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[摘 要]我国的急倾斜煤层的煤炭储量占总煤炭储量的4%,虽然在总量中所占的比例不高,但是分布较广,并且呈现出逐渐增加的趋势。在我国的一些省份的煤炭资源中,大都以急倾斜煤层为主。为了能够有效的提高在急倾斜煤层中开采的质量与效率,就要积极的探索急倾斜煤层开采工程中所应用的开采技术,并不断的进行完善,使该开采工作能够更加安全、高效的完成。
[关键词]急倾斜煤层 安全 高效 开采技术
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)46-0263-01
如何解决急倾斜煤层安全高效的开采技术的问题在世界范围内都得到了不同程度的关注,但是由于急倾斜煤层在总体煤炭储藏中所占的比例并不高,很多国家已经渐渐放弃了对该技术的研究与实践。我国由于对煤炭资源的需求较大,而且急倾斜煤层在一些省市的煤炭储量中所占的比例并不小,因而研究急倾斜煤层安全高效的开采技术就成为了迫在眉睫的事情。通过不断提高开采技术,使开采工作更加安全,煤炭开采更加科学合理。
一、急倾斜煤层的含义与特点
所谓急倾斜煤层就是在煤层综合开采中倾斜角超过45°的煤层。相对来说急倾斜煤层由于其地质构造的特殊性,在开采技术上也有其鲜明的特点。
1.因为急倾斜煤层的地质构造交复杂,有很多的断层和褶曲,且煤层的厚度变化跨度较大,煤层的整体储量较少,但是分布的面积较广,因此急倾斜矿井大多是中型或小型的竖矿井【1】。
2.急倾斜煤层的倾斜角度较大,开采出的煤炭就可以自动的随着倾斜等下滑,虽然使运输工作简化了,但是下滑的煤炭和岩石极易冲到施工支架面对人员造成伤害,并造成一定的经济损失。开采过程中存在的不安全因素较多。
3.要想不断提高急倾斜煤层的机械化开采水平,首先就要解决进行机械施工时的稳定性问题。因为大多数的急倾斜煤层 的开采需要采用爆破、掩护式支架或单体液压支柱或木支柱支护等技术手段,这就使得开采的流程复杂化,工人的劳动强度增加,但是获得的经济效益较低。
4.急倾斜煤层的地质构造较为特殊,因此在开采的过程中煤层的顶板、底板都会发生不同程度的移动,随时可能崩塌,破坏整个煤层的结构与整体性,不利于邻近煤层开采工作的开展【2】。
二、目前急倾斜煤层开采存在的问题
就目前的急倾斜煤层的开采情况来看,存在很多的问题,总结起来包括以下几点:
1.在开采的过程中由于急倾斜煤层的地质特殊,不能及时的分析矿山的压力分布规律,因此开采过程中的管理工作较为复杂,需要考虑的因素较多;
2.由于急倾斜煤层的分布范围较广,地质条件差异较大,因此开采的方法也较为混乱,没有系统、规律的开采技术与方法的分类,不利于互相交流开采经验与开采技术;
3.急倾斜煤层开采的机械化水平较低,一般采用的爆破等方式也造成煤层的回采率较低,安全性较低,可以实际获得的经济效益也较差,但是在我国的南方部分地区急倾斜地区分布较广,尤其是四川省,因此就要在急倾斜煤层中积极应用高效的开采技术,不断提高煤层的采出率和回采率,实现更大的经济效益【3】。
三、急倾斜煤层高效开采技术的应用
为了能够不断提高急倾斜煤层的采出率,获得更高的经济效益,就要在开采的过程中运用更加高效的开采技术。
(一)台阶式开采工艺技术
在急倾斜煤层的一些煤层倾斜较薄或者是走向呈长壁式的煤层中通常采用台阶式的采煤开采技术。
