枣泉煤矿12206综放工作面放煤工艺的探索与实践
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煤矿综采面高效机械化充填开采技术及应用发布时间:2021-11-08T07:22:51.003Z 来源:《防护工程》2021年22期作者:张亚伟[导读] 如何实现煤矿的安全高效开采,是煤矿企业所需要关注的重要问题。
山东丰源远航煤业有限公司北徐楼煤矿山东枣庄 277100摘要:煤矿作为支撑我国经济发展的重要资源之一,实现绿色开采已经成为当前保证煤矿资源可持续发展的重要手段。
煤矿充填开采技术有效融入了可持续发展的理念,将其应用于煤矿综采面作业中,可大大提高煤矿资源的利用率。
特别是在机械化设备不断发展的今天,充填开采技术的机械化水平也得到了大幅度提升,为综采工作面的废弃物回收开辟了新途径,有效改善了传统采煤技术对环境造成的影响,这对于促进煤矿资源实现经济效益和社会效益最大化具有重要意义。
关键词:综采面;高效机械化;充填开采技术引言如何实现煤矿的安全高效开采,是煤矿企业所需要关注的重要问题。
煤矿综合机械化采煤技术的出现为煤矿开采提供了最优的解决方案,不仅大幅度提高了煤矿开采的效率,还大大保证了开采的安全性,值得进行深入研究。
综合机械化采煤技术的主要特点是使用液压支架进行煤层顶板管理,大大提高了管理的效率和质量。
为此,需要深刻认识到煤矿综合机械化采煤技术的特点及实现的关键。
1 充填开采技术的分类(1)膏体充填开采技术。
利用相关工艺对采煤作业中产生的固体废旧物进行处理,使其和水、胶结料进行搅拌混合,形成膏状胶结浆体,并通过特定的管路将其输送到综采面。
(2)煤矸石填充采煤技术。
矸石填充技术需要借助外界动力,比如通过风力、机械设备、人工手段等将充填材料输送到采空区,其中利用机械设备实施矸石采煤的整体效率较高,比普通矸石充填系统更具有适用性,多用于有一定倾斜角度的薄中层普采或炮采工作面中。
(3)高水材料充填开采技术。
在充填开采技术中,高水材料作为一种新型的快速胶凝材料,具有流动性强、强度高、凝结速度快等优点,可以将其和水迅速凝结成固体,并且该固体的强度和承载力都处于较高水平,能很好地保证充填效果。
S cience & T echnology科学技术 |C hina C oal I ndustry 2019/0662一、12212工作面概况山东能源枣矿集团滨湖煤矿12212工作面为12下煤层工作面,位于-465水平,属于122采区,地面标高+33~+36m,工作面标高-472.8~-496.7m。
工作面开采范围主要在深部,预计最大下沉量为700mm,破坏程度为Ⅰ级。
工作面走向长约552~762/657m,倾斜长约203m,切眼长约209m,工作面面积110237m 2。
工作面煤层为上石炭统太原组(C2P1t)12下煤。
工作面材料巷至切眼处受冲刷影响煤层变薄,其他煤层总体较稳定,煤层产状平缓,局部略有起伏,厚度0~1.60/1.50m,煤层结构较简单,个别点含一层夹矸,厚度0.03~0.23m,夹矸为泥岩、粘土岩、砂质泥岩和炭质砂岩,局部含黄铁矿结核。
工作面两巷断层落差大于1.0m的局部地段,受断层牵引影响,煤层厚度有一定的变化,但变化范围较小。
煤层倾角2°~7°,平均4°。
煤层可采性指数为0.85,煤厚变异系数为19。
二、12212工作面智能化采煤机组情况1. 采煤机工作面选用MG400/870-WD 型双滚筒型采煤机。
本型号采煤机是一台采用多电机驱动、截割电机横向布置的薄煤层无链电牵引采煤机,适用于煤层厚度1.25~2.35m,煤层倾角不大于35°,煤质中硬的煤层中开采。
滚筒直径1.15m,滚筒截深0.7m。
2. 刮板输送机工作面选用SGZ-764/500型刮板运输机,是一种适用挠性牵引机构运行的连续运输机械,可以实现采煤工作面运、装、卸煤的机械化,同时还是采煤机的运行轨道。
3. 液压支架工作面基本架选用ZY4000/09/18D 型电液控液压支架135架,端头支架选用ZT4000/12/24YD 型电液控端头液压支架4架。
