试析极薄煤层开采工艺与技术
摘要：随着社会经济的飞速发展和工业化进程的不断加快，国内煤炭开采技术水平也有了很多程度的提高，对国民经济的发展起到了巨大的推动作用。煤炭开采，尤其是极薄煤层的开采，成为实现煤炭工业可持续发展的重要保障。本文将对当前极薄煤层开采过程中存在的主要问题、开采工艺与技术进行分析，并在此基础上以某一煤层开采实践为例，进行全面的阐释，以供参考。
关键词：极薄煤层；煤矿开采；工艺与技术；探究
中图分类号： x752 文献标识码： a 文章编号：
极薄煤层作为我国煤炭资源的重要组成部分，加强对及开采工艺与技术的研究，具有非常重大的现实意义。
1、极薄煤层开采中的问题分析
从当前煤矿开采实践来看，国内极薄煤层开采过程中主要存在着以下几个方面的问题：
首先，煤层实际开采中会遭受各种地理环境与空间范围的局限，开采机械设备的安装与操作难度相对较大一些；由于极薄煤层开采空间相对比较有限，工作人员的实际活动范围也非常的有限，因此瓦斯等有毒、有害气体的排放更加的困难一些，很容易产生安全事故问题。由于极薄煤层所赋存的煤矿厚度相对较小，因此煤层实际开采的进度较快，开采机械设备的运转周期因此也会变短，加之频繁复杂的开采设备调动，导致煤层开采工作显得非常的紧张。
其次，较之于中厚煤层而言，极薄煤层的单位煤炭生产量成本相
浅谈厚煤层开采的问题 摘要：我国是一个能源大国。本文总结了国内外厚煤层开采的技术方方和发展现状，对我国主要的厚煤层开采工艺进行了系统的分析比较，论述了三种主要厚煤层开采工艺存在的问题以及厚煤层开采的发展方向。 关键词：厚煤层开采技术存在问题 Mainly talks about the mining of thick coal seam Chen Zhou (Guizhou university institute of mining) Abstract:Our country is an energy superpower. Thick coal seam mining technology at home and abroad this paper summarizes the all and the development present situation, the thick coal seam mining process of the main system of analysis and comparison, this paper discusses the three main problems existing in the thick coal seam mining process and the development direction of thick coal seam mining. Key words：Thick coal seam mining technology problems 1、前言 所谓厚煤层，即是指井工开采3.5m以上，露天开采10m以上的煤层。我国厚煤层产量占原煤总产量的 45% 左右，是一个厚煤层储量大国, 也是厚煤层的开采大国。 厚煤层是我国实现高产高效开采的主要煤层，具有资源储量优势，由于其煤层厚度较大，可有多种采煤方法进行选择。目前，我国厚煤层开采工艺大体为三种, 即分层开采、大采高一次采全高、放顶煤开采【1】。分层开采在我国应用时间最长,技术较为成熟。随着煤炭开采技术的不断发展,近年来大采高开采和放顶煤开采技术也得到了快速发展和广泛应用。 2、国内外厚煤层开采现状 2.1 国内厚煤层开采现状 1974年，开滦矿务局唐山矿成功试验了厚煤层倾斜分层下行垮落金属网假顶综合机械化采煤法,。分层开采的综合机械化采煤工艺有了进一步的发展, 目前是我国厚及特厚煤层的主要采煤方法之一, 在大中型矿井得到普遍采用, 并积累了丰富的经验【2】。 大采高的定义是利用机械破煤一次采全高采煤法,一次开采全高达3.5一7.0 m的长壁采煤法。到目前为止, 大采高一次采全高采煤法已在我国多个矿区得到应用,并取得了高产高效的效果.2007年,郑州煤矿机械集团股份有限公司研制成功了最大支撑高度为6.3m的液压支架,用于神东矿区采高为6m厚的煤层开采。2011年，我国成功研制出最大支撑高度为7.2m、支护阻力达18180kN 的大采高支架,用于陕煤红柳林煤矿大采高工作面。该支架的成功应用,标志着我国在大采高开采技术和设备研制方面处于国际领先水平。目前超大采高的
第5期东北煤炭技术N o.5 1996年10月 Coal T echno logy of N o rtheast Ch ina O ct.1996 国外厚煤层开采和安全技术现状 辽宁煤炭工业管理局 邱振先 摘 要 介绍了国外厚煤层开采和安全技术的现状,及国内厚煤层开采技术在国际上的水平。 关键词 厚煤层 采煤方法 综采设备 综采放顶煤 所谓“厚煤层”是指厚度大于315m的煤层。厚煤层开采所遇到的矿山压力、冲击地压、瓦斯、发火、热害、水害等技术问题比薄煤层和中厚煤层复杂得多。国外厚煤层开采的主要技术经济指标与薄煤层和中厚煤层相比亦有很大差距。我国东北地区煤炭战线的科技工作者通过对联合国开发计划署援助的《厚煤层开采的先进技术与安全》项目的实践,对国外厚煤层开采的技术现状和我国厚煤层开采技术水平及其在世界上的地位也有了一定程度的认识。 1 采煤工作面单产世界纪录、高产工作面和各国的国内纪录几乎都是在中厚煤层创造的 1990年,美国伊利诺思州固本煤矿公司25号矿创长壁工作面月产37万t(22d)、平均日产16818t的世界纪录。 1993年,美国科罗拉多州二十英里矿创长壁工作面班产16307t(10h),日产28801t,月产54万t的世界纪录,1994年又创月产60万t的世界纪录。该工作面煤层厚219m,采高216m。 1993年,美国固本公司路福克矿创月产55万t的纪录。 1994年11月,美国大山(M oun tain)公司西麋(W est E lk)矿创班产(10h)21387t,日产45375t的纪录。 1995年6月,美国宾夕法尼亚州卡泊尔兰结矿创长壁工作面月产5713万t精煤的世界纪界。 美国现有80个长壁工作面,1994年长壁面产量1812118万t,其中煤层最厚的是7101m,采高最大是3196m(西麋矿)。抽样调查33个矿,最大采高3105m,最小采高1147m,平均采高2113m。我们考察的怀俄明州舒舒尼(Sho shonee)矿,煤层厚6m,只采315m。 澳大利亚现有长壁工作面25个,采高1165～312m。长壁面平均单产180万t,1993年新南威尔士州巴尔波尼(B aal Bone)矿长壁面单产达到300万t,煤厚2～4m。 英国1992 1993年度有83个长壁工作面,工作面平均日产2230t,1994年产量最高的威尔贝克(W elbeck)矿综采面平均日产10405t,采高212m。 波兰是厚煤层赋存较多的国家,最厚的达60m,1995年产硬煤1138亿t,厚煤层产量占13%。有398个采煤工作面,工作面平均日产1680t。采用冒落法和充填法的采煤 ? 3 ?