在采用台阶式的采煤技术时,一般通过采用爆破或者是风镐落煤的方式来对煤层进行开采,同时还要运用单体液压支柱或金属支柱或木支柱做支护顶板。这在开采的过程中就可以有效的避免工人在开采过程中受到来自上方采出煤矿的伤害,而且工作面的长度较长,就可以在多点开展工作。在每个施工台阶上配备风镐或者是电钻,并且安排2到3名员工来专门负责落煤和支架工作,为了提高支架的稳定性,可以采用与工作面平行的一梁三柱或一梁两柱的对接棚子;为了避免在煤矿采空区因为采空出现崩塌现象,就要在采空区设立密集的支柱,而且随着开采每向前推进0.8-0.9m的距离,就要及时的架设起支架;同时,為了避免底板出现滑脱的现象,应该在开采前就为支架做好底梁;在采空区通过全部跨落处理或者是充填的处理方法【4】。
通过在急倾斜煤层开采中应用台阶式开采技术,可以较好的适应煤层的地质条件,煤炭的整体开采率高于80%,而且可以使已经开采出的煤炭自行下落,可以使煤层的巷道内的布置更加简单,井下的通风功能更完善。通过在每推进一段距离就设立支架结构的方法,这样就使煤炭开采更加方便,更加安全,但是在同时也增加了一定的支护材料的费用。
(二)水平分段放顶煤开采技术
在急倾斜煤层中由于受到煤层厚度的影响,煤层的开采面积的长度受到了一定的限制,一般控制在60厘米以内,因此就需要在开采的过程中选用一种可以在较短的工作面进行施工操作的采煤机,以及与其配套的运输传送设备,。一般会采用MGD150-NW型采煤机来完成开采工作,这样就不需要专门在煤层中专开切口了,直接就可以从巷道进去操作。通过采用这种技术,煤层开采的机械化水平明显提高,矿井的井下作业中更加集中于生产、开采,煤层的总体开采率明显上升;工人的作业负担减轻,劳动的效率显著提高,而且可以有效的控制成本;通其他的开采技术相比,可以有效的降低掘进率,使掘进率降低至20%-30%。
(三)俯伪斜长壁采煤技术
俯伪斜长壁采煤技术是在斜台阶采煤技术的基础上演化而来的,其工作面成一定的直线形,按照俯伪斜的方向布局,沿具体的走向逐渐推进,为满足煤炭的空区和回采空间,实行工作面分段破煤,煤炭自行运输的方法进行。具体技术主要从两个方面实施。一方面是工作面的初采,从开切眼与区段回风平巷的交接处开始。按照工作面的斜角推进,这样的情况下,工作面的长度会逐渐增加,具体的开切眼要沿着倾斜方向布局,便于工作人员的通行,在工作面逐渐向下推进的过程中,开切眼会自上而下的报废,当工作面达到一定的位置时,初采工作就顺利完成【5】。另一方面是作面的正常回采。采用爆破的方式,将工作面进行分段爆破,对工作面的支护采用单体液压,以倒悬臂齐柱的形式进行布置,要在这样的过程中采取一定的措施,防止其倒塌。在煤层倾斜的方向设置密集的支柱,密集支柱能切断顶板,用于挡矸,在采空区采用全部垮落法进行有效处理,也可以采用充填法,完善本段采空区的具体开采工作。
结束语
为了能够更好的解决我国生产中的煤炭资源问题,就要不断的对开采技术进行改进与创新。急倾斜煤层由于地质条件的特殊性,在开采的过程中存在一定的危险性与困难性,结合当地煤矿的自身特点,不断创新,建立起完善的开采管理系统,不断提高开采技术,不仅可以提高煤矿的采出率,使经济效益不断增加,还可以保证开采工作的全面安全高效开展。
参考文献
[1]李俊斌,单付丰,何海荣,张坤.淮南矿区急倾斜厚煤层综合机械化开采技术[J].煤炭科学技术,2013,41(11)
[2]曹树刚,张遵国,彭勇,等.急倾斜煤层走向长壁综采工艺技术[J].煤炭科学技术,2010,38(10):23 -25.
[3]王金生.急倾斜中厚煤层综采设备回撤工艺的实践[J].煤炭技术,2011, 30(6):43-45.
[4]李俊斌.急倾斜煤层综采液压支架倾倒扶正与防范措施[J].采矿技术, 2010, 10(S0):174 -176.
