综采放顶煤工作面大倾角仰采实例
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FORUM 论坛管理134 /矿业装备 MINING EQUIPMENT综放大倾角仰采工艺探索与实践□ 李跃祥 山西省长治经坊煤业有限公司1 工作面概述(1)工作面位置及井下位置关系。
3-700综采工作面井下位置东邻北集中回风大巷,南接近苏店断层,西邻矿界保安煤柱,北邻设计的村庄保安煤柱线。
工作面标高562~723 m,走向长度1 531 m,倾向长度188.6 m。
(2)工作面煤层情况:煤种3#,煤层厚度5.9 m,煤层倾角0°~25°,容重1.42 T/m 3,开采煤层不稳定。
(3)工作面煤层顶板情况:基本顶为粉砂岩,厚度5.3 m,岩性特征为灰黑色、含植物化石、具水平层理。
直接顶为泥岩,厚度12.2 m,岩性特征为深灰色,均匀层理,含菱铁质结核,岩芯极破碎。
伪顶为碳质、泥岩,厚度为0.4~0.7m,岩性特征为黑色碳质泥岩,随采随落。
(4)地质构造情况:分析三维地震的相关资料可以看出,在掘进3-700综采工作面时,其地质条件较为复杂,坡度变化幅度大,范围为0°~20°,甚至部分区域坡度已经达到25°。
2 采煤工艺本工作面采用6MG -700采煤机(滚筒截深0.8 m),采煤机以前溜溜槽为轨道,向机头或机尾移动割煤,前滚筒割顶煤,后滚筒割底煤,随着滚筒的旋转,滚筒的螺旋叶片将割下的煤装入溜槽中,少量煤在推前溜时被铲煤板装入溜内,之后人工将少量散落在前后溜间与支架的浮煤装入前溜内。
综采工作面利用前后溜运输煤炭,主要运输支架放下顶煤与采煤机割下的底煤,在机头卸载,经过转载机再由胶带运出。
回采顺序:采煤机割煤、装煤一移架一推前溜一放顶煤一拉后溜一后方顶板自行垮落。
当3-700工作面处于仰采阶段时,相关工作人员应及时总结开采期间存在的问题,做好以下几方面的注意工作。
3 大倾角综放仰采顶板管理顶板管理与支架的防滑、放倒等工作均属于大倾角综放仰采的关键技术。
综采工作面大倾角仰采工艺安全回采的研究与实践卢义【期刊名称】《山西煤炭》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】The progress of technology have always been the topic of the mining development. Although fully mechanized coal mining is one of important approaches to realize the efficient production, there are many problems in practice. The safety of large slope and deep-inclined upward mining is one of them. The paper presented detailed analysis and research on the practice to ensure the safe mining.%煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科发展的主题,综合机械化采煤工艺是实现矿井的高产高效的重要途径,但在生产实践过程中,又存在着诸多问题,大坡段大倾角仰采工艺的安全回采是其中的一大难题。
因此,文章从大坡段大倾角仰采工艺及回采过程中如何保证安全回采的角度出发,结合实际,进行了比较详细的分析和研究。