第五章采煤方法概述 第一节采煤方法概念及分类 第二节采煤方法的选择 第三节采煤方法发展方向 目的要求： 1、了解采煤方法发展方向 2、掌握采煤方法概念及分类 3、掌握采煤方法的选择 重点、难点和突破的方法： 重点：1、采煤方法概念及分类 2、采煤方法的选择 难点：采煤方法的选择 突破方法：1、详细讲解 2、根据工程实例讲述 教学内容和步骤 第一节采煤方法概念及分类 一、基本概念 1.采场 在采区内，用来直接大量开采煤炭资源的场所，称为采场。 2.采煤工作面 在采场内进行采煤的煤层暴露面称为煤壁，又称为采煤工作面。在实际工作中，采煤工作面就是采煤作业的场地，与采场是同义语。 3.采煤工作 在采场内，为了开采煤炭资源所进行的一系列工作，称为采煤工作。采煤工作包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等基本工序及其辅助工序。 4.采煤工艺
由于煤层的自然赋存条件和采用的采煤机械不同，完成采煤工作各道工序的方法也不同，在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合称为采煤工艺。 5.采煤系统 采煤系统是指采区内的巷道布置系统以及为了正常生产而建立的采区内用于运输、通风等目的的生产系统。通常是由一系列的准备巷道和回采巷道构成的。 6.采煤方法 采煤方法是指采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。不同采煤工艺与采区内相关巷道布置的组合，构成了不同的采煤方法。 二、采煤方法分类（如图所示） （一）壁式体系采煤法 壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征，是目前我国应用最普遍的一种采煤方法，其产量约占到国有重点煤矿产量的95%以上。 （1）根据开采技术条件煤层按倾角分类： 地下开采露天开采 近水平煤层α<8°α<5° 缓倾斜煤层8°~ 25°5°~ 10° 倾斜煤层25°~ 45°10°~ 45° 急倾斜煤层α> 45°α>
煤矿中厚煤层的开采技术 摘要：煤矿在开采时，因为矿内煤层所处地质条件的不同，使得煤层在开采过程中开采工具及开采工艺往往也不尽相同，而在煤层开采过程中，为了更加安全有效，就需要对煤层的空间层面进行设计，并且选取合适开采技术。基于此，本文结合煤矿开采实例主要阐述煤矿中厚煤层开采时所用的技术。 关键词：煤矿；开采技术；机械设备；煤 截至目前来说，根据采煤时是否使用大量的水，将采煤技术分为了干式采煤与水式采煤两种，其中水式采煤技术是煤矿中厚煤层开采中应用很广泛的一种，本文结合某煤矿中厚煤层开采实例，分别从煤层工作面设计、技术管理、安全生产管理等几个方面就怎样提高产能的措施做了叙述，提出了以后怎样对中厚煤层进行更加合理的开采，并总结了在开采中应该注意的事项。 1实例概况 1.1矿井历史 某矿业公司为国外专家设计的大型水能机械采煤矿井，该矿井计划产能为150万t/a，实际在1989年开建，截至1990年正式投产，1993年完成设计产能，1995开始新建井并扩建，1998年新井开始投入产出，新井预计产能可达到200万t/a，2005年新井产能达到了250万t/a。 1.2矿井地质条件 该煤井位于山区，所处地域地质主要是褶皱构造。井田自西向东依次由X1向斜、X1背斜、X2向斜、X2背斜、X3向斜等几个主要褶皱构成，其中X1背斜占矿井大部，与其余褶曲复合构成整个煤层，使得煤层构造极为复杂，一些煤层稳定程度很低。 1.3矿井生产状况 该矿井元先设计为水式采矿井，但是随着矿井不断开采，使得煤层倾角不断下降，因此从2002年初煤矿尝试了使用旱采，直至现在，矿井开采到地下600m至800m水平，直至2005年，所有的水式采矿井均基本采完，煤矿进入了全面旱采阶段。 2水式采矿技术重点 2.1做好开采前的准备工作 在煤矿开采之前需要做好的准备工作有：（1）监督好巷道的掘进质量；（2）掘进时注意对顶板的保护，尽量降低空顶距离，并保证按时接顶，以防止顶板被破坏而导致的裂隙大量产生及出现抽冒情况，为以后矿井的回采制造麻烦。（3）对于回采巷道中的高压管道在安装时必须要做好质量保证工作，严禁管道存在跑水现象，否则将会出现停枪，而造成采垛落板丢煤；
煤层气的开采与利用 （包括不限于新旧技术的介绍与对比、国内外技术对比，目的是搞清楚煤层气作为一种自然资源是如何实现经济效益的）； 一.煤层气背景介绍 1.我国煤层气资源分布 我国大型煤矿区煤层气资源丰富,13个大型煤炭基地煤矿区埋藏深度1500m以浅,煤 ,煤 2. 12起,。3. 程等。 地质载体特殊性 煤层气的地质载体为煤层,煤炭本身就是能源开发的重要对象,这一自然属性更是有别于其他所有的化石能源矿产。煤层气与煤炭资源的同源同体的伴生性决定了这2种资源的开发必然有密不可分的内在关联。煤矿区煤炭资源的开采引起矿区岩层移
动的时空关系,影响着煤层气资源开发的钻井(孔)的布设、采气方法的选择和抽采效果等多个方面。 鉴于上述特殊性,煤层气勘探开发技术既有常规天然气勘探开发技术的来源、借鉴甚至直接移植,又有自己的独特性,还有与采煤技术交叉融合的耦合特性,是一个与常规天然气和煤炭开发技术既有联系又有区别的复杂技术系统。 1. 三(多) , 2. 创新, 3. 前提下，协同开采技术得以发展和进步。如解放层开采、井上下联合抽采、煤炭与煤层气共同开采等就是其典型实例。 4.煤层卸压增透技术