三、12212工作面薄煤层智能化采煤技术路径滨湖煤矿薄煤层智能化采煤系统主要由采煤机监控系统、支架电液控制系统、视频监视系统、集成供液系统、运输设备远程控制系统五个子系统组成,五个子系统上传的数据和影像由监控中心计算机进行集成或处理后,生成直观形象的图形或动画,智能化岗位工程师据此通过各类操作台实现对工作面设备的协调管理和集中控制。
山西汾西香源煤业有限责任公司1206工作面探放水设计地测部2011年9月1206工作面探放水设计总工程师:生产矿长:安全矿长:机电矿长:通风区:调度室:安监处:机电区:施工队组:地测部:审核:编写:日期:2011年9月2日1206工作面探放水设计一、井田地质及水文地质情况1.1井田地质1.1.1区域构造井田处于吕梁—太行断块(Ⅱ)五台山块隆(Ⅲ)古交向斜地块西部(Ⅳ)西山向斜南部。
西山向斜为一个由石千峰向斜、马兰向斜、水峪贯向斜等组成的复向斜,轴向SN,右行斜列。
1.1.2.井田构造井田内总体构造形态为一背斜,在此基础上,在井田南部发育短轴背向斜及断层。
1)Z1背斜该背斜为本井田主体构造,位于井田中部,自北而南贯穿全井田,井田内延展长5100m。
轴向近SN向呈“S”型,为一宽缓的不对称背斜2)Z2背斜位于井田西南部,东雷庄村东北250m处,轴向N40°W,井田内延展长约300m。
出露地层为二叠系上统上石盒子组(P2S)。
3)Z3向斜位于井田西南角,东雷庄村西南300m处,轴向N40°W~近EW向。
井田内延展长约1100m。
出露地层为二叠系上统上石盒子组(P2S)。
4)断层井田断层不发育,落差较大的F8位于井田东南角,申家疙瘩村东北约250m处,其走向N55°E,倾向SE,倾角70°,落差5~10m,井田内延展长约1550m。
未发现有导水断层。
5)岩浆岩据清交详查报告及火山精查报告资料,井田内未发现有岩浆岩侵入。
6)陷落柱井田内暂未发现有陷落柱,相邻中兴煤矿有陷落柱发育。
1.2井田水文地质条件香源煤业公司井田地处晋西黄土高原,地形主要以黄土台、塬、梁及黄土冲沟为主,侵蚀切割严重,地形复杂。
地势总体北高南低,最高点位于井田北部山梁,海拔1421.40m,最低点位于井田西南部沟中,海拔945.00m,相对高差476.40m,属中低山区。
属黄河流域,汾河水系。
磁窑河支流—东沟河由北向南纵贯井田,为常年性河谷。
综采工作面扇形旋转开采技术应用与实践旋转采煤法起源于德国,是20世纪70年代在前进式和“z”形采煤法基础上发展起来的,到80年代初苏联在采煤工艺改革过程中,大量采用该方法,我国在鸡西等矿区先后试验了该方法,近几年,旋转开采技术得到了进一步的发展。
标签:综采工作面;扇形开采TB1前言朱庄煤矿地质条件复杂,断层构造较多,煤层厚度变化大,两巷按直线布置时,走向长度有时会比较短,安装拆除工作频繁,严重影响采煤工回采效率,为避免这种现象,我矿积极探索新的采煤方法。
其中,在2644综采工作面我们应用了扇形旋转开采技术,并取得了较好的效果,多回采原煤30余万吨。
2工作面位置及概况Ⅱ644工作面为Ⅱ64采区第一个区段,该面左、右均至六煤层不可采边界,上区段Ⅱ642工作面受古河床冲刷,煤层变薄,不可采,下区段Ⅱ646工作面已回采完毕。
Ⅱ644工作面顶部为Ⅱ4采区,已回采完毕。
该面所采煤层为六煤,煤层厚度0.6~2.2m,平均16m。
煤层结构简单,赋存较稳定。
煤层倾角2°~12°,煤层倾角变化不大。
该面基本顶为灰~浅灰色层状中细粒砂岩,层理明显,厚度18~20m;直接底为黑色砂质泥岩2~3m。
3工作面平面布置图图1工作面平面布置图4采煤工艺4.1工艺流程采煤机落煤和装煤→运输机运煤→移液压支架→推溜。
4.2落煤方式采煤机落煤。
4.3主要回采设备配备主要回采设备:ZY5000-09/20、ZY5000-14/28型掩护式支架、MG-320/710WD 型采煤机、SGZ-800/800刮板运输机、SZZ—830/315转载机等。
5扇形旋转开采工艺5.1旋转开采方案确定扇形旋转开采方法可分为实中心旋转和虚中心旋转两种。
实中心旋转与虚中心旋转在实际回采过程中有较大的差别,实中心旋转时工作面一端固定不动,而采用虚中心旋转时,工作面机回风巷须按一定的比例进行甩采。
2644工作面旋转后如需正常开采,机尾需绕机头旋转67度,旋转角度大,施工周期长,如采用实中心旋转,机头处长时间不推进,该地质条件下顶板管理相对比较困难。
