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摘要:工作面在回采过程中经常越到断层,但薄煤层工作面回采时,由于采高较低,断层对工作面回采制约较大,影响因素较多。重点对薄煤层综采工作面过断层进行研究,针对性地提出了一些应用策略,旨在为薄煤层综采工作面过断层的处理提供指导,以确保煤层开采工作的顺利进行。
关键字:薄煤层;综采工作面;过断层
煤矿开采工作进行的地质条件较为复杂,环境也较为恶劣,对于技术的应用有着较高的要求。断层是一种较为复杂的地质构造,很大程度上增大了煤矿开采的难度,不仅使得开采的效率不高,也带来了较大的安全隐患。尤其是在薄煤层的开采中,存在较大的限制。因此,加强对薄煤层综采工作面过断层的研究具有很大的现实意义,可进行针对性的指导,改善当前煤矿开采困难问题,更好地挖掘煤炭资源,满足社会发展的需求。
1、薄煤层概述
在中国煤矿开采的过程中,根据不同的煤矿特点有着不同的划分界限。根据煤层厚度不同,可分为厚煤层、薄煤层、极薄煤层,相较于一般的煤层技术要求,薄煤层和极薄煤层的开采有着更大的难度,同时也是煤矿开采中重点关注的内容。薄煤层的厚度范围为 0.18 m~1.13 m,其作业空间有着较大的限制,且煤层的复杂程度更高,对各方面的技术应用有着更高的要求。薄煤层在中国的分布范围比较广,煤炭资源丰富,成为煤矿开采的主要内容。断层地质构造在薄煤层中的出现,使得原本开采困难的煤层难度更大,尤其是配套设施的引入,不仅存在较大的空间限制,还有着严重的环境影响。薄煤层的厚度、倾角变化等是煤矿开采的主要因素,但在实际的作业中存在着较大的不适应现象,带来了较大的问题。薄煤层综采技术在煤层开采中的有效应用,给煤层开采带来了很大的发展前景,尤其是综采技术与机械化技术的结合,达到了机械代替人工劳作的效果,提高了作业效率。通过薄煤层综采技术,解决了薄煤层开采难度较大的问题,与社会的发展需求相适应,将煤层开采带到了一个新的发展阶段。对薄煤层综采工作面过断层进行研究,对煤层复杂的地质结构进行全方面分析,保证煤层回采作业的正常稳定进行。
2、工程概述
某煤矿 1452 工作面回采 14 层煤,煤层厚度0.65m ~ 0.89m,平均厚度 0.75m,倾角 4° ~ 11°,平均倾角 6°,工作面斜向长度 835m,走向长度147m。整个煤矿开采过程中,为提高采煤工作效率,使各项技术措施更为有效地发挥作用,预防煤矿安全事故发生,结合该煤矿基本情况,采用倾斜长壁后退式采煤法,并应用全部垮落法对顶板进行有效管理,落实综采采煤工艺,确保采煤任务顺利完成,提高采煤工作效率。同时,采煤需要经过断层、老巷,为保证施工效果,有必要创新思维,把握技术措施,实现对薄煤层综采工作面效益的提升,为煤矿开采效益提升创造良好条件。
3、方案对比分析
方案一:将综采工作面整体撤面搬家,使用炮采工艺过断层。该方案能避免工作面过断层,减少材料消耗量,提高采煤安全水平。但撤面搬家和安装综采面需要1,5 个月时间,期间工作面没有产量。撤面后断层区间采用炮采、调采,顶板管理困难,采煤量会受到严重影响。炮采工作面存在反向运输,输送环节多等问题,通风系统比较复杂,不利于通风管理,并且需要施工炮采补切眼。
方案二:采用强推硬过断层,当无法推采时,在适当位置掘进补充材料道作为工作面的出口,并将工作面与材料道联通,贯通后撤除工作面补充材料道,并且工作面继续推进,让采煤工作顺利进行。该方法可以避免整体搬家撤面,对产量影响很小,具有良好的经济效益,同时运输系统和通风系统比较简单。但工作面推进过程中,需要补充运输巷和材料道,需要掘进材料149m,断层处顶板管理也比较困难。综合对比两个方案的技术性与经济性,结合该采煤工程的现场基本情况,决定采用方案二进行煤矿开采。
4、薄煤层综采工作面过断层、过老巷技术对策
4.1 爆破及空顶距缩短煤矿开采中,首先对运输巷提前进行卧底,完成后安排工作面刮板输送机入场,做好顶板支护工作。整个采煤作业面利用采煤机截割比较困难,针对这种情况,采用放松动炮的方式进行处理,并且爆破后及时进行回采,减少空顶时间。适当缩短空顶距离,压岩地段和顶板破碎处,采煤机截割前后及时将支架移至煤帮,这样有利于缩短空顶距,实现对顶板的有效保护。
4.2 工作面冒顶处理技术