对于煤层渗透率低和含气饱和度低的矿区须探索应用煤层卸压增透技术,提高煤层气 抽采率。此类技术主要包括保护层开采卸压增透技术、深孔预裂爆破技术、深穿透 射孔技术、高能气体压裂技术和高压水力增透技术等。 三.近年来我国煤层气开采技术发展 1.勘探技术手段深化 （eg 2~3倍； 管、。）2. 活性 变排量控制缝高技术、前置液粉砂多级段塞降滤失技术、前置液阶段停泵测试技术、大粒径/高强度支撑剂尾追技术、压后合理放喷控制技术等。 针对多煤层地区,采用煤层和岩层组合分段压裂技术,可以有效提高单井产量和资源 利用效率。
浅析我国煤矿开采技术的现状及发展趋向 煤炭是我国能源结构的重要组成部分之一，也是影响国民经济发展的重要因素，煤矿开采技术的进步和完善始终是相关领域研究的重点。本文简要的阐述了我国煤矿开采技术的现状，同时对开采技术的发展趋势进行了展望，希望对煤矿行业的发展有所启示。 标签：煤矿;开采技术;现状;发展趋向 1、煤矿开采技术的现状 1.1 煤炭开采技术层次的多样化 由于受经济表现形式的影响，我国的煤矿企业分为乡镇、地方国有和国有三个类别，这三个类别发展侧重点各不相同，对于技术上的投入也不尽相同。再加上我国各地的地质差异很大、经济发展水平也有所差异，这就导致各地煤矿开采技术的水平差别较大，有的地方已经拥有综合机械化的高产高效矿井，有的地方还在采用比较落后的开采方法。目前，我国煤矿开采技术处于自动化、半自动化、纯手工开采等多种开采技术并存的局面。总体来说，我国煤矿开采技术还处于半自动化、半机械的阶段，生产效率还不算高。 1.2 煤矿开采技术取得突破性进展 科学技术水平的不断提高以及计算机技术的普及极大地推动了我国煤矿行业的发展。首先从技术方面来说，近年来很多先进的开采技术不断涌现，例如坚硬顶板技术、综合放顶煤技术以及大型综合开采技术等;对于技术装备而言，也经历了一次大规模的更新换代，电牵引采煤机、大运力带式长距离输送机、铸焊结合槽帮钢刮板输送机、配合电液控制技术的强力液压支架等众多的新型装备也得到了推广使用。技术和设备上的进步使得我国煤炭产量逐年递增，近年在世界煤炭产量排名中位居前列。 1.3 开始注重生态环境的和谐 煤炭资源是目前世界上最普遍的能源，它为人类社会的经济发展提供了强大的动力。但是由于煤炭是传统型能源，在现有的开采技术中，普遍存在着环境破坏和污染问题，尤其是对于煤矿上面地表资源的浪费和对地下水资源的污染较为严重。另外，在开采过程中会产生大量粉尘，从而产生一定程度的空气污染。随着环保及可持续发展观念的深入人心，人们正在致力于研究环保型开采技术。 2、当前几种主要的煤矿开采技术 2.1 深矿井开采技术
厚煤层分层开采煤层自然发火的综合防治 山东省济宁市蔡园生建煤矿朱启宽 在厚煤层分层开采过程中，煤层的自然发火是影响矿井安全生产的重要隐患之一，也是制约矿井高产高效建设的重要因素。有效地预防煤层自然发火是厚煤层分层技术中研究的关键课题之一。 济宁市菜园生建煤矿自建矿以来，共发生煤层自然发火及隐患20余起，其中,1989年一采区发生的煤层自然发火导致整个矿井停产，最终把整个采区封闭，呆滞煤炭储量100余万吨，1996年至1997年间，2364、2372采面先后发生煤层自然发火，均导致采面停产5至7天，造成了极大地经济损失。为此，我矿组织有关工程技术人员，针对矿井的现状，对厚煤层分层开采煤层自然发火的防治进行了系统研究，取得了有效地成果，从1997年至今，矿井没有发生影响矿井安全生产的火灾，为矿井的可持续安全生产奠定了基础。 1 矿井概况 菜园井田位于滕县煤田的南部，地处山东省微山境内，该矿采用立井多水平分区式开拓，年生产能力达80万吨，目前开采山西组３上、３下两层煤，煤层厚度分别为5.1～5.6m和3.8～4.4m,煤的硬度为f=1.5，煤层易自然发火，自然发火期为4～6个月。煤层分4个分层开采，采高为1.9～2.3m，回采巷道为沿空送巷，垂直布臵，区段之间、采区之间实现无煤柱开采。采煤方法为倾斜分层、下行垮落、人工假顶、走向长壁采煤法，采煤工艺是爆破落煤、人工装煤、刮板输送机运煤，支护方式是单体液压支柱（DZ-25-25 /100型）配合铰接顶梁（HDJA-100型）正悬臂支护，顶板管理采用全部垮落法。 2 预防煤层自然发火采取的措施 2.1 搞好矿井开拓设计，优化巷道布置 在矿井建设初期，由于生产能力较小，建设资金相对匮乏，为尽早出煤，把采区的轨道上山、区段集运巷均沿3下煤底板布臵，这样造成了护巷煤柱由于受采动压力的影响，煤体相对破碎，不仅给巷道维护带来困难，而且使整个采空区长期处于漏风状态，
