煤矿综采技术在厚煤层开采中的应用

综采放顶煤导水裂缝带高度分析与应用

摘要：根据现场不同矿区的实测资料，根据最小二乘法，探讨了综采放顶煤导水裂缝带最大高度的计算公式。通过麻家梁煤矿实例分析，同一采厚下，综采放顶煤顶板导水裂缝带的发育高度要比分层开采条件下大得多，中硬岩顶板导水裂缝带的发育高度要比软弱岩顶板导水裂缝带的发育高度大得多。资料分析成果对于指导麻家梁煤矿综采放顶煤具有重要意义。

关键词：综采放顶煤；导水裂缝带；最大高度

1 前言

综采放顶煤技术在我国厚煤层矿区的广泛使用，给煤矿企业带来了巨大的经济效益和社会效益，促进了煤炭事业的发展，同时也给“三下”采煤提出了新的课题[1]。综采放顶煤一次性采全高，开采强度大，覆岩破坏相对严重，导水裂缝带相对发育。

关于综采放顶煤条件下覆岩破坏规律的研究，国外未见报道，国内仅仅在兖州、淮南、康平、潞安等矿区开展了一些工作[1]。根据现场的实测资料，利用最小二乘法，推导总结了一些计算公式。对于没有取得综采放顶煤观测资料的矿区，在分析研究煤层顶板导水裂缝最大高度时，可参考选择使用。

2 综采放顶煤导水裂缝最大高度认识

2.1 潞安矿区覆岩破坏观测结果

潞安矿区王庄煤矿为解放水体下压煤，6206综放工作面曾开展了综采放顶煤条件下“两带”高度的观测研究。该工作面开采二叠

系下统山西组3#煤层，煤层倾角1－8°，工作面采长1780m，采宽148－248m，平均采深316m，平均推进速度7m/d。采煤方法采用综采放顶煤一次采全厚，全陷法管理顶板[1]。

3#煤层上覆岩层主要由中细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和第四系黄土层组成，整个覆岩属于中硬偏硬。

根据k1、k2、k3三个孔的现场实测资料，推导出的潞安矿区王庄煤矿导水裂缝带最大高度计算公式为公式（1），有效采厚5.2-5.9m。

潘北矿急倾斜厚煤层综采技术研究

【摘 要】本文通过对淮南矿业集团潘北矿12128工作面急倾斜煤层开采设备的配套、开采工艺的研究，为淮南矿区在高瓦斯矿井开采煤层厚度2米以上、倾角30°以上工作面，探索科学、高效回采的新方法。

【关键词】高瓦斯；急倾斜；厚煤层；综采机械化

1 开采试验基本条件

1.1 试验工作面的地质条件与生产条件

试验工作面12128综采工作面位于西一采区8煤层第一阶段，西边界WF1断层保护煤柱线边界，东边界为-490m西翼轨道石门以西180m，回采上限标高为-380～-405m，回采下限标高为-455～-490m，工作面走向长为870m左右，工作面倾斜长为130m左右，煤层厚度为2.1-3.8m，平均煤厚2.5m；属单一结构中厚煤层，煤层直接顶板为砂质粘土岩，厚度8.3m左右，深灰色，较致密，性较硬。老顶为中细粒砂岩，厚度3.6m左右，灰白色，厚层状，性坚硬，顶板类型为II类2级。直接底为粘土岩，厚度2.3m左右，灰色泥质结构，块状性较软，老底为细砂岩，厚2.2m左右，灰白色薄层状性硬。

煤层倾角：从勘探资料分析本工作面倾角在30～41°，左右，由东向西逐渐增大，在WE5断层以东，煤层倾角在35°左右，在WE5断层以西，煤层倾角在40°左右。由于受WF5断层的影响，沿工作面走向方向角度最大在15°左右。

其它开采技术条件：

1）瓦斯：相对瓦斯涌出量：5m3/t，瓦斯绝对涌出量为5.2 3m3/min。

2）最大涌水量：9.0m3/h。正常涌水量：3.Om3/h。

3）煤层自燃发火倾向：煤层有自燃发火期倾向，煤的自燃发火期为1-3个月。

4）煤尘爆炸性：煤尘具有爆炸危险性，煤尘爆炸指数39.93%。

1.2 工作面主要设备配置

液压支架 ZZ64000/18/38（中部） ZZG64000/18/38（过渡）

郑州煤矿机械集团股份有限公司

采煤机 MG450/1020-QWD 天地科技股份有限公司上海分公司

关于煤矿开采中几种开采技术应用的探讨

摘要: 煤矿作为生产能源的企业,同时也是能耗大户。为了更好地实现发展的战略目标，需要加强适合煤矿开采技术的研发力度，从开采技术上、从装备技术上提高水平达到提高产能、高安全、高能效的目的，才能真正地走出一条高产、高效和科学发展的道路，为经济社会的发展作出应有的贡献。文章就煤矿开采中的几项开采技术进行分析，仅供参考。