工作面过老巷期间,与老巷交叉处顶板冒顶,在补充运输巷内利于废旧轨道和工字钢造假顶的措施,有效规避冒顶风险。通过补充材料道时,用料垫住刮板运输机,使其起伏平缓,满足采煤机运行需要。
4.3 破碎带处理技术
工作面与老巷交叉处及断层处,对于这些地方出现的顶板破碎带,在顶板需要打设锚杆,从而增强顶板的稳固性与可靠性。锚杆间距 1.0m,排距 1.2m,锚杆长度 1.7m,锚固力不低于 50k N。采取这些措施处理之后,有利于确保顶板牢固可靠,避免出现安全事故。
4.4机电设备管理技术
重视机电设备管理,做好设备调试工作,确保机电设备综合性能良好,有效满足采煤需要。对于机电设备要加强养护维修,及时处理存在的故障,有效提升机电设备综合性能。加强用电管理,保证机电设备的用电能够得到有效满足,进而为采煤工作现场施工顺利进行奠定基础。
4.5 顶板管理技术
提高对顶板管理的思想重视程度,尤其是工作面断层处压岩地段的顶板,更应该加强管理。确保顶板安装顺序合理,位置准确。应该从冒顶地段,两端顶板完整的地段向冒顶地段移架,进而对顶板实现有效控制,防止冒顶区域出现进一步扩大等问题发生,为采煤工作顺利进行奠定基础。
4.6 施工现场安全管理技术
完善施工现场安全管理制度,提高工作人员的安全管理意识。卧底时要严格控制底板的起伏和工作面采高,确保卧底深度合理,保证接顶质量,减小空顶面积。要保障接顶工作人员安全,避免人为操作失误而带来安全隐患。确保支架安全可靠,高度合适,冒顶移架应该遵循步骤进行,防止安全事故发生。支架支护应该整齐可靠,确保施工作业人员安全,并加强用电管理,按要求敷设电缆,实现对安全事故的有效预防。
5、结束语:
为提高采煤工作效率,防止安全事故发生,降低不必要损失,落实薄煤层综采工作面过断层、过老巷技术是必要的。应该做好采煤工作面基本情况的调查工作,对比不同方案的技术性与经济性,然后采取有效的技术措施,并按要求施工,确保各项技术落实到位,使煤矿开采取得更好的综合效益。
参考文献:
[1]高擎,陳伟. 煤矿综采工作面支护技术问题研究[J]. 科技创新与应用,2015,(07):69.
[2]张义彬. 薄煤层采煤工作面过断层实践[J].山东煤炭科技,2010,(02).
[3]程二小,王禹. 薄煤层工作面过断层的研究[J] .科技创新与生产力,2012(02).
关键字:薄煤层;综采工作面;过断层
煤矿开采工作进行的地质条件较为复杂,环境也较为恶劣,对于技术的应用有着较高的要求。断层是一种较为复杂的地质构造,很大程度上增大了煤矿开采的难度,不仅使得开采的效率不高,也带来了较大的安全隐患。尤其是在薄煤层的开采中,存在较大的限制。因此,加强对薄煤层综采工作面过断层的研究具有很大的现实意义,可进行针对性的指导,改善当前煤矿开采困难问题,更好地挖掘煤炭资源,满足社会发展的需求。
1、薄煤层概述
在中国煤矿开采的过程中,根据不同的煤矿特点有着不同的划分界限。根据煤层厚度不同,可分为厚煤层、薄煤层、极薄煤层,相较于一般的煤层技术要求,薄煤层和极薄煤层的开采有着更大的难度,同时也是煤矿开采中重点关注的内容。薄煤层的厚度范围为 0.18 m~1.13 m,其作业空间有着较大的限制,且煤层的复杂程度更高,对各方面的技术应用有着更高的要求。薄煤层在中国的分布范围比较广,煤炭资源丰富,成为煤矿开采的主要内容。断层地质构造在薄煤层中的出现,使得原本开采困难的煤层难度更大,尤其是配套设施的引入,不仅存在较大的空间限制,还有着严重的环境影响。薄煤层的厚度、倾角变化等是煤矿开采的主要因素,但在实际的作业中存在着较大的不适应现象,带来了较大的问题。薄煤层综采技术在煤层开采中的有效应用,给煤层开采带来了很大的发展前景,尤其是综采技术与机械化技术的结合,达到了机械代替人工劳作的效果,提高了作业效率。通过薄煤层综采技术,解决了薄煤层开采难度较大的问题,与社会的发展需求相适应,将煤层开采带到了一个新的发展阶段。对薄煤层综采工作面过断层进行研究,对煤层复杂的地质结构进行全方面分析,保证煤层回采作业的正常稳定进行。
2、工程概述