下分层工作面安全开采技术研究 摘要：煤矿的开采技术有3类技术，即：分层开采、放顶煤开采、大采高开采。当前，它们在我国的煤矿开采中都有广泛应用。本文针对特定的地质条件和煤层条件，为了实现安全生产，对分层开采实际操作过的措施进行了研究。 关键字：分层开采；人工假顶；支护 1 引言 众所周知，煤炭在我国的能源结构中占有无可替代的地位。其年产量占全世界煤炭产量的1/3以上，占我国的一次性能源消耗的70%~75%，是世界上名副其实的煤炭生产和消费大国。目前，在我国的煤炭储量中，厚度大于3.5米的厚煤层占到45%，是我国煤炭开采的主要煤层。针对厚煤层的开采技术有很多，随着技术装备的不断发展，煤矿开采技术经历了分层开采、放顶煤开采、大采高开采3个阶段。从表面上看，开采技术经历了由低到高的发展，然而，实际上不是这样，需要根据不同的技术、经济、地质等条件采用不同的技术方法，甚至是多种方法的综合，无论采用哪一种或者哪几种开采技术，针对厚煤层具有好开采的优势，都可获得较好的经济效益，但是，安全生产是实现和提高经济效益的关键和前提条件。为了实现煤炭企业的最大效益，不仅要因地制宜的采用合适的开采技术实现年产量的高产高效，而且要针对煤矿的安全生产加强管理，提高职工的安全意识和技能，落实安全责任。本文通过对某煤矿3#煤层下分层工作面的开采试验,掌握了下分层工作面安全回采的有效技术途径、措施和管理方法。对中小煤炭企业的安全生产做了有益的探索。 2.我国目前厚煤层开采技术的比较 2.1 大采高开采技术 所谓的大采高的就是指将传统的综采技术与厚煤层的特点相结合，利用机械破煤一次采全高采煤法。常见的是长壁采煤法，其一次开采全高达到3.5-7.0米。由于受工作面装备稳定性的限制，该技术大多应用于倾角较小的煤层。近年来，随着煤机制造业技术进步，特别是煤炭企业经济形势逐渐好转，国内煤机设计与制造等技术的迅速发展等，大采高开采技术在我国的大型煤炭企业得到了广泛应用。 2.2 放顶煤开采技术 放顶煤开采技术是50年代末由法国布朗基矿首先试用成功，70到80年代在世界上10多
浅谈煤矿薄煤层的相关开采技术 李红旭黄儒林 (淮北矿业集团朔里矿业有限责任公司，安徽淮北 235052) 摘要：本文浅析当前国内薄层煤开采技术现状、影响薄煤层开采技术的因素，提出薄煤层开采的主要技术措施。 关键词：煤矿；薄煤层；开采技术 引言：目前国内仍具有近2O％的煤炭属于薄层煤，而开采期间受到空间、工作条件、地质条件等影响，开采难度大。有效利用有关新技术进行开采，能大大提高薄煤层开采的利用率和效率。对于中厚煤层的开采技术，基本上所有的煤矿技术都成熟，而对于薄层煤的开采就不然了。与其发达国家薄煤层开采相比，产出效率就低多了。所以，在煤炭资源日趋减少，且开采成本日益增高的情况下，研究薄煤层开采的高产高效技术就很有必要，目的就是尽力保护和利用仅有的煤炭资源，实现煤炭经济的可持续发展。 1 当前国内薄层煤开采技术现状 据煤层厚度的不同，一般将煤层分为不同的级别，小于0.8m的定义为极薄煤层，0.8m～1.3m的煤层定义为薄煤层。一般煤矿，薄煤层都占全部可开采总量的19％左右，但产量还不足11％。薄煤层开采技术方式较多，可分为：滚筒采煤机、刨煤机和螺旋钻采煤机开采。①薄煤层的滚筒采煤机技术。其结构为积木式的无底托架，液压螺母比较紧固、截割的电动机采用横向布置方式，抽屉式的部件安装技术。采煤时更能适应地形复杂、环境恶劣的条件；滚筒采煤机要求机身矮、短，功率要满足，并能适应煤层起伏结构。它分爬底板式与骑输送机式。爬底板式由输送机的机槽支承与导向，用在开采0.8-0.9m以上煤层。其采煤机过煤空间较高，电机功率可加大，生产的能力也较大，安全性较高，用于开采0.6-O.8m 煤层合适。②刨煤机。薄煤层刨煤机日产可达5000t以上，能实现薄煤层的开采水平机械化、自动化。刨煤机的采煤工艺，是利用煤刨沿着工作面反复地进行落煤及装煤，靠工作面输送机导向。但存在刨硬煤能力差、刨头调向装置不灵活等缺点。只有提高刨煤机的功率，才能提高刨头破煤能力。③螺旋钻采煤机。它是通过螺旋钻杆进入煤层实现采煤的，并利用钻杆把采好的煤运出。该采煤方法投
厚煤层分层开采顶分层工作面防止煤层自然发火设 计及安全技术措施 为防止II883-1工作面煤层自然发火事故，确保II883-1工作面初采、回采、收作期间的安全生产，根据《煤矿安全规程》和集团公司有关防灭火技术管理规定，编制II883-1工作面防止煤层自然发火设计及安全技术措施。 一、II883-1工作面概况 （一）位置概况 该面位于井田西部，西部井西北部，矿区专用铁路东北部，地面受Ⅱ881、Ⅱ981工作面采动影响已塌陷下沉，地表多为农田，无其它建筑物。 该面上邻Ⅱ881工作面采空区，下邻Ⅱ885工作面（正在准备），东至Ⅱ八采区边界，西以F14断层为界。该工作面平均走向长314m，倾斜宽95m，平面积29830m2（斜面积31072m2）。 （二）所采煤层概况 从溜煤眼、钻孔及三巷揭露煤厚资料分析，该面8煤层煤厚1.1-16.7m，平均厚度8.4m，煤厚变化大,煤体结构复杂；煤层结构简单，全区发育1层8煤；煤层倾角5-29°，平均16°。 （三）所采煤层自然倾向性 II883-1工作面所采煤层为8煤层，由 2011年重庆煤科院进行的煤层自燃倾向性等级鉴定得出如下结论：8煤自燃倾向性等级为I类，属容易自然煤层。根据研究和现场实际确定煤层自然发火参考标志气体是一氧化碳。 二、防止煤层自然发火技术设计 （一）灌浆防火 II883-1工作面采用随采随灌与采后集中灌浆相结合的方案，工作面依靠新副井地面灌浆站。工作面回采期间进行随采随灌，收作后进行采后集中灌浆。
