厚煤层大采高工作面综放开采技术
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浅析大采高采煤方法在综采工作面的应用摘要:煤炭是我国重要的基础能源和重要原料,煤炭工业的发展支撑了国民经济的快速发展。
随着综采设备制造技术的飞速发展,我国采煤方法已趋成熟,放顶煤采煤的应用在不断扩展,应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高。
设备的可靠性得到保证,有力的推动了大采高综采技术的发展,带来了新一轮采煤技术的革命。
本文论述了大采高采煤方法在煤炭企业生产中的应用。
关键词:大采高;煤炭企业;综采工作面开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺。
发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。
在采煤机械化程度日益提高的今天,选用先进的采煤技术已成为保障煤矿企业安全高效生产的必由之路。
1 大采高技术发展现状1.1 在国内的应用发展情况我国国有重点煤矿厚煤层储量占44%,而厚煤层产量占45%以上,绝大多数高产高效矿井是在以厚煤层开采为主的生产条件下实现的。
目前,我国重点煤矿厚煤层开采方法主要有综采放顶煤开采和大采高综采两种。
放顶煤开采虽然已经在我国发展成为一种厚煤层高产高效采煤方法,广泛应用于5~15m厚煤层一次采全高,但仍有许多难以解决技术难题。
对于4~6m的稳定厚煤层,大采高综采具有更好的技术经济优势。
1.2 高效综采的快速发展我国煤炭为主的能源结构和当前煤炭需求快速增长,高效综采也将成为能源开发技术重要的竞争领域一次采全高工作面的循环进度主要考虑采煤机的截深,放顶煤开采工作面的循环进度.考虑采煤机截深和放煤步距。
近年来,高产高效矿井能够普遍采用0.8m和 1.om截深,有力保证了矿井生产能力的提高。
实际生产中,截深的确定首先考虑煤层地质条件的影响,其考虑因素包括:工作面顶板的破碎程度、工作面煤质(硬度、节理层理发育程度)、煤层的瓦斯含量等。
浅谈综采工作面大采高采煤方法应用综采即综采机械化采煤,指采煤工作面上的生产全过程,主要包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理及回采巷道运输、掘进等。
由于煤层的每层的自然条件和所用机械有所不同,所以完成回采工作的各工序的方法也就因此有所差异。
按照采煤工艺分,采煤方法有:爆破采煤法、普通机械化采煤法、综合机械化采煤法。
在煤层倾角大,只能自下而上移架;采高大,滚筒直径小,不能一次采全高;采煤机装煤效果差,需单独安排装煤行程的地方,比较适合采用综采工作面进行操作。
以下就综采工作面大采高采煤方法应用的采煤要点进行分析,以供借鉴参考。
一、大采高采煤法的概述大采高采煤法是大采高一次采全厚采煤法的简称,是指采用机械一次性开采全厚在3.5~6米的采煤法,受工作面准备稳定性限制,用于倾角较小的煤层,受采高的限制,所采用的采煤方法。
大采高采煤方式相对于放顶煤方法而言在煤层厚度上适用范围较薄,更符合我国煤炭开采现状,因此大采高技术是今后研究与发展的重点。
在综采工作面中,大采高技术需要运用到多种机械设备,如转载机、刮板运输机、液压支架以及大功率采煤机等。
其中对于大功率采煤机而言,在我国相关研究者经验与时间的结合下已经极大程度的提升了工作效率,同时我国在大功率采煤机方面已经成为了出口国,向印度、波兰、俄罗斯等国家出口我国自主研发的液压牵引型采煤机。
二、综采工作面大采高采煤方法的特点当前大采高采煤工艺已经实现了双向割煤,极大提高了工作效率。
同时在综采工作面中,大采高工艺具有以下特点。
