大倾角综采工作面技术研究与实践
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东保卫煤矿大倾角综采工作面跳面对接的探索与实践摘要东保卫煤矿三采区36层-570右面为大倾角综采工作面,地质构造较为复杂,回采期间连续揭露断层,断层最大落差为1.9米,导致工作面上部出现冒顶、片帮等情况,严重制约生产。
为保证能够安全回采并减少资源浪费,进而决定在工作面外部重新开一段切眼,先回撤工作面上半部的各种设备,并将其在新切眼进行跳面安装,然后回采下半部的工作面,待下半部工作面采至与外部新切眼对齐时,再完成整个工作面对接工作。
通过此工艺达到了既保证安全回采,又最大化的回采煤炭资源。
关键词大倾角断层跳面安装对接安全回采减少资源浪费一、工作面基本概况东保卫矿综采工作面三采区36层-570右面,煤层采高为1.75~2.15m,倾角为14~43°,工作面长度135m。
36层煤整体呈单斜构造,根据地质资料,该回采区域范围内断层较发育。
在-500右回风巷内共揭露八组断层,断层落差范围为0.2-1.1m;在-570右运输巷内共揭露三组断层,断层落差范围为0.25-0.4m;在-570右切眼揭露一组断层,断层在1点前52米处,断层落差为1.9m。
-500回风巷揭露的第七组、第八组断层距离较近,交叉发育,并在-570右工作面揭露,断层揭露区域的工作面顶板比较破碎,机组回采推过后,顶板随即发生冒落,顶板无法得到有效控制,给工作面回采工作面带来极大困难。
为此,提出了重新开一短切眼,将工作面上半部设备跳面,回采下半部工作面,然后再对接新工作面的方法,避开工作面上半部地质构造复杂区域的解决方案。
二、具体实施方案(一)跳面安装前的准备工作综采上半部工作面跳面之前,按要求做好所有的卧子、肚道、工作面上口的绞车硐室,按规定安装好各台绞车、起吊装置等等;回撤工作面上半部设备前做好回撤空间,维护好顶板和硬帮煤壁;跳面前按照使用要求在新切眼安装好轨道,为跳面工作做好所有准备工作。
(二)跳面安装工艺根据-500回风巷揭露的第七组、第八组断层的实际位置,工作面揭露断层位置以及顶板、硬帮的破碎情况,在工作面往外65m位置重新开一短切眼,新切眼长度72米,因此,对工作面41-88号支架及溜子板(40号上部的所有支架及溜子)全部进行回撤,并安装在新切眼。
大倾角煤层综采工作面安全回采技术实践范文随着煤炭资源的逐渐枯竭,越来越多的煤矿开始开采大倾角煤层。
然而,由于大倾角煤层的特殊性,传统的矿山开采方法已经无法满足安全、高效的要求,因此需要对大倾角煤层综采工作面进行安全回采技术的研究和实践。
本文将围绕大倾角煤层综采工作面的安全回采技术进行探讨,并结合实践案例进行分析。
一、大倾角煤层的特点及综采工作面的安全回采技术需求大倾角煤层是指煤层倾角大于45°的煤层。
相对于普通煤层,大倾角煤层存在以下几个特点:首先,大倾角煤层产量高,资源丰富;其次,大倾角煤层的顶板和底板稳定性差,易发生顶板下垮、底板破裂等地质灾害;另外,大倾角煤层的综合利用价值低,难以进行分层开采;最后,由于大倾角煤层的开采顺序受限,存在安全隐患。
为了解决大倾角煤层的开采问题,需要开发适应大倾角煤层特点的综采工作面安全回采技术。
具体而言,需要解决以下几个方面的问题:首先,需要解决综采工作面的支护问题,确保顶板和底板的稳定;其次,需要解决煤矿通风和瓦斯抽放问题,保证矿井的安全作业环境;最后,需要解决大倾角煤层回采的顺序问题,合理安排回采顺序,降低安全风险。
二、大倾角煤层综采工作面的安全回采技术实践1. 综采工作面的支护技术大倾角煤层综采工作面的支护技术是保证工作面稳定的重要措施。
传统的支护方法在大倾角煤层的工作面上存在一定的局限性,因此需要开发适应大倾角煤层特点的新型支护技术。
一种适用于大倾角煤层的支护技术是采用锚杆支护。
锚杆支护具有支护强度高、适应性强的特点,能够有效支撑大倾角煤层的顶板和底板,减少顶板下垮的风险。
在实践中,可以将锚杆支护与喷浆锚索支护相结合,既能增加支护刚度,又能增强顶板的稳定性。
