大倾角走向长壁工作面终采方法的探讨应用
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煤矿大倾角采煤技术应用研究摘要:煤矿企业是促进我国经济发展的主要企业之一,也是人们生活中不可缺少的一项重要能源。
随着国家对煤矿企业发展重视程度的不断提高,越来越多的先进技术被应用到企业发展中,促进了企业的有效运行。
其中,大倾角采煤技术就是最为常见的一种。
本文通过对煤矿大倾角采煤技术的应用现状进行分析和研究,以此来为今后煤矿的采煤工作提供一定的技术支持。
关键词:煤矿企业大倾角采煤技术从我国目前煤矿企业生产作业的现状来看,对于大倾角煤层的开采工作占了总工作量的60%左右,由于煤层的倾角较大,沿走向留设的煤柱容易出现片帮塌落的现象,从而导致采空区上方布置的煤层平巷维护起来比较困难。
由此可见,加强煤矿大倾角采煤技术是不容忽视的。
相关工作人员必须要在充分了解煤矿实际情况的前提下,对大倾角煤层开采工作中涉及到的不同因素进行分析,从而将大倾角采煤技术的作用最大限度地发挥出来,以期实现煤矿企业的发展目标,促进企业的稳定发展。
1 大倾角煤层采区巷道布置就我国目前对于大倾角煤层的开采现状来看,由于煤层的倾角较大,因此给开采过程中的井下运输工作带来了很大的困难。
在这种情况下,如果采用下山开采的方式进行开采工作,不仅会有诸多缺点,而且开采的整体效果也不理想,因此,对于大倾角煤层的开采,煤矿的相关工作人员只采用上山采取的准备方式。
由于各个大倾角煤层的实际情况存在一定程度的差异,为了能够确保开采工作达到最佳的效果,应该根据煤层的具体情况采取科学合理的方式。
一般来说,大倾角煤层采区巷道的布置主要包括单一煤层采区巷道布置和采区巷道联合布置。
1.1 单一煤层采区巷道布置单一煤层采区巷道布置是我国目前对大倾角煤层开采时使用最为广泛的一种巷道布置方法。
所谓单层布置,主要指的是在所需开采的煤层之中单独布置一套上山眼。
在具体布置的时候需要注意的是,要充分确保上山眼处于煤层中,只有在这种情况下,开采工作人员才能够沿着煤层真倾斜方向掘进。
为了确保开采工作的安全进行,在掘进过程中,如果上山眼的倾角比较大,那么运煤上山眼和运料上山眼二者就不能同时作为行人眼。
浅谈倾斜长壁采煤法作者:司会兵来源:《中国科技纵横》2012年第23期摘要:倾斜长壁采煤法按推进方向不同分为仰斜开采和俯斜开采两种。
本文重点介绍倾斜长壁采煤法开采的特点,并论述了优化倾斜长壁采煤法开采的措施,采用倾斜长壁采煤法将有利于减少巷道维护工程量和维护费用,促进矿井的安全生产。
关键词:倾斜长壁采煤大倾角倾斜长壁采煤法是指在采煤工作面沿煤层倾斜方向向上或向下推进采煤,工作面运输巷和回风巷由走向长壁采煤法的沿走向方向布置改为沿倾斜方向布置,并可以取消采区上、下山的一种采煤方法。
1、倾斜长壁采煤法开采的分类及特点倾斜长壁采煤法与走向长壁采煤法相比,主要是采煤工作面布置及回采方向不同,并且取消了采(盘)区上(下)山巷道。
1975年,我国开始采用倾斜长壁采煤法。
实践证明,在一定的地质开采技术条件下,技术经济效益比较显著。
目前已有100多个矿井采用倾斜长壁采煤法,有的矿井已全部采用倾斜长壁采煤法,如西山东曲矿、神华集团大柳塔矿等。
多数矿井则根据地质条件分别在同一区域采用倾斜长壁采煤法,在另一个区域采用走向长壁采煤法,也有矿井再同一区域内采用倾斜长壁和走向长壁相结合的布置方式。
1.1 仰斜开采与俯斜开采倾斜长壁回采工作面按推进方向可分为倾斜开采和俯斜开采两种。
