对的是这几年中小煤矿技术相对落后的局面。
造成这一局面的原因很多,但主要与我国的中小煤矿设备革新慢、技术不过关等因素有关,开采技术的发展缓慢越来越成为我国煤炭工业可持续发展的瓶颈。
1 矿井矸石填充技术
很多煤炭资源存在与建筑物下、水体下、铁(公)路下,为了不浪费宝贵的煤炭资源,采用充填开采是解决“三下”问题一条重要途径。
充填开采法是用充填材料(矸石、砂等)充填采空区的方法。
该法可以缓和工作面支撑压力产生的矿压显现,改善采场和巷道维护状况。
有效减少地表下沉速度,防止产生“漏斗”状塌陷坑。
从而保护地面建(构)筑物、生态环境和水体。
1.1 利用井下采空区处置煤矸石充填采煤方法
1.1.1 刮板输送机卸矸充填
这是一种低成本、且工艺简单的矸石充填采空区技术(设备布置见图1),但是普通综采相比增加采面的空间尺寸,且运送矸石的运输系统较为复杂。
在一些近水平煤层可以适当采用。
1.1.2 抛矸机充填
抛矸机是利用矸石在皮带上获得的初始加速度将矸石抛射出去的设备。
这种充填方法随着工作面的连续推进,易形成山谷形充填空隙从而使充填密度达不到理想的要求,但是仅仅从矸石再利用的角度上考虑还是能满足一般矿井。
2 大倾角煤层开采技术
大倾角煤层则是以煤层倾角超过冒落矸石或煤的自然安息角所引起物料的滑动、失稳等现象为主要特征而命名的,通常将30°~55°倾角煤层称为大倾角煤层。
大倾角煤层开采技术主要取决于工作面推进方向。
2.1 工作面伪斜开采
沿倾斜布置的工作面刮板输送机和液压支架都有下滑的趋势,为了防止这种下滑,控制好工作面输送机机头超前量,保证刮板输送机与转载机搭接合理,一般采取伪斜开采,工作面下出口超前上出
口一定距离,超前角按下式计算:
β=αk(1/2―1/4)
式中:α为工作面倾角度;k为调整系数:0.95~1.15;β为工作面超前角度。
其中k值与工作面底板、刮板输送机的类型、推溜、移架工艺等有关,每个工作面要进行具体观测后确定。
控制工作面超前角的关键每天测量工作面的倾角和超前角,并及时进行调整。
工作面保持三直两平,发现工作面液压支架出现轻微挤架现象应及时调整,防止事故扩大。
刮板运输机防滑采用每10节溜槽安设一个防滑千斤顶,刮板运输机机头防滑采用打戗柱的方法。
工作面应设有防飞溅设施,具体做法是在输送机上方每隔15~20米挂一道由19×64.5 mm圆环链组成的防溅帘;工作面输送机下方设全封闭挡板。
在人行道与机道之间挂金属网,金属网上方固定在液压支架前梁下,下方固定在刮板输送机电缆槽上,采煤机割煤时只在采煤机下方15米范围解开金属网。
并规定:采煤机运行时采煤机方向不得有人,工作面刮板输送机运行时工作面下出口禁止行人。
3 薄煤层螺旋钻采煤技术
3.1 薄煤层螺旋钻采煤技术的工作原理
为在巷道内布设螺旋钻采煤机和安装运输设备运煤,根据顶板岩性及矿压情况,在钻孔间需留设0.5~1.0 m煤柱支护顶板,螺旋钻采煤机移动由本身的履带行走机构在巷道内移动。
其工艺过程与
连续采煤机采煤类似。
3.2 割煤装置—钻具
它由螺旋钻头和成对的螺旋钻杆组成。
钻具部分可根据不同的需求安装2~4个钻头,钻孔宽度可达到1.14~2.77 m。
钻具上装有5种传感器,分别监控钻孔内的瓦斯浓度、钻头旋转扭矩、钻孔间的煤柱、钻孔导向、钻头与煤层间隙,并通过多功能控制装置实现集中控制。
若采用双平巷对向开采,安装4台采煤机同时生产,年生产能力预计在100万吨。
不足之处在于,螺旋采煤机适用范围比较有限,对地质条件要求比较苛刻,比如说煤层中不能有火成岩侵入,不能有断层,且顶底板应该完整、坚硬。
进口设备配件与国内设备不通用等
4 结语
综上所述,只有在煤炭开采的过程中不断的去探索新的方法和新的技术才能解决新的问题,才能增加煤炭企业的竞争力。
这就对煤炭行业的从业人员提出了向现代化技术进军的新的要求。
当然,特殊条件下煤层的开采就目前来说已经不是新名词,可是还有很多需要我们去完善的技术和理论。
技术一直企业发展的第一生产力,尤其对于现代煤炭行业来说,它越来越趋近于一个多学科交叉大系统工程。
参考文献
[1] 王英.薄煤层高效开采技术的实践[j].煤炭技术,2008(6):68-69.
[2] 钱鸣高.刘听成.矿山压力及其控制[m].北京:煤炭工业出版社,1995.
[3] 陈炎光.中国采煤方法[m].中国矿业大学出版社,1991.。