另一种适用于大倾角煤层的支护技术是采用综合支护方法。
综合支护方法包括采用支架、锚杆、喷浆等多种支护方式,综合运用不同的支护措施,提高支护效果。
在实践中,可以根据倾角和煤层的稳定性特点,灵活选择支架的数量和支护方式,以达到最佳的支撑效果。
大倾角煤层综采工作面安全回采技术的理论与实践摘要:本文以某矿II444综采面为例,针对顶底板的稳定性控制和支架结构参数设置两个角度,对大倾角综采工作面安全回采技术的理论及实践应用进行了探讨。
关键词:棕采综合面大倾角煤层支架结构参数稳定性一般来说,大倾角煤层指的是埋藏倾角大于35°的煤层。
由于近些年高产高效技术的发展,大部分矿区浅部开采条件好的煤层储量会在较短的时间内出现枯竭现象,这样一来,就使得大倾角煤层的安全开采问题凸显出其理论研究及实践意义。
特别是国家的一些重点矿区,既要始终保持矿区的高效率产出又要进行科学可持续的发展,解决好大倾角煤层的开采问题已进入到广大理论研究者的考察视域。
1 研究某矿工作面概况及开采技术特点该项工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤,全部垮落法管理顶板。
采用MGTY400/930-3.3D采煤机螺旋滚筒截割落煤,滚筒截深0.8m,采煤机螺旋滚筒配合SGZ800/800刮板运输机铲煤板装煤,采用ZT2×3200/18/35(风巷)、ZY6000/18.5/38(中部)、ZYG6000/18.5/38(端头)自移液压支架支护顶板。
p2.2 支架受力情况分析在工作面整个支护框架中,使用液压支架是保障采场安全生产的重要实体,也是保证围岩发挥稳定的重要手段。
2.3 支护结构加强稳定性应采取的措施探讨我们认为就采场支护系统来说,工作面支护的首要对象是直接顶岩层,通过直接顶对老顶的活动起到一定的稳定作用。
在整个支护体系中,支架不是孤立存在的,而是处在一个由围岩组成的支护框架中,所以该支护系统的整体稳定性与工作面顶底板的运动、相关规律及支架本有的内在逻辑排列与参数有十分紧密的关系。
2.3.1 要加强顶板的稳定性直接顶的厚度:老顶岩层对工作面顶板压力的作用一般来说跟直接顶的厚度有着最直接的关系。
我们在II444工作面直接顶厚度为13m上下,这么好的顶板条件自然是为整个支护系统稳定性给予了重要的自然保障。
大倾角复杂煤层综采工作面片帮冒顶防治技术实际应用研究【摘要】在我国经济的不断发展下,煤炭资源开采逐渐呈现出向深、向西部转移特点。
在西部煤炭储量中,有超过50%都为大倾角煤层,研究大倾角厚煤层的开采,是确保西部煤资源开采可持续发展、高效、高产的客观要求。
本文主要以Y矿业集团的3258大倾角厚煤层工作面为例,分析了大倾角厚煤层长壁开采的特点、技术条件,并着重探讨了长壁综放开采的方法及稳定性控制措施。
【关键词】综放开采大倾角厚煤层技术条件工艺流程我国对于煤层种类的划分,以煤层倾角度数为依据,可划分为以下几类:倾p1 工作面概况Y矿业集团的X煤矿为中型矿井,其3258大倾角厚煤层工作面处于沟谷纵横的高山丘陵地区,断层发育,地质条件较为复杂。
所采煤层结构复杂,有冲击倾向性,倾角在0°~46°,平均43.2°,厚度在3.6~7.6m,平均6.5m。
工作面直接顶为厚3.1m的粉砂岩,基本顶为厚25.3m的中细砂岩,直接底为厚4.57m 的粉砂岩。
采煤方法选用综放开采法。
配套设备如表1所示。
2 大倾角厚煤层的开采特点分析3258工作面是典型的大倾角厚煤层,其覆岩运动具有以下特征:首先,顶板覆岩垮落时,角度效应明显。
因煤层倾角大,工作面在进行开采期间,顶板的冒落矸石不会停留在原地,而是会顺着工作面滚动,冒落矸石不断向下滚动,会在工作面倾斜方向聚集为一个不均匀填充带,即工作面上部悬空、中部有填充、下部填实,其会对工作面矿上压力分布、上覆岩层及顶板移动造成严重影响。
其次,工作面底板会朝着已成空间加速移动,加大底板破坏、变形的风险。
在底板被破坏以后,底板就会向下滑动,而被破坏的滑移底板还可能朝上方蔓延,进而使底板失稳范围进一步扩大。