一般情况下,在顶板比较稳定、煤质较硬、顶板淋水较大或煤层易自燃,需在采空区进行注浆时,宜采用仰斜开采;当煤层厚度和煤层倾角较大,煤质松软容易片帮或瓦斯含量较大时,宜采用俯斜开采。
有时由于回风大巷位置不同,也影响采用仰斜或俯斜开采的选择,应通过技术经济分析比较后确定。
对于倾角较小或近水平煤层、进回风大巷并列布置、煤层条件又无特殊要求时,可采用仰斜开采和俯斜开采相结合的方式,采煤工作面均向大巷方向以后退式推进,即运输大巷以上部分采用俯斜开采,以下部分采用仰斜开采。
这样,对于运输、通风、巷道维护均比较有利。
1.2 前进式、后退式和混合式回采顺序根据倾斜长壁工作面的推进方向与主要运输巷道或主要水平大巷的相互位置关系,其回采方式可分为前进式、后退式和混合式三种。
147煤矿开采过程中倾斜长壁采煤法的应用是对一定条件下矿井进行拓宽、掘进条件的改善,以及对巷道设置的完善,主要是以沿水平的方式对开采工作进行准备的采煤方法。
倾斜长壁采煤法的应用实质就是将处于矿井范围内的水平煤层沿着仰斜或者是俯斜的方式对回采带进行划分,也就是沿着水平全高或者是沿着巷道阶段,从煤层运输大巷道中掘进一些倾斜巷道作为准备分区,于水平边界掘进切眼,进而与倾斜巷道连通构成回采带,通过在各个回采带中沿着煤层走向设置工作面,进而可以沿着倾斜方向进行煤矿开采推进。
1 倾斜长璧采煤法的优缺点分析倾斜长壁采煤法主要是沿走向布置工作面,沿倾斜推进,该种采煤方式生产系统简单,不会出现过多搬动工作面的情况,掘进率低。
在近水平煤层中,无论工作面采取的是俯斜推进亦或是仰斜推进的方式,具体工艺均类似于走向长壁采煤法。
随着煤层倾角不断加大,如若依旧采取与走向长壁采煤法相同的设备,出现困难的可能性便不断加大。
如若将该类设备与技术上的困难解决,则能凸显其优越性。
1.1 倾斜长壁采煤法的应用优点(1)巷道布置较为简单,准备时间较短,投产迅速且维护费用少。
倾斜长壁采煤法的应用减少了部分采区的,因此能够使巷道掘进工程量下降15%左右,大幅降低掘进费用,同时也可以使矿井建设时间大幅缩短。
完成较大巷道以及矿井底下车场的工程施工之后,即可进行采煤工作面的准备工作,不需要对巷道进行复杂的设置。
在煤矿开采过程中,由于巷道工程量减少,不但有利于采掘工作的快速推进,而且能够大大减少后期的巷道维护工作与维护费用。
(2)使用设备少,操作简单,运输费用低。
采煤工作面出煤要经过一系列的运输操作才能到达水平巷道运出地面,倾斜长壁采煤法所采用的运煤系统较为简捷,能够大大减少运输环节,实现对煤矿系统的简化,并且能够减少50%左右的操作人员。
(3)固定采煤方向。
倾斜长壁采煤法能够使采煤方向固定下来,进而能够保持回采工作面长度不变,避免了由于工作面长度发生较大改变而需要对工作面支架增减的进行较多工作量。
大倾角走向长壁工作面终采方法的
探讨与应用
朱训
内容提要:走向长壁工作面煤层倾角小于30度时,终采不换木棚采用下行回收的方法直接回撤单体和铰接顶梁。
煤层倾角大于30度时,终采换一巷木棚,采用下行回收的方法直接回撤单体和铰接顶梁。
优点:安全程度高,节时节工节坑木,缩短收尾时间,提高了劳动效率,减小了劳动强度。
关键词:上行回收,终采放顶由下往上进行。
下行回收,终采放顶由上往下进行。
一、长壁工作面终采方法的探讨
长期以来回采工作面终采放顶工作,无论条件怎样,始终都是由下而上进行。
这种放顶顺序使回收下来的单体和顶梁从下往上运输,劳动强度大工作效率低。
尤其在工作面倾角大时,增加了不安全因素。
