急倾斜煤层开采方法
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开采4~8 m急倾斜单一煤层采煤方法摘要:急倾斜煤层赋存条件复杂,开采难度大,原采用的采煤方法有巷放式、伪斜柔性掩护支架式、仓储式等方法,其中巷放式、仓储式已是国家禁止采用的采煤方法。
针对4~8m急倾斜单一厚煤层开采方法一直以来都没有得到很好解决,也是制约着此类煤矿安全生产的一个主要因素。
为此本文介绍一种“ZF3200/17.5/27F型放顶煤液压支架”,经现场工业性试验及应用证明,可以比较好地解决开采4~8m急倾斜煤层。
同时体现出工作效率高、工作面支护条件好,安全可靠、工人劳动强度低、推进速度快、对煤层厚度变化适应性强等优点。
关键词:4~8m急倾斜煤层放顶煤液压支架工作面开采方法工业性试验及应用1 急倾斜煤层通常采用的采煤方法急倾斜特厚煤层国内外一般采用水平分段放顶煤采煤方法,急倾斜厚煤层一般采用伪斜柔性掩护支架采煤法,但对于煤层厚度介于厚及特厚之间的急倾斜厚-特厚煤层开采在国内外还是一个难题,至今没有比较成熟的采煤方法。
原采用的采煤方法有巷放式、伪斜柔性掩护支架采煤法、仓储式等方法。
巷放式采煤方法是较原始的采煤方法,一般沿煤层走向仅布置一条独头巷道,回采时,在巷道内由里向外后退回收,由于生产系统不完善,只能采用局扇供风。
为了提高资源回收率,一般需要人员进入老空打眼放炮,极不安全,是国家禁止采用的采煤方法之一。
伪斜柔性掩护支架采煤方法是工作面沿煤层伪斜布置,用一定结构形式的掩护支架,将回采工作面空间与采空区冒落的矸石分开,使之不受冒落岩石的影响,随着回采工作面推进,掩护支架在其自重和冒落岩石的作用下,紧随工作面下放,采煤工作在掩护支架下进行。
该采煤方法由于工作面作业空间小,作业环境差,工作面工效低,工人劳动强度大,厚度变化较大时,易丢煤,煤层倾角较缓时支架下放困难等缺陷,仅适用于煤厚为2~6.0m,煤层倾角在45°以上急倾斜煤层。
仓储式采煤方法是在一个水平内,沿煤层走向每隔16m划分一个仓,仓与仓之间留设6m煤柱。
急倾斜不稳定煤层开采方法浅探摘要:在吉林省煤炭资源短缺的情况下,对赋存条件极差的煤层进行安全经济合理开采是非常必要的,这是我在小煤矿工作中时常思考的问题。
本人曾在小煤矿(安图县胜利煤矿)工作四年,对急倾斜不稳定煤层的采煤方法略有探索。
曾进行过技术改造,此种采煤方法将对小型煤矿的难开采煤层的回采具有一定的意义。
关键词:急倾斜煤层;开采方法;小型煤矿安图县胜利煤矿采用片盘斜井开拓,通风采用中央并列式通风方式,煤层为东西走向,矿区走向长度为600米,倾角平均75°,煤层平均厚度为4米。
一、煤层概况此煤层属长焰煤,煤层倾角65°以上,厚度0.7米~6.0米不等,属鸡窝状不稳定煤层,没有伪顶,直接顶和底板为页岩和凝灰岩,硬度大约f = 5~6。
没有大的褶曲,也没有断层,地下水也不大。
二、开采方法(一)巷道布置设计相邻两个车场的标高差为27米,在车场通过石门进入煤层后,先沿煤层打一个急倾斜上山与上水平运输顺槽贯通,用作运输顺槽掘进时回风,内设爬梯便与行人;间隔8~10m再打一个溜煤眼用作回风顺槽掘进时出货。
然后沿煤层送运输顺槽,一直送到井田边界为止,回风顺槽与上水平运输顺槽间留4米煤柱,也一直送到井田边界。
开切眼打通后,退回20~25米再打一个预备开切眼,在两个开切眼中间送两条腰顺,(见纵向投影图)。
所有巷道均采用上宽2m,下宽3m,净高2.2m的净断面积。
(二)回采工艺安全检查结束后,先在回风顺槽向下打两排炮眼,在两条腰顺内向上向下各打两排炮眼,在运输顺槽向上打两排炮眼。
排距1米,眼深2米,每排扇形布置,眼底至顶底板(见炮眼布置图)。
装好药后,母线都连接至预备开切眼下口处,先放运输顺槽的两排炮眼,再放腰顺的上下炮眼,最后放回风顺槽的两排炮眼,即自下而上的顺序。