【总页数】3页(P53-55)【作者】卢义【作者单位】太原理工大学信息工程学院,太原 030024; 山西煤炭运销集团泰安煤业有限公司,太原 030002【正文语种】中文【中图分类】TD823.212【相关文献】1.综采工作面大倾角仰采工艺 [J], 杨善冲;唐介岳;斯华纯2.综采工作面大倾角仰采工艺研究 [J], 周冠龙;李杰;庄文涛3.综采工作面大倾角仰采工艺的探索与实践 [J], 刘笃鸿4.大倾角综采工作面仰采技术探析 [J], 刘士坦5.综采工作面大倾角俯采及仰采工艺的开采实践 [J], 宋建江;耿香红;杨桂彬因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
60205综采工作面大倾角、大仰角开采安全技术措施60205回采工作面顺槽长度1300米,工作面长度180米,现已推进300米,剩余推进960米,由于受褶曲构造影响,目前工作面从60架至机尾大倾角坡度在22度左右,预计前方工作面仰角在10度-25度之间,为防止工作面煤壁片帮、顶板漏顶及支架“防倒防滑”,刮板输送机“上窜下滑”,两端头顶板维护安全管理等,保证工作面安全顺利生产,特制定安全技术措施如下:一、工作面概况60205工作面煤层平均厚度1.4m,采高1.6-1.8m,工作面长度180m(平距),运输顺槽标高+660—+886m,回风顺槽+644—+918m,两顺槽最大高差71.2m。
工作面最大斜长193.5m。
平均最大倾角22度。
工作面从初采至本月12月27日已推进310m。
工作面呈“V”型地质构造,工作面从机头至60架倾角-2︒左右,从60架至机尾128架,平均倾角22︒现工作面斜长192米,若该地质构造在推进过程未有进一步变化,机尾处最大倾角可达43︒。
二、防止工作面刮板输送机“上窜下滑”安全技术措施(一)工作面“上窜下滑”原因分析:60205综采工作面现阶段,回风顺槽标高+663m , 运输顺槽标高+698m ,两巷高差为:35m,工作面从60架至机尾平均倾角22︒造成下滑原因主要有以下4点:1、刮板机由于重力导致下滑。
当煤层倾角大于15°时,因重力作用,就有可能由于重力与摩擦力的不平衡而下滑。
2、刮板机机头与转载机机尾铰接不当,导致刮板输送机拉回煤,从而导致底链与底板摩擦阻力过大,负荷增大,引起刮板输送机下滑。
3、操作不当。
推移刮板输送机方式不当,支架与刮板输送机不垂直等引起刮板输送机下滑。
4、由于工作面伪斜掌握欠妥。
(二)防止工刮板输送机“上窜下滑”技术措施1、将工作面采成伪斜,是防止工作面“上窜下滑”主要方法,即使下端头(运输顺槽)超前上端头(回风顺槽)一定距离,根据经验,伪斜角一般设计为切眼坡度角(真倾角的)1/3~1/5间。
FORUM论坛工艺44 /矿业装备 MINING EQUIPMENT 面倾向长度选取经验并结合实际地质状况,将本研究中的工作面倾向长度定为100 m。
2.1.2 确定割煤高度和采放比不同的割煤高度和采放比决定了煤壁和顶板的稳定性,因此确定合适的割煤高度和采放比至关重要。
基于此,运用数值模拟研究了不同开采高度下煤壁的变形情况。
数值模拟结果如图1所示。
由图1可知,当煤层开采高度小于为3 m时,由于采高较小,煤壁最大水平位移较小,其破坏范围和影响范围也相应较小。
相较之下,当采高开采高度大于3 m时,由于采高较大,煤壁最大水平位移较大,其破坏范围和影响范围也相应较大。
在这种情况下,工作面的安全正常生产将会受到煤壁片帮问题的重大影响,对工人的生命和健康造成了极大威胁。
因此,基于综合考虑2#煤层工作面实际情况和数值模拟结果、煤层总厚度以及放顶煤开采需有效保留架前顶综采放顶煤开采技术在大倾角松软厚煤层中的应用□ 杨永旺 大同煤矿集团轩岗煤电有限责任公司焦家寨煤矿我国拥有丰富的煤炭资源,其中厚煤层资源约占全部煤炭资源储量的44%,储量极为丰富。
目前,我国主要使用分层开采、放顶煤开采和一次采全高的大采高开采3 种开采技术来开发厚煤层煤炭资源。
为了提高工作面生产效率,近年来综采放顶煤开采技术在我国得到快速发展和应用。
在综采放顶煤开采技术中,采用综采放顶煤开采技术开采大倾角松软煤层时,不同放煤工艺对支架稳定性的影响使得放煤和支护相互矛盾。
此外,大倾角松软厚煤层中支架上方煤体由于其本身松软特性和前方的支承压力,导致了液压支架上方顶煤破碎、滑落造成的液压支架顶部冒空现象频繁发生。