图1 灌浆系统布置示意图 1、浆液的制备 目前灌浆使用的浆液的制备是机械制浆，每配制一立方的浆液添加0.5kg 的阻化剂、0.4kg 的粘稠剂、1kg 的发泡剂。使用2个搅拌池和1个注浆池，池深和直径均为2m ，池体用砖砌筑水泥抹面或用钢板焊接，其上固定搅拌器。搅拌池底部留有出料口，在浆液流入注浆池前设双层过滤筛子(孔径为10mm)，各安设离心式液下泥砂泵2台。 2、灌浆管路设计 主要灌浆干管直径是根据管内泥浆的流速来选择。在设计中，泥浆给定后，先确定泥浆在管道中流动的临界流速，再求出泥浆的实际工作流速，使之大于临界流速即可。井下灌浆管道采用无缝钢管，其井筒内钢管直径取6吋；大巷、上山等灌浆管路直径取4吋；工作面管道直径取2吋。 灌浆管路路线：西部井灌浆站→西风井→II 八进风上山→Ⅱ八回风上山→II881回风道→II881轨道巷→II881-3#联巷→材料眼→风巷。具体见灌浆系统图。 3、灌浆参数的设计 （1）浆液的水固比 水固比的大小影响着注浆的效果和泥浆的输送，一般情况下为4:1，冬季为5:1。 （2）灌浆量（煤矿注浆防灭火技术规范MT/T 702—1997） 至钻孔 至钻孔
煤层气简介 1、定义 煤层气，是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。 煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍，主要成分为甲烷。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。 煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。 2、煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异 在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内的煤层气称之为煤矿瓦斯（Gassy），其气体组分除煤层气组分外，还有煤矿巷道内气体的成分，如氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等空气组分以及一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）等采矿活动所产生的气体组分。
在煤层气概念引进初期，有些学者为便于业外人士了解煤层气，通常在煤层气一词后加注“俗称煤矿瓦斯”。 近年来，国内外有些学者为区分两者之间的概念差异，将通过煤矿井下抽放（Gas Drainage in-mine）、采动区（GOB）抽放或废弃矿井（Abandoned Mines）抽排等方式获得的煤层气称为Coal Mine ethane （缩写为CMM）。 2、存在形式 吸附于煤内表面；以游离态存在于煤的天然孔隙中；少量溶解在煤的地层水中。 3、用途 煤层气（煤矿瓦斯）作为一种非常规天然气，可作为瓦斯发电、居民生活和工业锅炉燃料。煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电
总第182期2019年第4期 山西化工 SHANXI CHEMICAL INDUSTRY Total182 No.4,2019 奏题讨谑DOI：10.16525/https://www.doczj.com/doc/e113126355.html,l4-1109/tq.2019.04.35大倾角厚煤层开采技术分析 吴少勤 （阳城县阳泰集团实业有限公司，山西晋城048100） 摘要：大倾角厚煤层综放回采面长期以来因为存在回采率偏低、煤壁片帮与冒顶现象严重、回采设备稳 定性差等诸多问题，而成为各大矿区生产作业的难点之一，极大的制约了井下生产的安全、持续、高效开 展。以本单位3110大倾角综放回采面为对象，通过多种技术手段对如何提升大倾角厚煤层回采效率与 安全性展开探究，在实现3110回采面高效安全回采的同时希望能够为其他矿区类似情况的解决提供借 鉴与参考。 关键词：大倾角；厚煤层；开采关键技术；创新点；实测分析 中图分类号:TD82文献标识码:A文章编号:1004-7050（2019）04-0095-03 引言 大倾角厚煤层开采工艺起步时间较晚，在实际开采作业极易出现各类突发安全事故，集中体现在回采设备不完善、煤矿安全支护控制理论不完备等方面，极大的制约了煤矿开采行业的发展。基于此，剖析大倾角厚煤层开采工艺具有实际意义，可从根源上消除安全隐患，保证煤炭生产作业的安全性。 1简述工程概况 本单位井田总开采面积达到5.68km?,年产能超过65万t,预计设计生产年限达到25年。在整个矿井范围内，王要包括2#、10井与17井煤层，煤层平均厚度约为5.8m,结构复杂，个别部位含有至少两层夹石干。当前主要针对2#井实施开采作业，埋深超过350m,经测量得知，最大煤层倾向角为32°,且作业面起伏范围较大，属于典型的大倾角厚煤层综合开采作业。在实际开采过程中，极易受到各类主客观因素的影响,诱发生产安全事故。另外，大倾角厚煤层的回采作业难度系数较高，并伴有一定的风险性。 2开采作业核心技术 施工人员使用回弹仪测试主采煤层及煤层夹石干,合理测定顶煤与夹石干强度;依托专业技术理论，测算工作面压力强度等级与安全支撑架构的承载限度等。 收稿日期：2019-07-04 作者简介：吴少勤，男，1989年出生，毕业于山西大同大学，助理工程师。 根据工程所处区域的地质结构条件特征，构建三维模拟试验台，综合分析倾斜回采作业基本规律，并模拟顶煤放出速度与煤石干分界面变化规律的动态变化关系。