第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、地理概况1、交通位置本井田位于宁夏灵武市东南62km的毛乌素沙漠的边缘,行政区划属灵武市马家滩乡管辖。
其地理坐标为东经106°30′~106°35′北纬37°52′~38°02′。
根据灵武矿区总体设计及其批复文件,井田东北边界以赵儿塔向斜轴为界,与羊场湾井田相邻,正北以29勘探线为界与英子梁井田相接,东、南、西三面均以1层煤+600m水平煤层底板等高线在地面的投影线为界。
井田南北长13km,东西宽平均约4km,井田面积为52km2。
本井田距黎(家新庄)—羊(场湾)矿区公路约10km,黎—羊公路与307国道、银(川)—古(窑子)—盐(池)高速公路相连。
307国道向西经灵武市(30km)、吴忠市(70km)、青铜峡(60km)与包(头)兰(州)公路和西(安)银(川)公路相接,向东经盐池(110 km)、定边可达陕西榆林、延安等地,由银古高速公路向北(约60km)可直达银川市,该公路紧靠矿区黎家新庄中心区处通过。
井田中心至银川市约80 km。
矿区内部及矿区与外部联系的运输系统已形成,公路交通便利。
包(头)—兰(州)国铁干线于矿区西部约70 km处南北向通过,灵武矿区铁路支线(大坝—古窑子)在包兰铁路的大坝站接轨,延至矿区古窑子(矿区辅助企业区)车站,已于1995年10月建成投入运营;古窑子至羊场湾段(11.83km)目前正在施工中,预计2005年前竣工。
因此本区交通状况良好,煤炭外运方便。
交通位置见图1-1-1。
二、地形地貌矿区位于鄂尔多斯高原西南之一隅,多为低丘台地地貌景观,个别为低山。
井田位于走向呈南北的两山之间,东侧为四耳山,山势南高北低,主峰杨家窑位于南部,标高1652.1m,北部标高1500m 左右。
西侧是狭长条带状山,自南向北为猪头岭、六道梁和面子山,其最高点分别为1436.5m、1435.4m和1451.9m。
将监测点持续外延。
工作面回采期间通过束管每天取样化验采空区一氧化碳、氧气等主要指标气体,检验注氮效果,并根据化验结果进行定性、定量分析,为采空区浮煤氧化程度分析及防火措施的完善提供了数据支持。
(4)利用束管系统,每日对主要回风巷密闭取样化验气体情况,分析工作面与外围区域漏风情况。
5取得的效果(1)由于措施到位,1105面回采期间没有出现一次自然发火,没有因处理隐患而影响过工作面生产,该面的防火工作为工作面的顺利开采提供了保障,而且消除了北皂煤矿2012年度最大的通防隐患。
(2)1105面的防灭火实践的成功,使复杂地质条件下反采区域二分层的回采成为可能,对提高矿井的资源回采率,解决矿井可采储量和长远发展问题具有十分重要的意义。
运河煤矿综放工作面自然发火防治技术与实践李远清,陈威,郭中安(山东济宁运河煤矿有限责任公司,山东济宁272055)摘要运河煤矿煤层自然发火期短,综放工作面老塘遗煤多,回撤期间自然发火威胁较严重。
依据煤炭自燃的氧化理论,在弄清自然发火“三带”的基础上,综合运用多种防灭火技术在9302工作面进行实践,取得了不错的效果。
关键词综采放顶煤自然发火防治技术中图分类号TD75+2.2文献标识码BYunhe coal caving face Spontaneous Combustion Prevention Technology and PracticeLi Yuan-qing,Chen wei,Guo zhong-an(Shandong Jining Canal Coal CoMPany Limited,Shandong Jining,China)Abstract Spontaneous combustion in Yunhe canal is short,fully mechanized coalface leaving the old pond and more fully mechanized caving face,espe-cially during the retracement period,the more serious the threat of spontaneous combustion.Theory based on the oxidation of coal spontaneous combustion,spontaneous combustion in the clear"three zones",based on the combination of various anti-fire practice in9302working face,and achieved good re-sults.Key words fully mechanized caving spontaneous combustion control techniques运河煤矿位于济宁市南张镇境内,矿井采用中央并列通风方式。