关键词:煤矿开采；开采技术；现状；应用

中图分类号：o741+.2 文献标识码：a 文章编号：

我国具有非常丰富的煤炭资源，在世界上处于领先水平。煤矿开采的最终目标就是为了不断提高煤炭产量，这既有经济效益又有社会效益。所以一直以来煤矿领域研究的重点都是如何在确保生产安全的前提下，最大限度地提升煤炭产量。经过无数专家的不懈努力，终于探索到了一条能够提高煤炭产量的途径，即采用最科学、最合理、最有效地方法进行煤矿开采。由此引出了大量的煤矿开采技术。在这些技术中，有的实用有的不实用。为了使实用的煤矿开采技术效果更佳， 就必须在现有的基础上不断地进行创新。基于此点，本文就煤矿开采的几种技术进行浅谈。

1煤矿开采技术分类

⑴ 露天采煤技术。

⑵ 水力采煤技术。

⑶ 充填采煤。 ⑷ 长壁采煤技术。

2目前煤炭开采技术发展现状

2.1煤田地质勘探精度、快速建井上巷道掘进技术水平不断提高。

以高分辨率三维地震勘探技术为核心的精细物探技术，结合其他的高精度、数字勘探技术的应用推广，极大地提高了井田的精细化勘探程度，为大型矿井设计提供了资源保障。煤巷、半煤岩巷掘进技术装备得到长足发展，研制成功了一系列高可靠性的半煤岩巷掘进机，配合巷道锚杆锚索支护新技术，显著地提高了巷道掘进施工的机械化水平，为我国现代化矿井建设提供了有力的技术保障。

2.2煤矿综采成套装备水平得到提升，高产高效矿井建设取得巨大成就。

2.3煤矿瓦斯、火灾治理等技术不断改进，安全生产的技术水平得到提高。为全面落实 “先抽后采、监测监控、以风定产”的方针，地面抽采、本煤层抽采、邻近煤层、采空区抽采等瓦斯抽采技术得到了广泛应用。

Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

综采放顶煤与大采高综采的对比分析与选择　

王自卫　（大同煤矿集团临汾宏大矿业公司，山西临汾０４１０００）　

【摘要】综采放顶煤和大采高综采是当前我国厚煤层开采的　两张最常用的方法，文章对两种采煤工艺的优缺点、适用条件进行　了对比分析，对采煤工艺的选择做了简要的阐述。　【关键词】厚煤层；采煤工艺；综采放顸煤；大采高综采　