某煤矿 1452 工作面回采 14 层煤,煤层厚度0.65m ~ 0.89m,平均厚度 0.75m,倾角 4° ~ 11°,平均倾角 6°,工作面斜向长度 835m,走向长度147m。整个煤矿开采过程中,为提高采煤工作效率,使各项技术措施更为有效地发挥作用,预防煤矿安全事故发生,结合该煤矿基本情况,采用倾斜长壁后退式采煤法,并应用全部垮落法对顶板进行有效管理,落实综采采煤工艺,确保采煤任务顺利完成,提高采煤工作效率。同时,采煤需要经过断层、老巷,为保证施工效果,有必要创新思维,把握技术措施,实现对薄煤层综采工作面效益的提升,为煤矿开采效益提升创造良好条件。
3、方案对比分析
方案一:将综采工作面整体撤面搬家,使用炮采工艺过断层。该方案能避免工作面过断层,减少材料消耗量,提高采煤安全水平。但撤面搬家和安装综采面需要1,5 个月时间,期间工作面没有产量。撤面后断层区间采用炮采、调采,顶板管理困难,采煤量会受到严重影响。炮采工作面存在反向运输,输送环节多等问题,通风系统比较复杂,不利于通风管理,并且需要施工炮采补切眼。
方案二:采用强推硬过断层,当无法推采时,在适当位置掘进补充材料道作为工作面的出口,并将工作面与材料道联通,贯通后撤除工作面补充材料道,并且工作面继续推进,让采煤工作顺利进行。该方法可以避免整体搬家撤面,对产量影响很小,具有良好的经济效益,同时运输系统和通风系统比较简单。但工作面推进过程中,需要补充运输巷和材料道,需要掘进材料149m,断层处顶板管理也比较困难。综合对比两个方案的技术性与经济性,结合该采煤工程的现场基本情况,决定采用方案二进行煤矿开采。
4、薄煤层综采工作面过断层、过老巷技术对策
4.1 爆破及空顶距缩短煤矿开采中,首先对运输巷提前进行卧底,完成后安排工作面刮板输送机入场,做好顶板支护工作。整个采煤作业面利用采煤机截割比较困难,针对这种情况,采用放松动炮的方式进行处理,并且爆破后及时进行回采,减少空顶时间。适当缩短空顶距离,压岩地段和顶板破碎处,采煤机截割前后及时将支架移至煤帮,这样有利于缩短空顶距,实现对顶板的有效保护。
4.2 工作面冒顶处理技术
工作面过老巷期间,与老巷交叉处顶板冒顶,在补充运输巷内利于废旧轨道和工字钢造假顶的措施,有效规避冒顶风险。通过补充材料道时,用料垫住刮板运输机,使其起伏平缓,满足采煤机运行需要。
4.3 破碎带处理技术
工作面与老巷交叉处及断层处,对于这些地方出现的顶板破碎带,在顶板需要打设锚杆,从而增强顶板的稳固性与可靠性。锚杆间距 1.0m,排距 1.2m,锚杆长度 1.7m,锚固力不低于 50k N。采取这些措施处理之后,有利于确保顶板牢固可靠,避免出现安全事故。
4.4机电设备管理技术
重视机电设备管理,做好设备调试工作,确保机电设备综合性能良好,有效满足采煤需要。对于机电设备要加强养护维修,及时处理存在的故障,有效提升机电设备综合性能。加强用电管理,保证机电设备的用电能够得到有效满足,进而为采煤工作现场施工顺利进行奠定基础。
4.5 顶板管理技术
提高对顶板管理的思想重视程度,尤其是工作面断层处压岩地段的顶板,更应该加强管理。确保顶板安装顺序合理,位置准确。应该从冒顶地段,两端顶板完整的地段向冒顶地段移架,进而对顶板实现有效控制,防止冒顶区域出现进一步扩大等问题发生,为采煤工作顺利进行奠定基础。
4.6 施工现场安全管理技术
完善施工现场安全管理制度,提高工作人员的安全管理意识。卧底时要严格控制底板的起伏和工作面采高,确保卧底深度合理,保证接顶质量,减小空顶面积。要保障接顶工作人员安全,避免人为操作失误而带来安全隐患。确保支架安全可靠,高度合适,冒顶移架应该遵循步骤进行,防止安全事故发生。支架支护应该整齐可靠,确保施工作业人员安全,并加强用电管理,按要求敷设电缆,实现对安全事故的有效预防。
5、结束语:
为提高采煤工作效率,防止安全事故发生,降低不必要损失,落实薄煤层综采工作面过断层、过老巷技术是必要的。应该做好采煤工作面基本情况的调查工作,对比不同方案的技术性与经济性,然后采取有效的技术措施,并按要求施工,确保各项技术落实到位,使煤矿开采取得更好的综合效益。
参考文献:
[1]高擎,陳伟. 煤矿综采工作面支护技术问题研究[J]. 科技创新与应用,2015,(07):69.
[2]张义彬. 薄煤层采煤工作面过断层实践[J].山东煤炭科技,2010,(02).
[3]程二小,王禹. 薄煤层工作面过断层的研究[J] .科技创新与生产力,2012(02).