再次,在重力的作用下,工作面的设备、支架可能出现倾倒、下滑,支护设备容易失稳。
最后,底板、支架和设备、顶板是构成工作面的3要素,这三者在大倾角煤层工作面中的失稳可能性远大于倾角<35°的工作面,这也是大倾角厚煤层开采过程中易发生安全事故、开采效率和产量低下的重要原因。
大倾角综采工作面技术研究与实践【摘要】对国投新集二矿131108综采工作面大倾角回采中所遇到的生产技术难题进行了分析,提出了解决这些问题的有效措施,使综采工作面在大倾角、大仰采、大俯采条件下顺利地进行回采,不仅获得了较好的经济效益,而且为大倾角工作面俯采和仰采积累了经验。
【关键词】综采;大倾角;俯采;仰采
1 综采工作面概况
131108工作面位于国投新集二矿-550水平东翼采区,开采11-2煤层,设计可采走向长度877m,拐点以里可采走向长433m、平均面长110m,拐点向外可采走向长444m、平均面长130m。
该工作面包含了国投新集二矿乃至两淮矿区所有综采工作面所具有的地质复杂性,给安全回采带来极大的困难,也给安全回采提出了新的技术难题,主要是:
大倾角:煤层倾角最大42度,实际回采局部曾达48度;大俯采:最大俯采度数32度,实际回采最大曾达36度;大仰采:最大仰采度数25度;不等长开采:工作面切眼长度前期98m、需要安装66台液压支架,随着开采向前推进,工作面切眼最大面长132m、需要安装88台液压支架,工作面在回采过程中需要不断增加支架22台。
不等长转采:工作面拐点处需转采,转采角度22度,转采期间工作面面长由117m,增加到124m。
水文地质条件复杂:工作面上覆覆岩含水体自下而上有11-2
煤顶板砂岩裂隙水含水层、推覆体寒武系灰岩岩溶水、推覆体片麻岩裂隙承压含水层、新生界松散含水层等。
1.1 回采巷道的布置与掘进
通常综采工作面为适应产量高的需要,对回采巷道布置力求做到直线且互相平行(在水平面上的投影)。
在大多数情况下,大倾角煤层由于受强烈的地质运动才形成了较大倾角,因此在一定范围内倾角变化系数大。
经过计算和生产实践表明,在回采巷道互相平行布置的情况下,当采煤工作面煤层倾角大于30度时,煤层倾角增大或减小1度,采煤工作面长度(采长约150米)增加或减少约1.5米。
在生产中为减少增减液压支架的麻烦,要求工作面倾斜长度等长布置,因此在掌握了煤层倾角变化范围的情况下,设计时应考虑回采巷道在水平面上的投影的不平行布置,从而实现工作面倾斜长度等长布置,为采煤工作面的高产高效奠定基础。
为适应采煤工作面快速推进,工作面回采巷道应优先采用锚网支护或加锚索联合支护,并做到掘进时不破坏顶板的完整性。
如顶板破碎,需要采用棚子支护时,应沿顶板掘进,采取不规则梯形棚进行支护;如沿巷道下帮顶板掘进时,巷道的上帮需要托三角煤,倾角越大托三角煤越厚;或者沿巷道上帮顶板掘进时,需要破巷道下帮的顶板,加大了回采时采煤工作面上下端头的顶板控制和维护的难度,并且容易造成端头冒顶事故,从而降低工作面的开机率,不利于采煤工作面综合单产的提高。
1.2 切眼的设计
由于煤层倾角大,为防止采煤工作面初采时液压支架和刮板输送机下滑速度过快,应预先设计出采煤工作面的伪倾斜(运输巷超前回风巷一定距离),避免采面在开始回采时就先调斜,减少工作面调整液压支架的次数,防止因液压支架过快下滑而发生倒架和咬架事故,从而保证对采场顶板的支护,为正常生产创造条件。
2 综采设备的选择
2.1 液压支架的选型
(1)液压支架的选择主要考虑液压支架的防倒和防滑。
随煤层倾角变大,液压支架所受重力沿煤层倾斜方向的分力大于支架底座与底板间的摩擦力,支架必然向下滑动。
为保证液压支架在下滑过程中不发生扭转,要求液压支架的前后旋转特性应一致。
另外,必须考虑在工作面上、下端头每3至5 组支架增设防倒、防滑千斤顶,保证靠近回采巷道液压支架的稳定性,以利于采面支架的管理。
(2)液压支架优先选用四柱式支撑掩护式支架。
支撑掩护式支架的稳定性高,并且支撑效率高,抗水平力的能力强。
四柱式支撑掩护式支架的前后立柱之间可作为人行道行走,从而有效防止采面滚矸伤人事故发生。