[5]王宁波,漆涛,蒋东辉.急倾斜煤层高阶段综放高产高效开采探索与实践——以苇湖梁煤矿+579E1WB 4+5急倾斜煤层综放面为例[J].西北煤炭,2008,6(1):19-21.
[关键词]急倾斜煤层 安全 高效 开采技术
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)46-0263-01
如何解决急倾斜煤层安全高效的开采技术的问题在世界范围内都得到了不同程度的关注,但是由于急倾斜煤层在总体煤炭储藏中所占的比例并不高,很多国家已经渐渐放弃了对该技术的研究与实践。我国由于对煤炭资源的需求较大,而且急倾斜煤层在一些省市的煤炭储量中所占的比例并不小,因而研究急倾斜煤层安全高效的开采技术就成为了迫在眉睫的事情。通过不断提高开采技术,使开采工作更加安全,煤炭开采更加科学合理。
一、急倾斜煤层的含义与特点
所谓急倾斜煤层就是在煤层综合开采中倾斜角超过45°的煤层。相对来说急倾斜煤层由于其地质构造的特殊性,在开采技术上也有其鲜明的特点。
1.因为急倾斜煤层的地质构造交复杂,有很多的断层和褶曲,且煤层的厚度变化跨度较大,煤层的整体储量较少,但是分布的面积较广,因此急倾斜矿井大多是中型或小型的竖矿井【1】。
2.急倾斜煤层的倾斜角度较大,开采出的煤炭就可以自动的随着倾斜等下滑,虽然使运输工作简化了,但是下滑的煤炭和岩石极易冲到施工支架面对人员造成伤害,并造成一定的经济损失。开采过程中存在的不安全因素较多。
3.要想不断提高急倾斜煤层的机械化开采水平,首先就要解决进行机械施工时的稳定性问题。因为大多数的急倾斜煤层 的开采需要采用爆破、掩护式支架或单体液压支柱或木支柱支护等技术手段,这就使得开采的流程复杂化,工人的劳动强度增加,但是获得的经济效益较低。
4.急倾斜煤层的地质构造较为特殊,因此在开采的过程中煤层的顶板、底板都会发生不同程度的移动,随时可能崩塌,破坏整个煤层的结构与整体性,不利于邻近煤层开采工作的开展【2】。
二、目前急倾斜煤层开采存在的问题
就目前的急倾斜煤层的开采情况来看,存在很多的问题,总结起来包括以下几点:
1.在开采的过程中由于急倾斜煤层的地质特殊,不能及时的分析矿山的压力分布规律,因此开采过程中的管理工作较为复杂,需要考虑的因素较多;
2.由于急倾斜煤层的分布范围较广,地质条件差异较大,因此开采的方法也较为混乱,没有系统、规律的开采技术与方法的分类,不利于互相交流开采经验与开采技术;
3.急倾斜煤层开采的机械化水平较低,一般采用的爆破等方式也造成煤层的回采率较低,安全性较低,可以实际获得的经济效益也较差,但是在我国的南方部分地区急倾斜地区分布较广,尤其是四川省,因此就要在急倾斜煤层中积极应用高效的开采技术,不断提高煤层的采出率和回采率,实现更大的经济效益【3】。
三、急倾斜煤层高效开采技术的应用
为了能够不断提高急倾斜煤层的采出率,获得更高的经济效益,就要在开采的过程中运用更加高效的开采技术。
(一)台阶式开采工艺技术
在急倾斜煤层的一些煤层倾斜较薄或者是走向呈长壁式的煤层中通常采用台阶式的采煤开采技术。
在采用台阶式的采煤技术时,一般通过采用爆破或者是风镐落煤的方式来对煤层进行开采,同时还要运用单体液压支柱或金属支柱或木支柱做支护顶板。这在开采的过程中就可以有效的避免工人在开采过程中受到来自上方采出煤矿的伤害,而且工作面的长度较长,就可以在多点开展工作。在每个施工台阶上配备风镐或者是电钻,并且安排2到3名员工来专门负责落煤和支架工作,为了提高支架的稳定性,可以采用与工作面平行的一梁三柱或一梁两柱的对接棚子;为了避免在煤矿采空区因为采空出现崩塌现象,就要在采空区设立密集的支柱,而且随着开采每向前推进0.8-0.9m的距离,就要及时的架设起支架;同时,為了避免底板出现滑脱的现象,应该在开采前就为支架做好底梁;在采空区通过全部跨落处理或者是充填的处理方法【4】。
