煤层群的开采顺序
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对矿床进行开采的先后次序。
一般是先主后次,先上后下,即先采主矿体上部,后采次要矿体和主矿体下部。
在同一矿区内,若划分为几个井田,则其开采顺序有:几个井田同时开采、依次开采、同时和依次结合开采三种。
同一井田各阶段的开采顺序,一般是自上而下,亦可几个阶段同时开采。
同一阶段各采区沿走向的开采顺序,有前进式、后退式和联合式三种。
在同一采区内的开采顺序则取决于采矿方法,空场法、留矿法、充填法一般由下而上开采;崩落法是由上而下开采。
分类1、前进式与后退式:开采水平内采区的开采顺序有前进式和后退式两种。
从满足矿井初期开拓工程量和基建投资少、工期短、投产快的要求出发,采用前进式有利;从便于运输大巷和总回风巷的维护,采后密闭、减少漏风,回收大巷煤柱考虑,采用后退式有利。
由于矿井地质和开采技术条件不同,这两类因素在不同条件下表现出来的重要程度不同,在具体的矿井条件下,应根据主要影响因素加以确定。
对于上山采区,尤其是第一水平的上山采区,采用前进式开采可以减少初期工程量和基建投资,工期短、投产快,由于大巷一般布置在底板岩石中,大巷维护、矿井通风、采区防火密闭等都没有什么困难,因此一般均采用前进式。
2、下行开采与上行开采:上、下水平和上、下煤层之间的开采顺序,从防止采动影响的角度出发,一般均应采用自上而下的下行式开采。
同一开采水平内的上、下煤层或煤组分别布置采区时,一般应先采上层或煤组的采区。
只有当上、下煤层或煤组相距远,经论证或核查无采动影响关系,又有先采下部煤层或煤组的需要时(如井筒靠近下煤组,要求及早投产;下部煤层或煤组的煤质不同,配产需要等),也可以先采下部煤层或煤组。
开采顺序比较采用上行式开采有以下优点:由于一次开拓到经济上最优和技术上可能的最大深度,在已开拓的最深水平进行回采,同时,在其上的1~2 个水平进行开拓和采准,那么,上部阶段产生的废石,可以通过废石溜井排放到下阶段已回采结束的采空区中,进行块石充填或块石尾砂胶结充填,形成强度较大的充填体,实现废石不出坑。
一,阶段煤层的开采顺序煤层之间或煤组之间由上而下进行开采,即下行式开采顺序。
采用下行式开采顺序时,下一煤层可以在上煤层的采煤工作面推进一段距离后,同时进行采掘工作。
上层采煤工作面超前下层采煤工作面的最小距离,即上下层工作面的安全措施。
当煤层间距很小时,上层采空区顶板跨落可能影响下层采煤工作面,最小超前距还必须考虑上层煤顶板跨落稳定之后,才能在下煤层进行开采。
在某些情况下,煤层或煤组之间也可能采用由下往上的上行式开采顺序。
例如:1)上部煤层有煤及沼气突出危险,先采下层煤可以使上煤层的一部分沼气从下层采空区泄出,并减小上层煤所受的岩层压力,从而避免及沼气突出;2)上部煤层有冲击地压或剧烈周期来压的危险;3)上部煤层为薄煤层、或劣质煤层;4)下部和上部煤层为一厚一薄,可以搭配回采;5)上部煤层对建筑物、铁路和水体的采动影响较大。
采用上行开采的基本条件必须是层间距离较大,使深部煤层或煤组开采不致影响和破坏上层煤或上煤组。
为免除下层开采对上层开采的影响,采下层时可将采空区充填。
开采急倾斜煤层时,不仅顶板岩石会冒落,而且底板岩石也会脱落滑动,造成底板岩层移动。
岩层移动的范围可由岩石塌陷角确定。
如果两个急倾斜煤层相距很近,上层开采造成的底板岩层移动,将使下煤层的平巷维护十分困难,甚至遭到破坏,在开采技术上,应合理安排上、下煤层以及各区段的开采顺序。
二,阶段内沿走向的开采顺序在双翼井田中,阶段沿走向两翼的开采顺序,分为两翼同时开采和两翼逐次开采两种。
逐次开采与同时开采相比,可以减少阶段主要巷道的维护时间和同时维护的总长度,大巷的运输设备集中使用,利用率较高。
但是由于开采工作在某一时间内集中在阶段的一翼,主要巷道的运输、通风工作量相对加大,造成运输紧张、管理复杂,通风阻力和通风费用也相应较大。
当矿井的生产能力大时,为了满足运输通风方面的要求,往往需要增加主要巷道的数目,增加掘进工程量,并使采区的掘进准备和接替紧张,甚至严重影响矿井的年产量。
第一节采煤方法一、采煤方法的选择(一)开采煤层赋存条件5号煤层位于山西组底部,下距K砂岩3.50m左右。