2.2 采煤机的选择
(1)采煤机的爬坡能力必须大于煤层倾角,并且要有一定的备用系数,以适应煤层倾角的变化;
(2)应选择带有遥控操作装置的采煤机,便于采煤机司机远距离操作,能够有效避免片帮煤和采煤机滚筒甩出的煤块伤人。
2.3 刮板输送机的选择
在煤层倾角大的情况下,采面刮板输送机的负载主要是向上牵引刮板输送机底链的负荷。
为保证刮板输送机上端头电动机有足够的功率能够向上牵引刮板输送机的底链,要求刮板输送机的功率能够适应在大倾角煤层条件下的运输,以适应采面生产能力的要求。
为防止底板没割平或移刮板输送机时过多浮煤及硬矸进入底槽,导致底链与底板摩擦阻力过大引起刮板输送机下滑,应优先选用封底式刮板输送机,以利于生产管理。
2.4 乳化液泵、转载机的选择
尽可能采用大流量的乳化液泵,保证快速移动支架,有效支护顶板。
转载机必须考虑带破碎机,由于煤层倾角过大,容易造成大的片帮煤块,减少了在砸煤块时开停采面刮板输送机的次数,使采面均衡生产,同时减轻了工人的劳动强度。
3 创新机电设备使用工艺
3.1 采煤机防滑措施
在开采煤机前和开机过程中,加强对采煤机牵引部、行走部、液压制动装置和运输机销排固定情况的检查维护,确保采煤机运行平稳,制动可靠。
双向上行割煤时,按回采工艺流程规定及时移架、推移运输机,使运输机的弯曲段尽量靠近采机;单向割煤移架后采煤机空刀上行时,同样及时推移运输机,使运输机的弯曲段尽量靠近采机。
双向上行割煤停机时,上、下滚筒全部落地;下行割煤停机时,滚筒切入煤壁或上下滚筒全部落地后再停机,并尽可能将采
煤机停靠在坡度相对较缓地段。
在开始采煤前,及时更换制动闸蝶形弹簧,提高蝶形弹簧弹力,实现采煤机的强力制动。
3.2 运输机防滑
对于运输机的防滑,在各支架底座内侧加装限位铁块,减少底座与推拉杆的间隙,限制拖拉杆受运输机下滑力拉动向下偏移,以控制运输机下滑。
根据工作面煤层倾角大小,将工作面机巷调整成适当超前风巷回采,防止运输机上窜与下滑。
根据工作面煤层倾角大小,机巷超前风巷情况,运输机上窜下滑程度,采取由下向上顺序推移,控制运输机下滑,由上向下推移控制运输机上窜。
3.3 支架防倒防滑
实现工作面的安全回采,防止支架倒滑尤为重要,在实践中我们通过以下的技术实现防倒滑。
工作面下端头支架加装端头防滑装置:1#液压支架架底座下侧安装油缸,采用锚链经1#架底座后托与3#架底座连接,移架前将油缸活塞杆伸出松开链条,移架后收紧活塞杆重新拉紧链条,防止1#架后尾下滑;采用将锚链连接到1#、3#架顶梁和1#、3#架底座前端,锚链中间加装油缸,通过移架时伸出油缸活塞杆、移架后收紧活塞杆防止1#架顶梁下滑。
将工作面调整成机巷超前风巷回采,并根据工作面煤层倾角变化情况,不断相应调整机巷超前风巷的超前量,防止运输机上窜与下滑。
对于顶底板不平、起伏较大地点,适量挑顶或刹底回采,将工作面顺平,保证工作面平直,避免工作面出现过大度数。
对于支架要接顶严密,所有支柱必须升足劲,初
撑力不低于24mpa,确保支架的支护强度。
4 回采经济效益
131108工作面从安装、回采、铺网、刷扩到安全回撤,为探索矿井极复杂条件下综合机械化采煤技术、安全和生产组织管理及设备配套等方面的技术,积累了宝贵的经验,也成为国投新集二矿和国投新集公司综采工作面的采煤技术一块“试验田”。
成功回采原煤120多万吨,创造了可观的经济效益。
参考文献
[1]中华人民共和国煤炭行业标准1mt31222000, 液压支架通用技术条件[s] 1北京: 煤炭工业出版社, 20001
[2]中华人民共和国煤炭行业标准1 mt55421996, 缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类[ s] 1 北京: 煤炭工业出版社, 19961
[3]煤矿安全规程北京: 煤炭工业出版社, 20102
作者简介:
杨润全(1959--),男,矿井建设工程师,毕业于西安矿业学院,大学本科学历,现工作与国投新集集团,负责集团生产管理和技术咨询工作。