通过在急倾斜煤层开采中应用台阶式开采技术,可以较好的适应煤层的地质条件,煤炭的整体开采率高于80%,而且可以使已经开采出的煤炭自行下落,可以使煤层的巷道内的布置更加简单,井下的通风功能更完善。通过在每推进一段距离就设立支架结构的方法,这样就使煤炭开采更加方便,更加安全,但是在同时也增加了一定的支护材料的费用。
(二)水平分段放顶煤开采技术
在急倾斜煤层中由于受到煤层厚度的影响,煤层的开采面积的长度受到了一定的限制,一般控制在60厘米以内,因此就需要在开采的过程中选用一种可以在较短的工作面进行施工操作的采煤机,以及与其配套的运输传送设备,。一般会采用MGD150-NW型采煤机来完成开采工作,这样就不需要专门在煤层中专开切口了,直接就可以从巷道进去操作。通过采用这种技术,煤层开采的机械化水平明显提高,矿井的井下作业中更加集中于生产、开采,煤层的总体开采率明显上升;工人的作业负担减轻,劳动的效率显著提高,而且可以有效的控制成本;通其他的开采技术相比,可以有效的降低掘进率,使掘进率降低至20%-30%。
(三)俯伪斜长壁采煤技术
俯伪斜长壁采煤技术是在斜台阶采煤技术的基础上演化而来的,其工作面成一定的直线形,按照俯伪斜的方向布局,沿具体的走向逐渐推进,为满足煤炭的空区和回采空间,实行工作面分段破煤,煤炭自行运输的方法进行。具体技术主要从两个方面实施。一方面是工作面的初采,从开切眼与区段回风平巷的交接处开始。按照工作面的斜角推进,这样的情况下,工作面的长度会逐渐增加,具体的开切眼要沿着倾斜方向布局,便于工作人员的通行,在工作面逐渐向下推进的过程中,开切眼会自上而下的报废,当工作面达到一定的位置时,初采工作就顺利完成【5】。另一方面是作面的正常回采。采用爆破的方式,将工作面进行分段爆破,对工作面的支护采用单体液压,以倒悬臂齐柱的形式进行布置,要在这样的过程中采取一定的措施,防止其倒塌。在煤层倾斜的方向设置密集的支柱,密集支柱能切断顶板,用于挡矸,在采空区采用全部垮落法进行有效处理,也可以采用充填法,完善本段采空区的具体开采工作。
结束语
为了能够更好的解决我国生产中的煤炭资源问题,就要不断的对开采技术进行改进与创新。急倾斜煤层由于地质条件的特殊性,在开采的过程中存在一定的危险性与困难性,结合当地煤矿的自身特点,不断创新,建立起完善的开采管理系统,不断提高开采技术,不仅可以提高煤矿的采出率,使经济效益不断增加,还可以保证开采工作的全面安全高效开展。
参考文献
[1]李俊斌,单付丰,何海荣,张坤.淮南矿区急倾斜厚煤层综合机械化开采技术[J].煤炭科学技术,2013,41(11)
[2]曹树刚,张遵国,彭勇,等.急倾斜煤层走向长壁综采工艺技术[J].煤炭科学技术,2010,38(10):23 -25.
[3]王金生.急倾斜中厚煤层综采设备回撤工艺的实践[J].煤炭技术,2011, 30(6):43-45.
[4]李俊斌.急倾斜煤层综采液压支架倾倒扶正与防范措施[J].采矿技术, 2010, 10(S0):174 -176.
[5]王宁波,漆涛,蒋东辉.急倾斜煤层高阶段综放高产高效开采探索与实践——以苇湖梁煤矿+579E1WB 4+5急倾斜煤层综放面为例[J].西北煤炭,2008,6(1):19-21.