然后利用专业数值模拟软件，定向标志颗粒的变化轨迹口勾。 依托钻孔成像技术与超声波技术，可探测地质构造断裂带与煤壁安全稳固性，揭示回采面与顶板周期受压裂缝延展深度。同时采取棕绳+注浆锚固作业的方式,处理地质构造断裂带与煤壁片帮段，进一步提升煤壁的安全稳定性。 针对锚索加固技术来说，注浆工艺发挥着不可替代的作用,其工序如下： 1）选择煤壁超前注浆加固工艺，处理煤壁破损较为严重的区域，避免煤壁断裂片大面积脱落造成工作面顶部的塌落。在布设注浆孔的过程中，要确保其与煤壁垂直，间隔距离控制在3m左右,设置在距离底板约2/3的位置⑷。 2）在煤壁上设置直径约42mm的注浆孔，在设置过程中，需确保注浆孔与煤壁的位置保持垂直，然 后再将直径适宜的注浆管插入浆孔，并一同放置直径约15mm的棕绳，最后，在注浆管内注入波雷音混合液。注浆效果，如96页图1所示。 应用上述注浆工艺和工作面顶管管理技术，可 有效控制煤壁的破损。且回采面作业更加安全也更加稳定，回采面井注浆处理后形成的稳定煤壁，如第96页图2所示。 3技术创新的主要内容 根据大倾角厚煤层工作面回采作业中存在的主
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e113126355.html, 浅析煤层气开采技术与发展趋势 作者：焦腾辉 来源：《中国化工贸易·中旬刊》2019年第03期 摘要：我国拥有丰富的煤炭资源，并伴有极为丰富的煤层气资源。随着技术的不断发 展，煤层气的开采效率与质量均有提升。本文研究了煤层气开采过程中常运用的勘探、钻井、净化增产等几项技术，并就其开采技术的未来发展趋势进行了简要研究。 关键词：煤层气;开采;技术 在工业企业的迅速发展与人们生活水平提升的情况下，我们对煤层气等化石能源的需求逐渐提高，同时也行成了该部分能源紧缺的局势。为更好的满足人们生产生活对化石能源的需求，开采单位要不断提升开采技术，提高能源开采的产量与质量。 1 煤层气开采技术 煤层气即赋存于煤层当中的天然气，我国资源比较丰富，尤其是有着较大量的低、中煤阶煤层气储量。作为一种具有较大价值的化石能源，煤层气开采成为能源发展的重要方向。为确保开采的效率与质量，开采的几个环节都要依靠相应的先进技术。目前，煤层气开采中常用的主要技术有以下几种： 1.1 勘探技术 勘探是煤层气开采的基础环节，对整个开采工作有重大影响。施工人员在开采作业之前必须对煤层气的实际情况进行科学、详细的勘探，了解当地的地质构造，以制定科学合理的方案[1]。这是因为地质的构造与特点对煤层气产量与开采难度有巨大关联，只有准确了解当地地 质的整体情况，决策人员才能制定开采实际方案。经研究发现，煤层气多储于向斜底部等位置，且煤层气都是压力圈闭气藏。其压力圈又可分为水压圈与气压圈，向斜底部裂缝处就是水压圈闭气藏吸附气的聚集区。此外，勘探的另一项重点工作是探测当地的地质活动的相关情况，以判断煤层开采的难度。首先，开采位置若是在地质构造变化严重的区域，煤层气的储存难度会加大。其次，火山岩活动情况对开采有巨大影响，其活动严重会对煤层造成破坏，不利于开采。但其若有小幅度活动则会促进煤阶升高并利于气体转化，从而便于开采。最后，煤层顶底板的岩性密度的。密度较高的区域，其含气量较高便于开采。为保证煤层气开采的整体工作效益，开采人员要利用精准的地质勘探仪器，对开采区的地质构造及特征进行详细调查，为开采作业提供准确指导。 1.2 钻井技术 在进行钻井时，多利用石油钻井设备进行作业，钻头多选择取心钻头与压轮钻头，钻井液根据产层的实际特点多选则低密度水泥浆或清水。钻井作业中常用到欠平衡钻井与定向钻井两
厚煤层分层开采与综放开采的技术经济比较 摘要本文对放顶煤开采和分层开采进行了技术分析和经济比较，结果表明，在厚煤层开采中，采用放顶煤开采，技术经济效果十分显著，放顶煤开采已成为厚煤层开采的发展方向之一。 关键词放顶煤开采分层开采技术分析经济比较 1概述 我国目前开采厚煤层的主要方法有分层开采、一次采全高和放顶煤开采。综采放顶煤技术产生于欧洲，发展且成熟于我国。1964年法国试验综采放顶煤获得成功，解决了5~20m 厚煤层的一次采全高问题，先后被南斯拉夫等东欧国家引进，并取得较好的技术经济效果。我国自1982年开始研制综采放顶煤支架及工艺方法，到1984年第一个工作面的试验，随后便推广到我国的29个局、矿70近个工作面，并应用到我国多变和复杂的厚煤层地庸条件，解决了长期困扰我国厚煤层开采的效益、工效、高产的问题，综采放顶煤在我国获得了长足的发展。分层开采所需设备、开采布局与开采单一煤层基本相同一次采全高，设备笨重，倒架、歪架难以控制，片帮、冒顶严重威胁工作面的正常回采，限制了使用范围放顶煤开采兼顾了上述两种开采工艺。采高控制在2.5m左右，使用设备与分层开采基本相近。增加一部后输送机，克服了大采高工作面存在的难以解决的问题，真正达到了在现有国产设备条件下高产、高效的目的。但由于地质条件、煤层赋存状况、技术与设备、生产与管理等存在差异，放顶煤开采的应用受到很大限制。诸如放顶煤开采丢煤的问题，煤矸混杂，多厚煤层适合放顶煤开采等一系列相关的问题。对此，文中将作如下分析和探讨。 2 技术分析 2.1分层开采和综放的优缺点 (1) 分层综采采煤法的特点 优点： ①技术成熟，采煤设备配套，类型齐全，性能完好，操作方便，管理简单，可选出适用各种条件的采煤设备；②液压支架及配套的采煤机设备体积小、轻便，回采工作面搬家方便； ③采高一般为2.0～3.5m，回采工作面煤壁增压区小，煤壁稳定，生产环节良好；④回采工作面采出率高，可达到93～97%以上，能达到国家规定要求；煤炭含矸率低，一般不大于1.5%，相对综放开采煤尘浓度低；⑤和综放工艺比较，顶板易管理，工作面巷道维护难度小。 缺点： ①工作面单产低，单产提高困难；②开采投入高，上、下分层开采，人工铺网劳动强度大，铺网费用高，煤巷掘进工程量大，掘进率高，回采工作面搬家倒面次数多，搬家费用高；区段分层周期长，多次启闭，引起自燃发火频繁；③需要等再生顶板的生成，加剧接续紧张的矛盾；④由于下分层开采需要留内错式隔离煤柱，使得带区采出率降低。 适用条件：