从而引发严重的由于相邻支架冒落而导致的冒空范围增大以及倒架等重大事故。
因此,设计适用于大倾角松软厚煤层中综采放顶煤开采技术对于提高工作面生产效率和生产安全性显得极为重要。
1 地质概况本文选取石炭系上统太原组2#煤层作为研究对象,煤层平均厚4.3 m。
收稿日期:2000Ο04Ο04作者简介:侯千亮(1963-),男,山西平陆人,阳泉煤炭专科学校讲师,现从事采矿专业的教学与科研工作。
实用技术综采放顶煤工作面开采大倾角煤层的措施侯千亮1,李宗瑞2,陈炯明2(1.阳泉煤炭专科学校,山西阳泉 045001;2.阳煤集团一矿,山西阳泉 045000)摘 要:厚煤层综采放顶煤开采技术,是煤矿企业减人提效、扭亏增盈及走向市场的生产基础。
认真分析、总结综采放顶煤工作面生产情况,进一步促使综采放顶煤开采技术的日臻完善。
结合阳煤集团一矿8705综采放顶煤开采工作面实例,分析了综采放顶煤工作面开采大倾角煤层存在的问题及处理措施。
关键词:厚煤层;综采放顶煤;倾角;处理措施中图分类号:TD853.21 文献标识码:A 文章编号:1005Ο2798(2000)04Ο0041Ο01 厚煤层综放开采,在阳泉矿区煤层倾角不大于15°的条件下,取得了理想的效果。
但对倾角大于15°的局部地带,以往都采取穿巷绕过或回避,这样导致了煤炭损失的增加和吨煤成本的提高。
为此,针对8705综采放顶煤工作面遇到的大倾角地段,进行了认真调研和仔细观察,制订了一系列可行性措施,顺利采完了走向长度达150m 的大倾角煤层。
1 工作面概况8705工作面位于西大巷七采区中部,走向长1260m ,倾斜长200m ,倾角一般在5~10°、局部由于短轴褶曲影响可达30°,煤层厚度7108m 。
工作面采用AM —500型采煤机落煤,ZFS5400—1165/2165综放支架支护,前部输送机为SGZ —764/500型,后部输送机为SGZ —764/400型。
以上设备适应煤层倾角均小于16°。
工作面巷道布置,见图1。
2 工作面开采问题分析8705工作面1995年元月1日开始生产,到1996年元月工作面推进900多m 。
随后受褶曲牵引的影响,工作面机头侧50m 长地段倾角增大达30°,见图2。
综采放顶煤工作面大倾角仰采实例
摘要:介绍了龙煤鹤岗矿业有限公司富力煤矿在开采-610南11层时,采取
一系列针对性措施在仰角角度达25°情况下成功回采的实例,论述了复杂地质条
件下综放工作面在采煤方法上的优化和改进。
关键词:大倾角仰采防片帮采煤方法工作面倾斜
工作面概况:本工作面作业地点为-610南11层,采用综采放顶煤采煤工艺,煤厚平均9.35米,倾角30°,面长90米,设计走向659米,工作面安装
ZF5600型放顶煤支架60组,风道一组过渡支架备用安装,730采煤机,工作面
运输机型号SGZ400型,总储量为74.4万吨。
如图1所示,当工作面走向推进
460米时,煤层走向方位向东偏转,工作面开始起上坡,机道仰采坡度最大段走
向20米范围25°,为适应大坡度仰采我们采取以下措施顺利将大坡度段安全回采。
1.
仰采措施:
1.
改造机道最大坡度处降低仰采角度
机道在距停采线8-32米范围内仰采坡度达到25°,而停采线处则缓慢变平,为使工作面能够顺利回采,我们决定将此段顺平从而降低仰采角度,如果拉底套
棚施工顶板空间大很难充填严密,且工作量较大,极易遗留CO发火隐患,我们采用的支护方式为:1、加长U型棚腿;2、顶板锚索悬吊;3、加长棚腿处上下帮锚杆加固。
最大拉底高度达3.0米,将坡度降至18°。
2.优化采煤工艺流程防片帮
以仰采10°为例,支架梁端距会变大0.43米,硬帮煤壁在采煤机割煤后会呈现与铅锤方向一个10°夹角,此时硬帮煤体在自身重力的作用下会产生一个向软帮侧的分力,这个分力随仰采角度的增大而增大,受此分力的影响硬帮极易片帮、抽漏,此种状态是仰斜开采最难控制的一个环节,我们采取超前拉架的方式来消除此重力的影响,使硬帮煤壁始终保持与铅锤方向平行。
