缓倾斜煤层开采技术研究

缓倾斜煤层开采技术研究

摘要:本文分析了缓倾斜煤层中不同厚度条件下的开采工艺,薄煤层中的高档普采、薄煤层综采、刨煤机开采技术的关键技术要点,厚煤层开采技术中比较常用的带式回采膏体充填技术,特厚煤层开采工艺中的放顶煤开采。并以某煤矿开采实例,分析了缓倾斜薄煤层开采技术的特点。

关键词:缓倾斜煤层高档普采带式回采膏体充填放顶煤开采

我国煤炭储量大,且储存多样化,按照煤层倾角可分为急倾角、缓倾角、近水平煤层,其中煤层倾角在8～25°为缓倾角煤层,在我国,大多数煤层都为缓倾角煤层。根据煤层厚度划分,我国的煤层可分为薄煤层、中厚煤层、厚煤层。其中,薄煤层厚度少于1.3m,厚煤层厚度在1.3～8m之间,特厚煤层的厚度在8m以上。由于缓倾斜煤层开采条件比较好,我国的缓倾角煤层开采方面取得了很大的成绩。

1 不同厚度缓倾斜煤层的开采技术

1.1 缓倾角薄煤层开采工艺

缓倾斜薄煤层目前的开采方法主要有薄煤层高档普采、薄煤层综采、刨煤机开采等。

薄煤层高档普采采煤工艺工作面如图1所示,装备有MLQ-100但

滚筒采煤机进行割煤,采煤机双向割煤,往返一次进两刀,之后进行临时支柱和清扫浮煤,工作面上下端头分别有八根钢梁支架支护,前后错距0.6m,工作面运输平巷和回风平巷用锚杆支护,回风平巷超前支护用带帽点柱,柱距1.0m。综合机械化采煤技术,需要搞好“三机”配套,要根据煤层厚度、倾角、顶底板岩性、煤层埋藏范围及深度、层间距离、煤层数目、煤层构造、含瓦斯量、煤层硬度、煤层自燃倾向、含水量、煤尘爆炸危险等来确定采煤机械的选型和参数确定。刨煤机采煤技术是针对薄煤层开采的新技术,目前在我国还没有得到广泛应用。刨煤机的工作机理是,刨头在无极圆环链即刨链的牵引下,在输送机中部槽上的导轨上运行,刨刀将煤壁刨落,并在刨头犁形斜面的作用下装入输送机,运出工作面。该工艺采用端头斜切进刀,往返刨煤方式刨煤,工作面输送机达到平直状态,克服了传统采煤机设备在回采工艺上的局限性。

1.2 缓倾角厚煤层开采工艺

针对缓倾角厚煤层的存储特点,目前使用比较多的是带式回采膏体充填技术。该技术的主要工艺是:利用综掘机快速掘进,先利用架棚支护或锚网加钢带、锚索支护回采顶分层,充填体作为下分层的顶板,边回撤边充填,由线成面,直至顶分层完全回采完毕,转入下一个分层,其回采率可达到95%以上。该开采工艺顶板安全管理优于采面,并且可进行二次充填,具有很好的安全可靠性。该技术在巷道布置和通风系统的布置方面,把整个采取作为一个工作面。工作面的巷道沿煤层

走向施工,通风切眼沿煤层的倾向施工;在回采硐支护形式上,架棚支护时,采用工字钢加工的矩形钢棚,锚网支护时,顶板采用金属锚杆配合钢带和强力锚索支护;在运输系统方面,采用综掘机装载系统,综掘机后安装皮带并由皮带运输至主井煤仓;在充填方法上,稳定底层只需从巷道的最低一端开始,若地质条件复杂,如图4所示,A、B两条回采硐, A条带硐充填从1区开始到3区结束,B条采硐施工一条C硐和A 硐贯通,从C硐充填A硐2区;在充填材料的选择上,可以根据地理条件来选择,选择当地的河砂、胶结料、水、矿渣等。采用该技术,利用了综掘机掘进速度快的特点,回采率比较高,利润空间比较大,同时,地表不宜下沉,有效保护地表建筑物、河流铁路等,并充分利用矿渣等,延长了矿井的服务年限。

1.3 缓倾角特厚煤层开采工艺

放顶煤开采新技术在经济效益上有着巨大的优势,使采煤方法产生了根本性的变革。特别是对缓倾角特厚煤层有着非常好的开采效果。放顶煤开采技术主要是提高放顶煤的开采的资源采出率技术,它包括放顶煤开采设计,放顶煤支架选型,放顶煤工艺参数确定,放顶煤初采与收尾方法,区段平巷布置及煤柱尺寸确定,沿空掘巷和沿空留巷技术等。

放顶煤工作面的布置方式有以下几种:一次采全厚的放顶煤是沿煤层底板布置一个2～3m采高的工作面,其余的顶煤一次在支架尾部放出;预采顶分层放顶煤是首先沿煤层顶板布置一个2～3m采高的顶

分层长壁工作面回采,并铺设金属网作为下部放顶煤工作面掩护层,而后沿煤层顶板再布置一个2～3m采高的工作面,其余的中层顶煤在底板工作面支架尾部放出;多分层放顶煤是将特厚煤层在分成几个10～12m厚的分层,每个分层是一个采底放顶的放顶煤工作面,如此由上而下下行式将每个分层用放顶煤采完。

2 结语

我国煤炭资源分布广阔,在已探明的矿区中,有70%以上的矿区为缓倾斜煤层,储量非常丰富。但我国目前缓倾斜煤层开采技术已很成

熟。本文分析了缓倾斜煤层中薄、厚、特厚煤层的开采技术,上述缓倾斜煤层各种开采方法的应用,为相似条件下薄煤层开采工艺的选择提供了一定的依据,各矿区可根据经济及地质等具体情况加以借鉴,这对我国煤炭资源的可持续发展具有重要指导意义。

参考文献

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