1、采煤较均匀。
煤机在采煤过程中,由于滚筒运作时前后均处于上下变化过程,采煤机的滚筒负荷以及摇臂负荷在力度上分配趋近于平均状态,因此割煤比较均匀。
2、运行方便。
在大采高采煤方式下,双向割煤能够确保支架工与煤机司机完成割煤动作为单行程,有效提升了劳动效率,减轻了双行程产生的时间浪费以及劳动强度。
在回采过程中,大采高方式下支架跟进快,对顶板起到较好的支护管理作用。
浅析大采高综放采场矿压显现规律摘要:大采高综放开采技术因其特殊的优势,越来越受到人们的重视。
本文对大采高综放工作面矿压显现规律进行了简要分析,介绍了大采高综放技术的发展和现状,对煤矿的安全高效生产具有重要意义。
关键词:大采高综放矿压显现采矿技术近年来随着煤矿机械化程度的不断提高,综放技术得到快速的发展。
由于在开采厚煤层中综采放顶煤所表现出来的诸多优越性,综采放顶煤采煤法在我国迅速发展。
随着我国经济快速的发展和对煤炭资源需求量的增加,一种新的放顶煤开采技术即大采高综放技术诞生。
由于我国特厚煤层储量丰富,在开采过程中为了提高特厚煤层的采出率,越来越多的矿井采用了这一新技术。
因此,在开采特厚煤层的诸多技术路径中,大采高综放采煤法将会成为重要的技术来发展,其前景非常广阔。
1 大采高综放开采技术的发展随着大采高综放开采技术的不断成熟,该技术在实现我国特厚煤层高产高效、安全开采中起着重要的作用。
与普通综放开采技术和大采高综采技术相比,大采高综放开采有以下优点,其充分利用大采高开采技术和普通综放开采技术优势,扩展了放顶煤开采煤层厚度上限,工作面生产能力进一步增加。
由于加大了采煤高度,增加了顶煤的放出空间,有利于顶煤的充分松动和垮落,回收率提高;由于工作面断面增大,加强了工作面的通风能力,满足高产的通风要求;采煤机与运输机等大功率综采设备得到了充分的利用。
随着大采高综放开采技术在我国不断的发展,该技术的上述优点为我国开采特厚煤层开辟了一条新路。
近年来我国已经研制了适合大采高综放开采的新型放煤支架和相关的设备,综放工艺和提高采出率的相关技术得到了较大的提高。
在特殊地质条件下开采特厚煤层中,大采高综放开采技术也得到了较好的应用,经济效益有了较大幅度的提高。
特别是在我国一些地质条件相对较好的矿区,大采高综放开采技术达到了国际的领先水平。
大采高综放采(割)煤高度增大、放煤高度增大、上覆岩层破坏范围扩大导致工作面的矿山压力显现不同于普通综放工作面,目前尚无系统的实测成果;大采高综放支架既要满足大采高稳定性要求,又要适应放顶煤工艺中顶煤控制要求,大采高综放的煤壁片帮问题和支架合理工作阻力确定的问题尚未很好解决;支架—围岩关系更为复杂,目前尚无系统的理论成果指导大采高综放实践。
厚煤层采煤技术的发展与采煤方法摘要:在本文主要分析了厚煤层采煤技术的发展历程,重点介绍了厚煤层采煤技术的三种主要类型方法以及其相应的选择原则,即分层开采技术、综合机械化放顶煤开采技术、大采高采煤技术。
通过对我国厚煤层开采技术现状和发展历史的分析,能够更加合理地采用恰当的开采煤炭方法,降低对环境的不良影响,进而使煤炭产量增加的同时达到绿色开采的目的。
关键词:厚煤层;采煤技术;采煤方法随着社会市场经济的不断发展,需要的煤炭资源也日益增多,其中,厚煤层的储备量和煤炭的开采量在煤炭产量中的地位也越来越重要,而且对解决煤炭需求问题来说,发挥着非常重要的作用,因此,对煤矿企业来说,正确选择煤炭的开采技术是当前面临的重大考验。
1 厚煤层的定义按照《煤矿安全规程》中的解释,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。
而且我国的产煤省、产煤区、以及各个煤炭企业都有着丰厚的厚煤层资源,厚煤层采煤技术已经成为我国完成高效开采煤炭资源的主要技术。
