煤矿大倾角采煤方法
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
将大倾角煤层范围定义为35°~55°倾角的 煤层,对我国大倾角煤层综采技术的发展具有一定 的合理性和实际应用价值。
6
大倾角煤层的主要开采方法种类
国内外对大倾角煤层的开采主要有以下几种开采方法: (1)走向长壁一次采全高。在小于50°的情况下,采 用综合机械化技术比较成熟,有绿水洞的经验可以借鉴; 角度再大的情况下,一直采用倒台阶、正台阶、斜台阶等 不利于机械化开采的方法进行。走向长壁综采在工作面布 置上又可根据需要采用伪仰斜或伪俯斜两种方法。 (2)分层开采。将煤层水平分层,是一种变复杂为简 单的好方法,根据煤层厚度和倾角以及考虑开采技术条件 的情况下,有倾斜分层、水平分层和斜切分层等。基本解 决了急倾斜煤层安全生产和高效难题。存在的主要问题是 工作面长度随煤层厚度变化,巷道掘进量大,工作面设备 要适应小工作面开采特点。因只能应用在急倾斜煤层,国 内外均应用较少。
3
随着综采技术水平和回采设备的不断发展进步,综合 机械化开采的应用范围不断扩大,近年来有不少学者提出了 大倾角的下限应该界定为35°以上的煤层。例如,平寿康教 授和他领导的课题组多年致力于大倾角煤层的矿压研究,他 们认为大倾角煤层是指35°~55°的煤层。石平五教授在 1998年3月指出,“大倾角煤层至今没有确切的定义,大多 的说法是倾角大于35°的煤层,有的矿区划分为35°~ 60°之间”。西安科技大学伍永平教授、贠东风教授1999 年曾指出大倾角煤层至今没有确切的定义,但基于冒落矸石 滑动的自然安息角和目前一般液压支架最大适应角,认为大 倾角煤层主要是指倾角大于35°的煤层,倾角的上限可以是 55°或60°。
大倾角综采技术
1
大倾角煤层的界定
建国以来,我国一直将煤层按倾角划分为 三类:倾角在25°以下的煤层为缓倾斜煤层; 25°~45°为倾斜煤层;45°以上为急倾斜煤 层。自20世纪80年代以来,我国煤炭行业学术 界及工程界频繁出现了大倾角煤层开采这一新 概念。北京煤炭科学研究总院牛锡卓教授早在 1979年就指出:“现行的煤层划分为三类的分 类法级差太大,不利于综采技术的研究与应 用。”大倾角煤层概念的上、下限在我国极不 统一,从25°到60°都有称为大倾角煤层的。 因此,关于大倾角煤层的概念及范围的确定就 显得十分必要了。
2
国外大倾角煤层开采技术研究主要集中在前苏联、 德国和法国,并仅限于单一煤层综采,取得了较多成果, 但20世纪80年代后基本停止。苏联和原西德均将煤层按倾 角分为四类。在前苏联的分类中,≤18°为缓倾斜煤层; 19°~35°为倾斜煤层;36°~54°为次急倾斜煤层; 56°~90°为急倾斜煤层。原西德规定一个圆周为400°。 煤层的分类为:0°~20,为缓倾斜煤层;20°~40°为 倾斜煤层;40°~60°为大倾斜煤层;60°以上为急倾斜 煤层。经过换算,原西德圆周400 ° 。的40°~60°与 圆周360°的35°~54°相对应。由此可见,两国均把 35°~55°。倾角的煤层划分为单独的一类(次急倾斜煤 层和大倾斜煤层),是有一定合理性及实用价值的。原西德 和前苏联都是综采技术发展较早、应用较广、技术相对成 熟的国家,这些煤层分类方法对我国大倾角煤层的规范和 统一具有很好的借鉴意义。
7
(3)急斜煤层平巷放顶煤。将急倾斜煤层水平分层, 分层间距一般8m~12m左右,不另设风巷、机巷, 只开水平巷道,在巷道中布置1~3架支架。支架在 巷道中前移,架后放顶煤。这种采煤方法存在的主 要问题是,通风问题没有很好解决,制约高产高效。 基本处于淘汰状态。
(4)大倾角走向长壁综采。随着开采技术尤其是煤机 装备技术的发展,大倾角煤层走向长壁开采技术得 到了长足的发展与应用。在实践中取得了良好的使 用效果。该方法是近年来在我国发展的新技术,这 一技术目前处于国际领先地位。
5