煤层气开发工艺及排采技术 一、产出理论（前言） 煤层气开采通过抽排煤层及上覆岩层中的地下水，从而降低煤储 层的压力，促使煤层中吸附的甲烷气体解吸释放出来。煤储层条件和 煤层气赋存环境条件是煤层气开发的基本地质条件，煤层气开发是在 充分认识这些基本地质条件基础上通过特定的工程（钻井、压裂、排 采等工艺）改变煤层气赋存环境条件（地应力、地下水压力、地温环境）使煤储层条件发生变化的过程，从而使煤层中吸附的甲烷气解吸 出来。煤层气的排采是一个“解吸-扩散-渗流”的连续过程，在实际 排采中可分为三个阶段，Ⅰ阶段为排水降压阶段，煤储层压力高于煤 层气解吸压力，该阶段主要是产水，并有少量的游离器和溶解气产出；Ⅱ阶段为稳定生产阶段，煤储层压力降至煤层气解吸压力之下，产气 量相对稳定，并逐渐达到产量高峰（一般在3年左右），产水量下降 到较低水平；Ⅲ阶段为产气量下降阶段，产少量水或不产水，该阶段 的开采时间最长。由于煤层气抽采目的、对象、条件和资源条件的不同，形成了不同的煤层气开发模式，总体上分为煤矿井下抽采和地面 钻井抽采两大类。
图表 1典型煤层气井的气、水产量变化示意图 时间 产 量 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 产气量 产水量 临界解 压力 压力
二、煤层气的开发工艺 煤层气开发的目的主要是有效地开发和利用煤层气资源、最大 限度的改善煤矿安全生产条件（降低瓦斯）、更好的保护环境等几 个方面。按照煤层气开发服务目的不同，煤层气开发总体上分为煤 矿井下抽采和地面钻井开发两大类，而我们公司目前所实行的“采 煤采气一体化”的瓦斯治理模式是把上述两种开发方式的有效结合，它不仅有效的服务了煤矿的安全生产而且实现了煤矿瓦斯利用的最 大化。 （一）、煤矿井下抽采 目前煤矿井下抽采技术已由单一的本煤层抽采发展到本煤层抽采、邻近层抽采、采动区抽采等多对象抽采；抽采技术也由单一的 钻孔抽采发展到钻孔、巷道、地面井和混合抽采等。 按抽采对象的不同 煤矿井下抽采开采层抽采 邻近层抽采 围岩抽采 采空区抽采 采动区抽采 废弃矿井抽采
煤层气开发钻井工艺及设备选择方案 APE OGGO 李向前 2010-12 煤层气简介 煤层气(Coal Bed Methane/CBM。煤层气俗称“ 瓦斯” ,其主要成分是甲烷,它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期,纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。甲烷通常是由水压支撑在煤层气中。煤层气的主要组成部分(95%是天然气。因此,煤层气具有热值/每立方米与天然气几乎一样,可与天然气混合运输。
煤层气就像天然气,相对便宜,是清洁燃料。 CBM 是 21世纪重点发展的替代能源。 CBM 开发技术基本成熟,在中国潜力巨大。 煤层气储量 中国煤层气产业数据概览: 36.8万亿立方米可开采资源总量占世界总量的 12% 41. 5万平方公里煤层气产区面积 2010年地面产量为 15亿立方米; 2015年地面产量为 110亿立方米; 2020年达240亿立方米。 中国 9大煤层气富集盆地: 沁水盆地,鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、滇东黔西、二连、吐哈、塔里木、天山和海拉尔等含气盆地(群、 121个含气区带。
中国煤层气资源丰富,发展前景广阔,资源分布集中,适于开发资源比例大, 煤层气产业刚刚起步,煤层气市场逐步步入商业化阶段,煤层气资源量与常规天然气相当,有效勘探开发可以对常规天然气形成重要补充。 目前能够商业化的煤层气主要目标市场为山西沁水、韩城、河南、湖北、湖南等中部地区 储存特点:低渗透,低压力,开发难度较大。 煤层气开发与常规天然气开发技术不同
煤层气开发流程 -地面开发 第一步:勘查规划(国家投资带动外资 第二步:招商引资(区块开采权:中石油,中联,煤业集团第三步:钻井、固井、压裂、排采(承包商承包:煤田地质勘探队; 钻井工程公司等等 第四步:运输(井口压缩机,管道输送 第五步:应用(煤层气发电,加气站,工厂,民用