前言　据有关资料统计，我国目前已探明的煤炭地质储量约１００００多亿　ｔ。而厚煤层储量占４５％左右，同时厚煤层产量约占总产量的４０％￣５０％，　厚煤层的合理开采对我国煤炭行业的生产和经济发展有举足轻重的　影响．特别是各矿区在投产初期，一般优先开采厚煤层。厚煤层的开　采方法有分层开采、放顶煤开采和大采高开采等，后两种开采方法　可以一次性采全高，效率比分层开采要高，后两种采煤方法还可以　与综合机械化开采相结合，结合后分别称为综采放顶煤和大采高综　采，本文在此将对这两种采煤方法进行对比分析。　１两种采煤工艺筒介　综采放顶煤工艺是近３Ｏ年发展起来的开采技术，其实质是在煤　层底部（沿底板或在煤层中某一高度范围的底部）布置综采工作面，　除用正常的采煤机、输送机、液压支架采煤外，还利用矿山压力或辅　以人工松动方式使工作面上方的顶煤破碎，并随着工作面推进在前　方或后方放出。我国从１９８２年开始研究放顶煤液压支架和放顶煤工　艺，８０年代中后期，我国综采放顶煤开始发展起来，基本解决了放顶　煤液压支架问题。１９８８年以前我国综采放顶煤工作面的采放比一般　为１：２～１：３．最高月产约０．６０Ｍｒ。近十几年来，综采放顶煤作为一　种产量高、成本低、对煤厚变化大煤层适应性强的厚煤层开采方法，　显示了极强的优势。　大采高综采一般是指分层高度和采煤机割煤高度大于３．５ｍ的综　采。我国于上世纪７０年代末从德国引进了部分大采高液压支架和相　应的采煤、运输设备，与此同时开始国产的大采高液压支架和采煤　机的研制和试验工作，经过二十多年的努力，已取得了明显的进展。　大采高采煤法适合煤层厚度为３．５～５．５ｍ，煤层及顶底板中硬以上的　地质条件。目前，大采高工作面最大采高在国外已达６ｍ，我国最大　设计采高５．５ｍ。随着大采高设备和技术的进步，大采高综采已成为　我国高产高效矿井的主要采煤方法之一。　２两种采煤工艺优缺点分析　２．１综采放顶煤　优点：（１）对厚度变化较大的厚煤层适应性强，有利于提高资源　采出率；（２）可缓解采掘关系，降低巷道掘进率，减少工作面搬家次　数和材料消耗：（３）设备国产化，建设投资和生产成本低，维护方便：　国产综采放顶煤设备与技术较成熟；（４）顶煤利用矿压回收，工作面　能耗低；（５）同等埋深和围岩条件下，对工作面液压支架支护强度和　底板比压的要求较低。　缺点：（１）需要根据煤层裂隙、结构、埋深、顶板岩性等，对顶　煤的冒放性进行论证，使用条件要求较高：（２）与大采高综采工作面　相比，工作面劳动生产率略低、管理难度略高；（３）综采放顶煤工作　面推进速度较慢。采空区残煤多，漏风大，采空区发火几率较大。　２．２大采高综采　．　优点：（１）大采高综采（引进设备为主）工作面，单产高，劳动生　产率高；（２）大采高综采工作面主要为进口设备，可靠性高，管理简　单；（３）工作面推进速度快，有利于控制采空区发火。　缺点：（１）进口设备较多，使用和维修受各种不确定因素影响大；　（２）进口设备比较昂贵，投资较大；（３）对厚度变化较大的厚煤层　适应性较差，影响资源采出率；（４）对工作面煤层厚度稳定性、顶底　板稳定性等要求较高。　３两种采煤工艺的适用条件分析　１综采放顶煤　一般说来，综采放顶煤工艺的适用条件如下：　（１）煤层厚度大，发育不稳定、厚度变化也较大，一般平均厚度　３３８　Ｉ华东科技　应在５ｍ以上。　（２）煤层裂隙发育，结构简单或夹矸强度较低；中硬及以下顶　板，易于冒落；埋深较大，有一定的地应力。总之，顶煤应具备一定的　冒放性。　（３）煤层距离上部强含水层有足够的间距，不会引起矿井的水　害；或带来工作面涌水量大量增加，恶化工作面生产环境，影响工作　面正常生产。　（４）煤层无煤与瓦斯突出危险。　３．２大采高综采　一般说来，大采高综采工艺的适用条件如下：　（１）煤层厚度较大，发育较稳定、厚度变化不大，一般最大厚度　应在６ｍ以下，平均厚度在４．５ｍ左右。　（２）煤层顶底板较稳定，可以适应大采高支架的重量和支护强　度；同时顶板有一定的硬度，不至于随采随冒，造成工作面发生冒顶　事故。　（３）煤层有一定强度，裂隙不发育，不会因为采高增大，发生频　繁的工作面片帮事故。　４两种采煤工艺的选择　针对厚煤层的开采，综采放项煤和大采高综采各有优劣，在工　程实践中，应该因地制宜，综合考虑多种因素，选择最适合的采煤　工艺。一般来讲，需要考虑的因素有煤层厚度、直接顶的岩性、煤　层物理性质与结构、煤层赋存状态等。　４．１煤层厚度　煤层的厚度是选用综采工艺最基本的条件。综采放顶煤工艺开　采煤层厚度的下限为５ｍ，个别情况下可以到４ⅢＪ上限一般为１２～１４ｍ，　采用放顶煤大采高综采工艺时，上限最大可达２０ｍ当煤层厚度超过　２０ｍ以上，应采用分层放顶煤采煤法，分层厚度一般为１Ｏ～１４ｍ。煤层　厚度低于６ｍ时应优先选择大采高综采和普通综采工艺开采。　４．２直接顶的岩性　直接顶的岩性也制约着综采工艺的选择。岩性软弱、破碎，以泥　岩或砂质泥岩为主，可能随采随冒的直接顶，采用综采放项煤工艺完　全可以适应，因为这种顶板的垮落与冒落的顶煤能在放煤过程中形　成统一的松动冒落体。岩性中硬及以上，不会随采随冒的直接顶，采　用大采高综采工艺较为适合，工作面顶板易于维护，不易发生冒顶事　故；难于冒落时，也便于采取强制放顶措施。　４．３煤层物理性质与结构　对于综采放顶煤煤的硬度影响不大，只是冒落的块度随煤的硬　度不同而有所差异；煤层的节理越发育，对放顶煤越有利：煤层的结　构对放项煤影响很大，如坚硬的夹石会增强顶煤的整体性，因而不易　垮落，但是可以通过采用高阻力液压支架对顶板进行主动施压实现　顶煤破碎的方式解决，也可以考虑施工措施巷对顶煤进行预碎加以　解决。对大采高综采工艺来说，煤的硬度、煤层结构影响不大，可以　根据情况选择适当的采煤机。而煤层的节理影响较大，节理裂隙越发　育，工作面发生片帮事故的概率随之增加。　４．４煤层赋存状态　当煤层埋藏不稳定，厚度大、厚度变化很大时，采用一次综采放　顶煤工艺是最理想的方法，因为这时采用大采高综采工艺分层开采　会因最后剩余的煤层厚薄不均甚至局部不可采而丢失大量煤炭。　５结语　综采放顶煤和大采高综采是我国厚煤层高产高效的两种最主　要、用得最多的采煤工艺，两种工艺没有绝对的优劣之分。在生产　实践中，要根据煤矿的地质条件和装备条件等综合考虑，扬长避短，　选择最合适的采煤工艺。　参考文献：　【１］Ｅ－￣－．采煤方法选择之我见Ⅱ】．科技信息（科学教研），２００８（３）．　『２］齐傻德．采煤方法的合理选择及实践ＩＪ］．矿冶，２００７（３）．