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。
随着近年来神东矿区、西部新疆等地大型煤田的开发,也有文献将厚煤层进行了进一步的划分,如特厚煤层、巨厚煤层等,但其划分标准相对未统一。
2 我国厚煤层采煤技术的发展在上世纪的八十年代之前,我国的煤炭开采主要是运用分层开采,同样的相关设备研发也主要是针对分层开采进行的。
在上世纪八十年代中期,我国开始了放顶煤开采技术的研发。
从此以后,由于放顶煤开采技术的一系列优点以及当时的实际情况,在很长的一段时间内放顶煤开采技术得到了很广泛的应用,同时也促使我国的综合机械化放顶煤开采技术在世界上处于领先地位。
大采高开采技术的应用,是近10年来在采煤行业中较为常见的一项技术,但我国早期关于该技术的研究较为落后,应用也并不频繁,且由于我国煤炭经济形势不乐观,对采煤行业也产生一定的负面影响,使得我国在大采高开采技术方面并没有获得良好发展。
厚煤层采煤技术的发展及采煤方法的选择摘要:为了满足社会各行业的用煤需求,煤矿企业在可靠的采煤技术支持下,加大了日均出煤量,逐渐地提高了生产现场的工作效率。
其中,结合煤矿生产现场的实际概况,合理地使用厚煤层采煤技术,对于煤矿生产计划的顺利完成具有重要的影响。
因此,需要对我国煤层采煤技术的发展及采煤方法的选择进行必要地研究,为现代化煤矿企业生产能力的提高提供可靠地保障。
关键词:厚煤层;采煤技术;发展;采煤方法1 我国厚煤层采煤技术的发展从上个世纪八十年代以来,我国的煤炭开采技术实现了巨大的转折,开始加入了现代化、信息化的采煤手段。
在此之前,我国主要采用的是分层开采的方式,其中的采煤设备和技术都是围绕着分层开采方式而研究形成的。
在分层开采方式的支撑下,我国的长壁分层开采技术得到了巨大的发展。
后来,在我国科学技术的不断进步下,开始形成了放顶煤开采技术的研发工程。
经过理论上的不断完善,以及实践的不断发展,放顶煤开采技术的优势逐渐显现,渐渐成为市场中使用范围最广泛的煤炭开采技术之一。
在放顶煤开采技术的支撑下,我国的综合机械化放顶煤开采技术也得到了进一步发展。
对于大采高开采方法,在我国兴起时间不久,在刚兴起的时期,由于我国技术上的不成熟,以及受到煤炭经济情况的制约,导致大采高开采方法使用面积狭隘。
到了现代,在科学技术的进一步发展下,我们所使用的厚煤层采煤技术也加入了现代化、信息化的内容。
无论是采煤技术,还是采煤设备,都有了新一步的发展。
2 厚煤层开采的主要技术2.1 分层开采分层开采的有效使用,可以完成煤矿分层开采的相关生产计划,有效地提高了煤矿的生产效率。
在分层开采的过程中,结合煤层的特点,可以在不同的煤层层面上合理地使用开采技术。
其中,分层的范围一般保持在2.5m作用,运用开采技术具体操作中主要是从上往下开采。
当上层的所有开采工作完成后,才能在相关专业设备的支持下进行下一层的开采计划。
此时,在人工假顶及再生顶板的支持下,可以为煤层下一层面生产计划的实施提供可靠地安全保障。
2019年10月2019年第10期0引言在中国煤炭资源探明储量中,厚煤层及特厚煤层煤炭储量一直占据着矿井煤炭总储量的40%以上,因此如何实现对特厚煤层的科学、高质回采对于推动煤炭产业的长久可持续发展至关重要。
大采高综放开采作业在增加回采高度的基础上提升采放作业平衡性,扩大通风断面,提升顶煤破碎性,进而提高煤炭采出率。
有鉴于此,针对厚煤层大采高工作面综放开采技术开展分析探究有着积极意义。
1工程概述阳煤集团二矿十五采区主采煤层为8#煤层。
8#煤层地面标高860~1020m ;厚度2.5~3.2m ,均值3m ;倾角2°~12°,均值5°;整体结构属于复杂结构煤层,局部含有1层夹矸,夹石岩性为泥岩。