110 1 概述 煤炭是我国的主要能源，煤炭工业的发展直接制约着国民经济的发展和人民群众生活水平的提高。加快煤炭工业现代化建设步伐，全面推进煤炭工业科技进步，不断满足国民经济建设和人民生活需要，是煤炭工业发展的紧迫任务。受构造运动的影响，我国煤层的赋存条件千差万别，矿井的地质条件各不相同，从而决定了我国煤矿建设、生产和管理具有明显的地域差异性，不同地区煤矿的生产规模、开采技术和装备设施也存在一定的差异。在倡导可持续发展的现代经济体制下，安全、高效、绿色是煤层开采的必然趋势，为此，煤炭企业则必须实现煤层开采技术和采煤工艺的进一步集约化、机械化和自动化。 2 煤层开采方法的主要类型及其选择依据 2.1 壁式体系采煤法 壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征，是目前我国应用最普遍的一种采煤方法，其主要特点如下：在采煤工作面两端各布置至少一条巷道，构成完整的生产系统；采煤工序可分为破、装、运、支、处五个步骤，其中破煤和装煤可分别采用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机，运煤采用与工作面煤壁平行铺设的可弯曲刮板输送机，工作面工作空间的支护可采用自移式液压支架或单体液压支架，采空区处理则通常采用全部垮落法、全部充填或局部充填法；随着采煤工作面 推进，顶板暴露面积增大，矿山压力显现较为强烈。 2.2 柱式体系采煤法 柱式体系采煤法有房式采煤法、房柱式采煤法和巷柱式采煤法三种类型。房式采煤法的特点是只采煤房不回收煤柱，用房间煤柱支撑上覆岩层，根据煤柱尺寸和形状可分为长条式、切块式等多种形式；房柱式采煤法的特点是房间留设不同形状的煤柱，采完煤房后有计划地回收这些煤柱；巷柱式采煤法的特点是在采区范围内，预先掘进大量巷道，将煤层切割成6×6～20×20m 2的方形煤柱，然后有计 划地回采这些煤柱，采空地带顶板任其自由垮落。 柱式体系采煤法的优点是设备投资少，采掘可实现合一，建设期短，出煤快；设备运转灵活，搬迁快；巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板；由于大部分为煤层巷道，故矸石量很少；矸石可在井下处理不外运，有利于环境保护；当地面要保护农田水利设施和建筑物时，采用房式采煤法有时可使总的吨煤成本降低。 2.3 选择采煤方法的主要依据 在选择和设计采煤方法时，必须充分考虑到以下因素的影响： 2.3.1 煤层地质条件。地质因素是制约采煤方法选择的最重要的因素，其主要包括煤层倾角、煤层厚度、顶底板特征、煤层瓦斯含量等。在近水平和缓倾斜的煤层，通常采用倾斜长壁采煤法，以使巷道系统简单可靠；在倾角较大的煤层中，则一般 浅析煤层开采技术及采煤工艺 王永刚 （山西高平科兴高良煤业有限公司，山西 高平 048400） 摘要： 煤层开采技术和采煤工艺发展的趋势是高产、高效和高安全性，文章阐述了煤层开采方法和采煤工艺的主要类型，并探讨了各采煤工艺的应用特点以及选择开采方法时应考虑的主要因素，以期为煤炭行业的发展提供一定的借鉴。 关键词： 煤层；开采技术；采煤工艺；壁式体系；柱式体系中图分类号： TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）30-0110-022012年第30期（总第237期）NO.30.2012 （CumulativetyNO.237）
I If 编号：SM-ZD-16333 煤层气开米模式探讨 Orga nize enterp rise safety man ageme nt planning, guida nee, inspection and decisi on-mak ing. en sure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制: 审核: 时间: 本文档下载后可任意修改
煤层气开采模式探讨 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 20xx年国家煤矿安全监察局制定了“先抽后采，以风定 产，监测监控”的煤矿瓦斯防治方针，强化了瓦斯抽采在治理瓦斯灾害中的地位。但目前的井下瓦斯抽采远远不能满足瓦斯治理的要求，“地面钻采”煤层瓦斯日益提上日程。如何将“地面钻采+井下抽采”有机结合，则是摆在我们面前的难题。本文在分析了两种开采模式差异基础上，利用“系统工程事故树分析法+多层模糊数学综合评价法”，最后提出了不同类型矿井的煤层气开采模式。 1两种开采模式的异同 1.1开采机理的差异(1)井下煤层气抽采机理。所谓井下煤层气抽采就是借助 煤炭开采工作面和巷道，通过煤矿井下抽采、采动区抽采、废弃矿井抽采等方法来开采煤层气资源。井下煤层气抽采机理是：当煤层采动以后，破坏了原岩石力学平衡，造成了煤层的卸压，由于瓦斯气体90%以上以物理吸附状态存在于煤层中，为了继续保持平衡，煤层中的瓦斯涌出，通过人工改造使其成为密闭系统，从而持续维持卸压区域.这样，煤层瓦斯将源源不断被抽出。由此可见：使井下煤层气得以抽采的2个基本条件是：在小范围内有足够的煤层气资源及使煤层瓦斯得以释放的煤层透气性大小。 (2)地面钻采煤层气机理。地面钻采煤层气就是利用垂直 井或定向井技术来开采原始储层中的煤层气资源。地面钻采煤层气的机理是：当储层压力降低到临界解吸压力以下时，甲烷气体从煤基质微孔隙内表面解吸出来；由于瓦斯浓度差异而发生扩散到煤的裂隙系统，最后以达西流形式流到井筒。 解吸是煤层气进行地面钻采的前提，降压是解吸的前提。由此可见：地面钻采煤层气能否发生的根本在于煤层气是否能降压解吸。