正规循环工艺流程为:采煤机割煤→拉架子→推移运输机→下一循环采机割煤;仰斜开采工艺流程为:采煤机割煤→推移运输机→超前拉架子→下一循环采机割煤。
正规循环作业在采煤机割煤时顶板处于最大空顶距状态,割煤后支架伸出前探梁护顶,前探梁伸出时硬帮顶板一个截深进度处于临时支护状态,仰斜开采时梁端距增加,相当于增加了最大控顶距距离,使顶板空顶的面积增大,受重力分力影响的硬帮失稳煤体在采煤机割煤的震动下极易产生片帮、抽漏的现象,显然正规循环作业已不适应仰斜开采工艺。
改进工艺流程后在采煤机割煤时支架推拉处于收回状态,此时支架已超前拉靠、前梁顶住硬帮,顶板处于最小控顶距的状态,采煤机在支架前梁的掩护下进行落煤作业,有效的防止了硬帮的片帮现象,采煤机下行割煤、上行推移输送机(推溜顺序为上行推溜)推移输送机后支架推拉处于伸出状态,此时硬帮煤壁处于受重力影响的不稳定状态,需要超前拉架来及时支护顶板,而支架虽然处在最小控顶距的状态但是推拉处于伸出状态可以超前拉架,由于梁端距增大了0.43米,而一次进度为0.8米,则只需要使用前探梁的伸出挑落硬帮顶板处的0.4米就可以够一个拉架的行程,所以在煤质较软的情况下利用前探梁的剪切力就可以落煤、拉架,如果硬帮煤质较硬不够一个行程的拉架距离则立即在硬帮顶板打挑
顶眼、震动爆破的方式进行落煤,进行超前拉架。
拉架后完成一个循环作业,等
待采机下一个循环割煤。
改进工艺流程后支架始终处于最小控顶距的状态,使空顶的距离缩短,有效
的控制了硬帮因为仰采而造成的片帮、抽漏现象。
3.科学调整工作面倾斜防止运输机下窜(上缩)
当采煤工作面上下两道产生仰(俯)角度时,随着工作面向前推进,工作面
面长会发生相应的变化,这个变化导致运输机和支架下窜(上缩),下窜(上缩)长度为面长的变化量,为使工作面能延一个基线(顺槽转载机)推进,我们通常
使工作面下头推进超前(滞后)上头推进一个距离(即工作面倾斜)来控制运输
机和支架的下窜(上缩)。
如果控制不好工作面倾斜会使工作面下货点不畅通,
严重时造成两道扩帮甚至回撤运输机槽及支架的情况,严重制约着生产的安全。
如公式所示,工作面面长为m,工作面坡度为α,机道仰角为β,工作面下
倾斜为χ,设工作面推进距离为L,则在工作面下倾斜距离χ情况下推进一定
距离后运输机上窜的距离a应等于由于机道仰角β情况下面长缩短的距离,列
出等式
m-√(msinα-Lsinβ)²+(cosαm)²=a
根据△ABC相似于△CDE求得a=χL/√m²-χ²
设推进距离为10米,则上式变为求得下倾斜长度χ的方程式,将面长、坡度、机道仰角带入式中就可以求得最适合的理论下倾斜长度。
根据机道仰角的变化我们利用上述等式及时调整工作面下倾斜的长度,使工
作面在机道仰采角度达18°的情况下依然保持畅通的下货点。
4.技术经济效益
通过以上技术改进,此面在2019年11月成功采出走向大倾角范围,为富力
煤矿节省因改造切眼、回撤安装、丢煤等经济损失,不仅减少了因地质条件复杂
造成的煤炭资源浪费,而且缓解了紧张的接续问题,为综放工作面的开采积累了宝贵的成功经验,其技术经济效益不可估量。
改造切眼:掘送切眼90米,人工+材料费6240元/米,共计56.2万元。
回撤、安装:回撤、安装支架共计120组,人工150元/人/天,工时4100工,共计61.5万元。
丢煤量:13.9万吨×550元/吨=7645万元。
共计经济效益7762.7万元。
5.结束语
经过采取以上措施,成功采出仰采大倾角部分,工作面仰采期间达到原班一刀煤,日产800吨/天,实现了安全生产,在与大自然做斗争的过程中,每一个成功的经验背后都融汇了煤炭工作者们的智慧与辛勤的汗水,鄙人将这小小的成功经验总结、记录,希望对今后类似工作面可以借鉴应用。
作者简介
宋宏伟(1980.12-)男,2011年毕业于黑龙江科技学院采矿工程专业,本科学历,工程师,现在黑龙江省龙煤鹤岗矿业有限公司富力煤矿综采一区从事技术工作。