第35卷第5期 2015年10月 山西煤炭
SHANXI C0AL Vo1.35 No.5 0ct. 2015
文章编号:1672—5050(2015)05—0064—03 DOI:10.3969 ̄.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.05.021 枣泉煤矿12206综放工作面放煤工艺的探索与实践
刘俊杰 仙西威德睦方煤矿设计咨询有限公司,太原030006)
摘要:随着综采放顶煤开采技术的日益成熟,枣泉煤矿12206工作面为提高工作面循环产量及煤质,通过研 究采用不同的放煤方法进行探索实验和理论数据分析,得出了不同采煤和放煤方法对工作面循环产量和煤质的影 响,为枣泉煤矿今后的综采放顶煤开采技术提供了合理的依据。 关键词:工作面;综采放顶煤;循环产量;煤质 中图分类号:TD823 文献标识码:A
1 综采放顶煤开采方法概述 2工作面概况 随着采煤技术不断的发展,厚煤层的分层开采 逐渐被淘汰,而综采放顶煤开采和大采高采煤日趋 成熟。综采放顶煤开采方法的实质就是在开采煤层 的底部(沿底板或在煤层中某一高度范围的底部) 布置工作面,用正常的机械化方法进行回采,然后 利用矿山压力并辅助人工松动将上部煤体破碎后 放出【11。综采放顶煤开采主要包括采煤和放煤两方 面,工作面的循环产量及煤质主要与放煤有着直接 的关系。枣泉煤矿综采队通过连续10 d采用不同 的放煤方式进行探索实验和理论数据分析,迅速调 整了放煤方法和人员生产组织,保证了12206综放 工作面的循环产量及煤质要求。 通过实践证明:12206综放工作面在生产中采 用“一采一放,两轮顺序放煤”的放煤方法,可以保 证工作面循环产量大于1 500 t,原煤发热量大于 4 700 kJ/kg。枣泉煤矿综采队通过在生产中放煤方 式和人员生产组织的调整,保证了12206综放工作 面的循环产量及煤质要求,实现了综放工作面的高 产高效,为枣泉煤矿2009年度产量的完成及煤质 增收打下了坚实的基础,也为枣泉煤矿今后的综采 放顶煤开采技术提供了有力的依据。 枣泉煤矿12206工作面走向长度1 626 m,倾 斜长度250 1TI,该工作面回采的2号煤煤层平均厚 度7.95 1TI,煤层倾角17。~l9。(平均18。),煤层稳 定、起伏小且不含夹矸,煤层硬度户1.6~2.0。12206 工作面2号煤层的直接顶为3~4 nl厚的碳质泥岩, 老顶为13~14 in厚的中粒砂岩,煤层顶板易破碎垮 落,煤层适合使用综采放顶煤开采。
3 采煤工艺 12206工作面采用走向长壁综采放顶煤采煤 法进行开采,采用全部跨落法处理采空区。由于 12206工作面的直接底为0.5 1TI厚的碳质泥岩,遇 水易变软,所以12206工作面采用留设0.4 1TI厚的 底煤进行回采。12206工作面的割煤高度3.0 nl,放 煤高度4.55 ITI,采放比3.0:4.55=1:1.52。从12206 工作面的采放比可以看出,放煤工艺的选择及操作 直接影响12206工作面的循环产量及煤质。
4放煤工艺 放煤工艺主要包括初采和末采放煤工艺、放煤 步距、放煤方式和端头放煤 。由于12206工作面已 经历了初采初放并结合2号煤的顶板条件,因此不 考虑12206工作面的初采、末采和端头放煤对工作