煤层瓦斯绝对涌出量为1.5~2.0m 3/min ,属于Ⅲ类不易自燃煤层。
煤层上部直接顶为厚度6.73m 的砂质泥岩层,深灰色,含砂量较为均匀,下部偏多,含少量植物化石;老顶为厚度6.49m 的细粒砂岩层,浅灰色,颗粒不均,夹有煤屑;下部直接底为厚度2.33m 的砂质泥岩层,灰黑色,含砂量较少,层理发育。
整个煤层总体为一由北向南倾伏的单斜构造,其上发育次一级褶曲构造。
2厚煤层大采高工作面综放开采技术关键要点2.1放煤步距设定对于综放开采技术来说,放煤步距设置得合理与否对顶煤采出率有着直接影响。
当顶煤放出步距偏大时,极易导致顶煤进入采空区,从而引起丢煤;当放煤步距较小时,矸石极易混入放煤口,从而引起煤质的降低。
对于放煤步距的确定原则为:确保放出的顶煤可以全面破碎,并尽量降低矸石混入率。
有鉴于此,放煤步距应同采煤工艺相互匹配,并能同采煤机的截深呈正比例关系。
一般对于厚煤层大采高工作面综放开采,由于采高的增加,顶煤破碎空间会进一步增大,使得顶煤块度更小,从而导致顶煤流动性增强[1-2]。
对于此,现借助数值模拟软件,分别针对“一刀一放”“两刀一放”和“三刀一放”(放煤步距分别为800mm 、1600mm 、2400mm )3种情况下的放煤效果开展对比研究。
图1即为不同放煤步距条件下的煤矸分界线对比示意图。
分析图1可知,伴随着作业面放煤步距的持续增加,顶煤放出前后的煤矸分界线形态会持续改变,其中随着放煤起始边界和终止边界水平距离的不断增大,其垂直距离不断减小,这些均说明伴随综放作业放煤步距的增大,顶煤放出量呈现持续增加的态势,不过这种增效同放煤步距增加之间非正比例关系。
通过实践对800mm 、1600mm 、2400mm 不同放煤步距情况下的残煤形态进行对比分析可知,选用一刀一放工艺(放煤步距800mm )时的顶煤放出率最佳。
2.2放煤方式选择所谓的放煤方式是指综放回采作业中顶煤放出顺序、不同放煤口顶煤放出量与单次放出量、同步开启的放煤口数量等内容。
一般来说,根据标准的差异性,厚煤层大采高工作面综放开采作业放煤方式能分成多种形式,譬如顺序放煤与间隔放煤、单轮放煤与多轮放煤等。
不过在实际作业过程中,因为对放煤控制量的把控收稿日期:2019-08-13作者简介:韩宏文,1986年生,男,山西阳泉人,2009年毕业于南昌航空大学科技学院机械设计制造及其自动化专业,工程师。
厚煤层大采高工作面综放开采技术韩宏文(阳煤集团股份有限公司二矿,山西阳泉045000)摘要:结合具体工程实际,对厚煤层大采高工作面综放开采技术的关键要点进行了分析。
通过研究,该技术可以实现作业面顶煤采出率和回采作业安全性的同步提升,为矿井的长久发展奠定良好基础。
关键词:矿井;厚煤层;综放开采;关键技术中图分类号:TD823文献标识码:A 文章编号:2095-0802-(2019)10-0135-02Fully Mechanized Caving Mining Technology for Working Face with Large Mining Height inThick Coal SeamsHAN Hongwen(No.2Coal Mine,Yangquan Coal Industry Group Co.,Ltd.,Yangquan 045000,Shanxi,China)Abstract:Based on the actual engineering practice,this paper analyzed the key points of fully mechanized caving mining tech-nology for working face with large mining height in thick coal seams.Through