根据现在我国机械化开采发展的需要,应对我 国传统按煤层倾角将煤层分为缓斜、倾斜及急斜的 三类标准进行修改,增加35°~55°大倾角煤层 这一类别,将煤层倾角划分为4类,缓倾斜煤层 0°~25°不变,倾斜煤层上限改为35°,大倾角 煤层35°~55°,急倾斜煤层下限改为55°,即: 缓倾斜煤层为0°~25°;倾斜煤层为>25°~ <35°;大倾角煤层为35°~55°;急倾斜煤层下 限改为>55°~90°。
8
大倾角煤层走向长壁综采 基本技术问题
我国大倾角煤层储量约占煤炭总储量的 15%~20%,年产量占全国煤炭总产量的 10%左右。我国西部的宁夏、甘肃、新疆、 云南、贵州、四川、重庆等省区50%以上 的矿井开采有此类煤层;东部的山东兖州 矿区、河北邢台矿区和开滦矿区、安徽淮 南和淮北矿区、江苏徐州矿区等一些老矿 区该类煤层的遗留比重也比较大。
9wk.baidu.com
综采工作面是煤矿开采的重要组成部分,它包 括工作面采煤机、液压支架、采面刮板输送机、转 载机、运输巷胶带机和上(下)山胶带机等各环节。 这些环节工作质量的好坏将直接影响到采煤机的开 机率,从而影响工作面单产和一系列技术经济指标。 综采工作面上述各环节在生产过程中所遇到的问题 属随机性事件,充分认识和掌握这些随机事件的分 布规律,减少各设备的故障时问,提高采煤机的有 效工作时间,对综采工作面高产稳产、提高效率将 起到很大的作用。
10
对于近水平煤层、缓斜煤层,经过 国内外多年的实验和理论研究,已经取 得了大量的研究成果,其理论与实验方 面的研究都已比较成熟,并在生产实践 中起到了指导性作用。而大倾角煤层赋 存条件复杂,这决定了对它的研究必将 经历一个漫长而复杂的过程。与近水平 煤层和缓斜煤层比较,大倾角煤层综采 基本技术问题如下:
4
伍永平教授、贠东风教授在2000年10月 再次指出:“大倾角煤层是指埋藏倾角35°~ 55°的煤层”。2001年,伍永平教授、贠东风 教授论述了大倾角煤层概念,指出大倾角煤层 一般是倾角在35°~55°的煤层,这主要是考 虑到采空区冒落矸石的自然安息角为35°。当 煤层的倾角大于35°时,冒落研石滑(滚)落 形成采空区的下部填满而上部悬空,从而形成 不同于35°以下煤层的矿压显现规律。
6
大倾角煤层的主要开采方法种类
国内外对大倾角煤层的开采主要有以下几种开采方法: (1)走向长壁一次采全高。在小于50°的情况下,采 用综合机械化技术比较成熟,有绿水洞的经验可以借鉴; 角度再大的情况下,一直采用倒台阶、正台阶、斜台阶等 不利于机械化开采的方法进行。走向长壁综采在工作面布 置上又可根据需要采用伪仰斜或伪俯斜两种方法。 (2)分层开采。将煤层水平分层,是一种变复杂为简 单的好方法,根据煤层厚度和倾角以及考虑开采技术条件 的情况下,有倾斜分层、水平分层和斜切分层等。基本解 决了急倾斜煤层安全生产和高效难题。存在的主要问题是 工作面长度随煤层厚度变化,巷道掘进量大,工作面设备 要适应小工作面开采特点。因只能应用在急倾斜煤层,国 内外均应用较少。
3
随着综采技术水平和回采设备的不断发展进步,综合 机械化开采的应用范围不断扩大,近年来有不少学者提出了 大倾角的下限应该界定为35°以上的煤层。例如,平寿康教 授和他领导的课题组多年致力于大倾角煤层的矿压研究,他 们认为大倾角煤层是指35°~55°的煤层。石平五教授在 1998年3月指出,“大倾角煤层至今没有确切的定义,大多 的说法是倾角大于35°的煤层,有的矿区划分为35°~ 60°之间”。西安科技大学伍永平教授、贠东风教授1999 年曾指出大倾角煤层至今没有确切的定义,但基于冒落矸石 滑动的自然安息角和目前一般液压支架最大适应角,认为大 倾角煤层主要是指倾角大于35°的煤层,倾角的上限可以是 55°或60°。
大倾角综采技术
1
大倾角煤层的界定
建国以来,我国一直将煤层按倾角划分为 三类:倾角在25°以下的煤层为缓倾斜煤层; 25°~45°为倾斜煤层;45°以上为急倾斜煤 层。自20世纪80年代以来,我国煤炭行业学术 界及工程界频繁出现了大倾角煤层开采这一新 概念。北京煤炭科学研究总院牛锡卓教授早在 1979年就指出:“现行的煤层划分为三类的分 类法级差太大,不利于综采技术的研究与应 用。”大倾角煤层概念的上、下限在我国极不 统一,从25°到60°都有称为大倾角煤层的。 因此,关于大倾角煤层的概念及范围的确定就 显得十分必要了。