收稿日期:2015—06—29 作者简介:刘俊杰(1984一),男,陕西南振人,大学本科,助理工程师,从事煤矿设计相关工作。 第5期 刘俊杰:枣泉煤矿12206综放工作面放煤工艺的探索与实践065 面循环产量及煤质的影响。从放煤步距和放煤方式 对工作面循环产量及煤质的影响做简要分析: 放煤步距的大小不仅与顶煤的厚度有关,还与 顶板冒落和运动特点及顶煤的破碎程度有关,确定 放煤步距时,必须保证放煤口上方能够充满已松散 的顶煤。放煤步距过小,放煤时靠采空区侧的矸石 容易随着顶煤一起窜入后部刮板输送机,影响煤 质;而放煤步距太大,顶煤会随着支架及后部刮板 输送机的前移而留在采空区,顶煤不容易放干净, 并且在放煤过程中采空区顶部矸石也会随着顶煤 一起窜人后部刮板输送机,既影响产量又影响煤 质。放煤方式不仅对工作面原煤产出率、含矸率影 响较大,同时还会影响到总的放煤速度、正规循环 的完成以及工作面能否高产。工作面采用不同的放 煤方式对循环产量及煤质有着不同的影响。 为了保证12206工作面的循环产量及煤质要 求,枣泉煤矿综采队全体员工连续10 d采用不同 的放煤方法进行了探索实验和理论数据分析,几种 不同的放煤方式对循环产量及煤质的影响如表1 所示:
表1 不同放煤方式对循环产量及煤质的影响 放煤方法 放煤步距/m 循环产量/t 原煤灰分 发热量/(kJ-kg- ) 备注 一采一放,单轮顺序放煤 O.8 1 720 >19 <4 7o0 回采率高,容易窜矸 两采一放,三轮顺序放煤 1.6 1 350~1 450 <16 >4 800 回收率过低,煤炭损失大,放煤工艺复杂 一采一放两轮顺序放煤 O.8 1 500—1 600 <18 470O 减少了窜矸,增加了煤炭回收率,保证了煤质
从表1可以看出: 1)采用一采一放,单轮顺序放煤,回收率高 但含矸率高、煤质差。主要原因:每台支架单独放 煤,放煤过程中相邻支架的放煤漏斗重叠,煤岩分 界线相割引起混矸,在放下部支架顶煤过程中上一 支架发生窜矸,移架过程中发生二次窜矸。 2)采用两采一放,三轮顺序放煤,含矸率低、 煤质好但回收率低,煤炭损失量大,放煤工艺复杂, 循环间隔时间长。主要原因:两采一放,放煤部距过 大,煤炭在移架过程中进入采空区无法回收,多轮 放煤扰动煤岩分界面引起混矸,放煤漏斗重叠,在 见矸关门的情况下煤炭损失量增大。 3)采用一采一放,两轮顺序放煤(第一刀两个 放煤工同时操作相邻支架追机顺序单轮放煤,第二 刀四个放煤工分上下两段两轮顺序放煤)既保证了 循环产量又保证了煤质要求。主要原因:第一刀同 时操作两台支架进行单轮放煤,降低了放煤漏斗重 叠煤岩分界线相割引起的混矸,增加了煤炭回收 率,通过放煤结束后将尾梁降低移架,有效的解决 了移架过程中的支架漏矸问题。单轮放煤减小了对 煤岩分界面的扰动引起的混矸。第二刀在采取与第 一刀同样放煤工艺的同时采取两轮放煤,目的是尽 量回收第一刀没有放完的顶煤,增加煤炭回收率。 经过分析:12206工作面放煤方法采用一采一 放,两轮顺序放煤,为有利于端头管理,机头、机尾 各3台过渡支架,原则上不考虑放煤,为提高顶煤 回收率,当顶煤冒落块度较小、块度均匀时,基本支 架侧的过渡支架可适量进行放煤。 通过实践证明,枣泉煤矿综采队在生产中采用
一采一放,两轮顺序放煤的放煤方式可以保证 12206工作面的循环产量在1 500 t以上,原煤发 热量大于4 700 kJ/kg。通过放煤方法的调整和加强 人员组织,12206工作面实现了连续8个月的稳 产、高产,实现了综放工作面的高产高效,为枣泉煤 矿2009年度产量的完成及煤质增收打下了坚实的 基础。
5 结论 1)枣泉煤矿通过综放工作面放煤工艺的调整, 保证工作面循环产量和煤质要求,从而实现产量和 煤质增收。 2)枣泉煤矿通过12206综放工作面采用一采
一放,两轮顺序放煤的放煤方法实现了工作面的高 产高效,为枣泉煤矿今后的综采放顶煤开采技术提 供了有利的依据。 3)枣泉煤矿以后的发展中,必须根据实际情况 及时调整和改进采煤工艺,才能实现采煤工作面的 高产高效,才能实现矿井的稳步快速发展。 山西煤炭 第35卷 参考文献: [1]钱铭高,石平五.矿山压力与岩层控制【M】.徐州:中国矿业大学出版社,2013 『212 徐永析.煤矿开采学(修订版)[M】.徐州:中国矿业大学出版社,1999.