煤层厚度3.49~4.97m,3平均4.06m。
属井田稳定可采煤层。
煤层结构简单,大部不含夹矸,有时含1-2层夹矸。
煤层直接顶板大多为泥岩,局部为砂质泥岩,底板多为泥岩,偶为砂质泥岩。
石灰岩之下,上距5号煤层46.70m。
煤层8号煤层赋存于太原组中下部L1厚度3.22~4.39m,平均3.77m,为全井田稳定可采煤层。
煤层结构简单,一般石灰岩,有时有泥岩分为顶;不含夹矸,局部含一层夹矸。
煤层直接顶板为L1底板大多为泥岩、砂质泥岩,局部为铝质泥岩。
井田东部该煤层有少量开采。
10号煤层赋存于太原组中下部,上距8号煤层16.26m。
煤层厚度0~1.43m,平均0.84m,为不稳定的局部可采煤层。
可采地段位于井田东部,东西宽约800m,西部边界附近。
东西宽不足300m。
可采储量不足百万吨。
煤层结构简单,一般不含夹矸,局部含一层夹矸。
煤层顶板大部为中、细砂岩,局部为泥岩、炭质泥岩,底板大部为泥岩,局部为铝质泥岩、炭质泥岩。
(二)开采技术条件井田地质构造简单,该矿矿井水文地质类型为中等型,高瓦斯矿井,煤尘具有爆炸性,煤层的自燃倾向性属自燃煤层。
(三)采煤方法的选择结合地方煤矿的技术水平、矿井生产现状、经济投入能力和设备维修检修水平,设计认为适合该煤层开采的采煤方法有:综合机械分层开采、综采放顶煤开采和综合机械化一次采全高三种采煤方法。
1.综合机械分层开采综合机械分层开采是将厚煤层分成若干分层进行开采,综合机械分层开采虽然技术比较成熟,煤炭回收率高。
但需增加铺网人员,工作面工序复杂、辅助作业时间增加,存在着工程量大、掘进率高、巷道维护费用高,搬家次数多,开采下分层时工作面端头维护困难、事故较多等诸多缺点,制约了工作面设备能力的发挥,难以达到高产高效。
同时,由于揭露煤层次数的增加,加大了煤与空气的接触时间,使煤层更易自燃发火,不利于矿井安全生产,分层开采时系统复杂,分层厚度难以控制,费用大,经济效益差。
采煤方法井下采煤1. 开采顺序和方法对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采,每一水平又分为若干采区,先在第一水平依次开采各采区煤层,采完后再转移至下一水平。
开采近水平煤层时,先将煤层划分为几个盘区,立井于井田中心到达煤层后,先采靠近井筒的盘区,再采较远的盘区。
如有两层或两层以上煤层,先采第一水平最上面煤层,再自上而下采另外煤层,采完后向第二水平转移。
按落煤技术方法,地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种,前二者称为旱采,后者称为水采,我国水采矿井仅占1.57%。
旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法,以前者为主。
壁式采煤法工作面长,一般100~200 m,可以容纳功率大,生产能力高的采煤机械,因而产量大,效率高。
柱式采煤法工作面短,一般6~30 m,由于工作面短,顶板易维护,从而减少了支护费用,主要缺点是回采率低。
2. 生产系统包括采煤系统、掘进系统、通风系统、排水系统、供电系统、辅助运输系统和安全系统等。
采煤系统包括工作面的落煤、装煤,将煤由工作面运往井底车场,直到提升至地面。
主要井巷包括采煤工作面,采区顺槽、采区上山、水平运输大巷、石门等。
主要设备有采煤机、运输机械,支护设备及提升机等。
掘进系统是为了保证生产的持续进行,即在当前生产同时,要开掘出新的工作面、采区及生产水平以备接替。
其包括掘进工作面、矸石运至井底车场由副井提升后送至堆放地。
主要设备包括掘进、支护、运输、提升等所用的设备以及风动凿岩机、空气压缩机及其管路等。
通风系统由进风井巷、回风井巷、通风机和井下通风设施如风桥、风门等构成。
排水系统由巷道中的水沟、水仓、水泵峒室、水泵及排水管路组成。
供电系统要求不得中断、以保安全,因此供电电流为双回路,同时进入采区和回风道的电器设备都必须采用矿用防爆型,防止瓦斯爆炸。
辅助运输系统包括人员上下和材料,设备的运输。
安全系统包括预防瓦斯爆炸、瓦斯突出,以及井下火灾和水灾所需要的救治设备、设施、器材、仪表和监测系统。