research,the techonlogy can achieve the simul-taneous improvement of the top coal recovery rate and the safety of the mining operation,which lays a good foundation for the long-term development of the mine.Key words:mine;thick coal seam;fully mechanized caving mining;keytechnology(总第169期)技术研究135··2019年第10期2019年10月能源知识难度相对较大,使用频率最多的放煤方式主要有四种,分别是单轮顺序放煤、单轮间隔放煤、多轮顺序放煤和多轮间隔放煤。
而在具体方式的选择上则需要充分结合矿井生产实际和煤层赋存条件等内容加以确定。
在此针对二矿井下8#煤层赋存条件和放顶煤支架初始条件,利用FLAC3D 数值模拟技术,对其放煤作业过程进行数值分析。
模型中顶煤厚度介于3耀6m ,割煤高度分别选取3m 、3.5m 和4m ,针对单轮顺序放煤、单轮间隔放煤和多轮间隔放煤等3种放煤方式下的顶煤放出情况进行分析对比。
相关数值模拟研究结果显示,3种不同放煤方式中多轮间隔放煤方式的顶煤采出率最高。
有鉴于此,为最大程度提升厚煤层大采高工作面综放开采技术的顶煤采出率,应选择使用多轮间隔顶煤放出方式[3-4]。
2.3放煤机构设计对于综放开采作业而言,工作面液压支架顶煤放出机构设计的合理性和科学性对于顶煤最终放出率有着极为显著的影响。
借由对传统液压支架顶煤放出机构的分析,发现其普遍存在以下问题:a)放顶煤支架多采用“前双连杆+后单连杆”的结构形式,其中后连杆处于底座中部区域,在作业中会在一定程度上遮挡作业人员视线,从而使得液压支架放煤操作难度大增,导致放煤效果降低。
b)前后通道不畅通。
因为液压支架后部连杆位于底座中部区域,这使得作业过程中作业人员无法自支架中间穿过,若想跨越支架必须从作业面机头或机尾部进出,不仅影响作业效率,还会在一定程度上造成作业安全性的降低。
c)放煤组件的尾梁插板在运移过程中极易发生卡别现象,从而导致插板收缩难度增加,降低运行稳定性,严重的还会导致运输机断链现象。
针对这些不足之处,对传统放顶煤支架结构进行改良优化,将其改为四连杆结构,并增加专门的中间过道和放煤作业观测口,同时设计专门的强扰动式放煤机构[5]。
这里设计的强扰动式放煤机构是指在尾梁上增加2个单个作用力1000kN 的千斤顶,以实现放煤中的尾梁上下摆动。
其中上摆用于破碎煤块,下摆用于松动放煤,从而实现顶煤放出效果的提升,提高顶煤采出率。
3结语大采高工作面综放开采技术作为厚煤层回采中应用极为普遍的一种开采工艺,通过对其主要核心要素的优化设计,能在进一步提升顶煤采出率的同时增加回采安全性和便利性。
阳煤集团二矿通过开展针对性的优化改良,工作面煤炭采出率自82%上升至89%,提升了矿井综合效益。
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经低温干馏可制作半焦、煤气、焦油,造气后可制合成氨等。
长焰煤是《中国煤炭分类国家标准》中对煤化度最低的烟煤的称谓。
它的挥发分特别高,燃烧时火焰长,因此而得名。
长焰煤是非炼焦煤,主要作为动力和化工用煤。
个别焦化厂在炼焦配合煤中,有时配用少量低灰低硫的长焰煤,以降低焦炭的灰分和硫分,但配入量不宜多,否则会使焦炭机械强度明显变坏。
由于长焰煤较难粉碎,配入前应单独进行粉碎。
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