2
国外大倾角煤层开采技术研究主要集中在前苏联、 德国和法国,并仅限于单一煤层综采,取得了较多成果, 但20世纪80年代后基本停止。苏联和原西德均将煤层按倾 角分为四类。在前苏联的分类中,≤18°为缓倾斜煤层; 19°~35°为倾斜煤层;36°~54°为次急倾斜煤层; 56°~90°为急倾斜煤层。原西德规定一个圆周为400°。 煤层的分类为:0°~20,为缓倾斜煤层;20°~40°为 倾斜煤层;40°~60°为大倾斜煤层;60°以上为急倾斜 煤层。经过换算,原西德圆周400 ° 。的40°~60°与 圆周360°的35°~54°相对应。由此可见,两国均把 35°~55°。倾角的煤层划分为单独的一类(次急倾斜煤 层和大倾斜煤层),是有一定合理性及实用价值的。原西德 和前苏联都是综采技术发展较早、应用较广、技术相对成 熟的国家,这些煤层分类方法对我国大倾角煤层的规范和 统一具有很好的借鉴意义。
7
(3)急斜煤层平巷放顶煤。将急倾斜煤层水平分层, 分层间距一般8m~12m左右,不另设风巷、机巷, 只开水平巷道,在巷道中布置1~3架支架。支架在 巷道中前移,架后放顶煤。这种采煤方法存在的主 要问题是,通风问题没有很好解决,制约高产高效。 基本处于淘汰状态。
(4)大倾角走向长壁综采。随着开采技术尤其是煤机 装备技术的发展,大倾角煤层走向长壁开采技术得 到了长足的发展与应用。在实践中取得了良好的使 用效果。该方法是近年来在我国发展的新技术,这 一技术目前处于国际领先地位。
5
根据现在我国机械化开采发展的需要,应对我 国传统按煤层倾角将煤层分为缓斜、倾斜及急斜的 三类标准进行修改,增加35°~55°大倾角煤层 这一类别,将煤层倾角划分为4类,缓倾斜煤层 0°~25°不变,倾斜煤层上限改为35°,大倾角 煤层35°~55°,急倾斜煤层下限改为55°,即: 缓倾斜煤层为0°~25°;倾斜煤层为>25°~ <35°;大倾角煤层为35°~55°;急倾斜煤层下 限改为>55°~90°。
8
大倾角煤层走向长壁综采 基本技术问题
我国大倾角煤层储量约占煤炭总储量的 15%~20%,年产量占全国煤炭总产量的 10%左右。我国西部的宁夏、甘肃、新疆、 云南、贵州、四川、重庆等省区50%以上 的矿井开采有此类煤层;东部的山东兖州 矿区、河北邢台矿区和开滦矿区、安徽淮 南和淮北矿区、江苏徐州矿区等一些老矿 区该类煤层的遗留比重也比较大。
9wk.baidu.com
综采工作面是煤矿开采的重要组成部分,它包 括工作面采煤机、液压支架、采面刮板输送机、转 载机、运输巷胶带机和上(下)山胶带机等各环节。 这些环节工作质量的好坏将直接影响到采煤机的开 机率,从而影响工作面单产和一系列技术经济指标。 综采工作面上述各环节在生产过程中所遇到的问题 属随机性事件,充分认识和掌握这些随机事件的分 布规律,减少各设备的故障时问,提高采煤机的有 效工作时间,对综采工作面高产稳产、提高效率将 起到很大的作用。
10
对于近水平煤层、缓斜煤层,经过 国内外多年的实验和理论研究,已经取 得了大量的研究成果,其理论与实验方 面的研究都已比较成熟,并在生产实践 中起到了指导性作用。而大倾角煤层赋 存条件复杂,这决定了对它的研究必将 经历一个漫长而复杂的过程。与近水平 煤层和缓斜煤层比较,大倾角煤层综采 基本技术问题如下:
4
伍永平教授、贠东风教授在2000年10月 再次指出:“大倾角煤层是指埋藏倾角35°~ 55°的煤层”。2001年,伍永平教授、贠东风 教授论述了大倾角煤层概念,指出大倾角煤层 一般是倾角在35°~55°的煤层,这主要是考 虑到采空区冒落矸石的自然安息角为35°。当 煤层的倾角大于35°时,冒落研石滑(滚)落 形成采空区的下部填满而上部悬空,从而形成 不同于35°以下煤层的矿压显现规律。