Exploration and Practice of Caving Technology in No.12206 Fully Mechanized Mining Face in Zaoquan Mine LIU Junjie (Weide Mufang Mine Designing Consulting Co.,Ltd.,Taiyuan 030006,China) Abstract:With the readiness of top coal caving technology,to increase the production and coal quality of No.1 2206 working face in Zaoquan mine,different caving mining methods were tested and analyzed.The resuhs show the effect of different caving mining on the coal yield and quality,which could provide reasonable evidences for future top coal caving in the mine. Key words:working face;top coal caving of fully mechanized mining;production of cycle operation; coal quality
(编辑:薄小玲)
(上接第46页) 参考文献: [1】炎光,陆士良中国煤矿巷道围岩控 ̄ifJ[M]馀州:中国矿业大学出版社,1994. 【2] 谢文兵,史振凡,陈晓祥,等.工作面开采对底板岩巷稳定性的影响[J】_中国矿业大学学报,2004,33(1):82—85. 【3】 谢文兵,史振凡,殷少.举近距离跨采对巷道围岩稳定性影响分析叭岩石力学与工程学报2004,23(12):1986—1991. [4]朱术云,曹丁涛,岳尊彩,等.特厚煤层综放采动底板变形破坏规律的综合实测【J】.岩土工程学报,2012,34(10):1931—1938. 【5】马良,王国防,王浩,等.工作面回采对底板岩巷应力扰动分析研究[J].煤炭工程,2013(5):96—98. [6]陆士良,孙永联.底板岩巷和邻近煤层巷道位置及跨采矿压显现规律[J】.煤炭科学技术,1994,22(6):27—31. 【7]张蕊,姜振泉,岳尊彩,等.采动条件下厚煤层底板破坏规律动态监测及数值模拟研究【J】.采矿与安全工程学报,2012,29(5):625—630
Mechanical Analysis on Roadway Floor along Advancing Direction of Fully-mechanized Working Face SUN Zengpeng .LI Gang ̄ (1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China; (2.East Stripe Coal Mine,ChinaCoal Pingshuo Group,Shuozhou 036000,China; (3.Jinggong No.1 Coal Mine,ChinaCoal Pingshuo Group,Shuozhou 036000,China) Abstract:In No.1 Pingshuo Mine,close distance No.4 and No.9 coal seams are co-mined.The floor heave of the No.9 coal seam was studied.The results show that high-intense mining in the No.4 coal seam causes the mining stress and the redistribution of surrounding rock stress.Then the stress accumulated in front of coal walls and floor causes the stress concentration of the N0.9 seam.with different levels of failure deformation of the surrounding rock. Key words:floor heave;surrounding rock stress;stress concentration