顶板在下滑力的作用下,极易造成推垮型冒顶事故,其理论依据见顶板简易受力分析图(1):
公式:顶板重力w = r×h ,
顶板下滑力F = W sihα
工作面支撑力∑R = Wcosα
式中:r 岩石容重T/m3,
h 直接顶厚度m,
α煤层倾角,
在理想状态下,暴露在回采工作面的顶板只有两个自由面(工作面和空巷),其余四个方向均受约束。
这时候工作面支撑力和顶板的重力、下滑力处于平衡状态。
如果人为的从下往上放顶,顶板的下端也产生了自由面,在自重力和下滑力的作用下,极易垮落的范围也逐渐向上扩展增大。
如果此时直接顶和老顶离层,顶板沿煤壁切
开,就具备了整体下滑趋势,极易造成大面积的推垮型冒顶事故。
如果终采放顶采用由上往下回收,不但能解决上行放顶存在的弊病,也能在安全上提供可靠的依据,从下行放顶的顶板简易受力图(2)可知。
终采下行放顶时,顶板上端产生自由面,顶板重力,顶板根托力和工作面
公式:顶板重力w = r×h ,
顶板下滑力F = W sihα
工作面支撑力∑R = Wcosα
式中:r 岩石容重T/m3,
h 直接顶厚度m,
α煤层倾角,
支撑力达到平衡。
变顶板重力,为顶板倾斜方向的托力,增加了顶板一个方向的约束力,从而增加了工作面顶板的稳定性。
由上述讨论分析不难看出,终采时由上往下回收理论上是可行的,在安全上优越于从下往上回收,但是存在的问题是当工作面倾角较大时,如何采取相应的技术措施解决滚矸埋柱的现象是十分重要的,也是摆在面前亟待解决的课题。
经过不懈的努力,多次的论证探索和实践,最后用铺设顶网的方法攻下了这个难关。
二、终采下行回收方法的应用
在我矿长壁工作面终采时,当煤层倾角小于30度时,不换木棚直接回收单体和铰接顶梁。
煤层倾角大于30度,小于45度时。
在单体和顶梁的下方加倍一巷木棚,运用下行回收的方法回收单体和铰接顶梁,都已是比较成熟的经验。
1、终采前的准备和回收顺序
(1)煤层倾角小于30度终采方法
工作面终采前要平直接近终采线,在距终采线三巷时,适当降低采高,(2.3m—2.5m之间),顶板铺挂编织网,并用木拌交叉拉手刹顶,直至最后一巷到达终采线时,铰接顶梁按4 : 6布置,形成倒悬臂。
溜子正常向货帮推移,煤壁用网包帮封好,同顶网形成一体,同时将单体支架回收至剩最后两排时,,准备进行终采放顶见图(3)。
终采放顶前,首先将上部预定放顶茬挡好,确保上部回收时不埋分界点的梁腿,上部回收完,再到下部由上往下逐架回收,直至终采工作结束。
(2)煤层倾角大于30度终采方法
工作面采至距终采线,在煤壁侧两排支柱由上往下,间隔两架棚备一架木棚,单体支架回收至剩最后两排时,准备进行终采放顶见图(4)。
终采放顶由上往下回收单体支架,回收10米设一道安全挡,防止上部
往下滚矸,木棚不回收。
三、终采下行回收方式结论
(1)由顶板受力图知,在顶板岩石厚度相同的情况下,顶板单位斜长的重力和控顶距离成正比。
控顶距
离越小顶板的重力就越小,放顶时矸石对护顶网迎头的冲力越小,越不容易滚矸。
因此控顶距离必须控制在最小范围一巷。
(2)适当降低采高,使放顶后的矸石能充分充填,减小矸石滚动的空间和对护网迎头的冲击。
(3)铺设顶网为放顶做准备时,顶网要坚固接头要连好,栓牢,使其同帮网形成一体。
放顶后下垂的一端被矸石压在底板时,护网迎头的抗矸石冲击力要强。
(4)顶板破碎极易垮落的采面,更适合用这种方法终采,顶板随放顶随冒落,冒落的矸石始终在护网迎头的
后面,充实充严,对网无冲击,反之顶板不冒落,网后不满矸,极易扑货将网砸坏造成滚矸埋柱。
截稿日期:2012-03-08。