放炮前,先开启运输机,每次放炮要有间隔时间,以防煤多压住运输机。
煤出净后,重复上述工艺。
(三)爆破参数1、爆破器材选用毫秒延期电雷管的1、2段,分别用于第一排和第二排,煤矿许用炸药(每个药卷重150g)。
急倾斜煤层走向长壁后退式采煤方法的应用与探讨◎王光军(作者单位:亿达信能源有限公司宝源煤矿)近年来,在社会经济快速发展过程中,社会对煤炭需求量呈现出了急剧增长态势。
就我国采煤现状来看,已经发展到了后期阶段。
煤层开采深度不断加深、开采难度逐渐加大。
针对一些倾斜角较大的煤层,更是在无形之中加大了工作难度。
在进行了深入研究之后,发现将走向长壁后退式采煤方法应用到倾斜角较大的地方,能够产生积极作用。
为此,在对该开采方法优势和应用时需要注意的事项进行了研究之后,将其运用到大井一区开采工作中,产生了应有的效果。
同时,对于急倾斜煤层回采方式的研究也提供了一定借鉴和技术性参考。
一、传统采煤方式的优缺点1.“穿花垛”式回采方式的优缺点。
将“穿花跺”式回采方式应用到具体工作中,其能够为后期顶板管理工作的顺利开展创造良好条件。
当顶板出现破碎状况时,利用这种开采方式,能够进一步提升顶板控制效果。
但是从另一方面来看,其也存在着一定的弊端。
其中,较为明显的便是单产低、煤炭资源浪费严重。
在回采率方面,仅能够达到总体的60%一80%。
另外,在回采时,还面临着通风系统管理难度较大的问题。
2.“仓储式”回采方式的优缺点。
从“仓储式”回采方式特点来看,在开采过程中,其所需要掘进的巷道量较大,=。
为了能够针对性解决行人和通风方面的问题,需要在每个仓为其设置一条上山。
在回来率方面,相比较于“穿花跺”,其优势更为明显。
从其弊端来看,单产量低、回采工序较为复杂等,都是其面临的主要问题。
另外,在放仓时,很容易出现堵仓情况。
在此过程中,如果发现出现了顶板劈碎问题,将会对风路管理产生一定影响。
整体上来看,这种方式虽然回采效率高,但如果发生了堵仓问题时,则会严重影响后期工作的顺利开展。
3.走向长壁后退式回采方式的优缺点。
就目前工作形势来看,在大井一区开展采煤工作时,都会利用到走向长壁后退式回采方式。
尤其是在急倾斜煤层区域中,其应用更为广泛。
结合相关调查和研究可以发现:这种回来率较高,并且丢煤现象发生较少。
《浅孔留矿法开采急倾斜煤层的方法探讨急倾斜煤层的开采方法》摘要:急倾斜煤层开采难度较大,具有多种采煤方法,只要条件适宜,浅孔留矿法也可应用于急倾斜煤层的开采,浅孔留矿法具有管理方便,采准工作量小以及生产技术易于掌握等优点一、概述浅孔留矿法是金属、非金属地下矿山急倾斜薄和中厚矿体的常用采矿方法。
这种采矿法的特点是工人直接在矿房中大暴露面下作业,采用浅孔爆破落矿,自下而上的分层回采,每次采下的矿石靠自重放出三分之一左右,其余暂留在矿房中做为继续作业的工作台。
采场布置如下图。
矿房全部回采完毕,暂留在矿房中的矿石进行大量放矿。
然后用其它方法回采矿柱和处理采空区。
在回采矿房过程暂留的矿石经常移动,不能做为地压管理的主要手段。
当围岩不稳固时,留矿不能防止围岩片落,特别是在大量放矿时,随着放矿的进行围岩的暴露面逐渐增加,由于围岩大量片落而增大了矿石贫化。
当崩落下大块岩石时,堵塞漏斗造成放矿的困难,增加矿石损失。
急倾斜煤层开采难度较大,具有多种采煤方法。
只要条件适宜,浅孔留矿法也可应用于急倾斜煤层的开采。
二、工艺过程1、采场构成要素采场的主要构成要素有:区段高度,采场长度和宽度,以及煤柱的尺寸等。
区段高度应根据煤层构造、围岩稳固情况以及煤层倾角等因素来确定,一般为30~40m。
在能够保证安全和顺利回采的条件下,应采用较大的区段高度,以增加采场的储量,从而减少煤碳损失。
采场长度主要应考虑煤层和围岩的稳固程度,一般为40~60m,开采薄煤层为25~120m,中厚煤层为20~80m。
在开采薄煤层时,由于采场的宽度很小,一般情况不留间柱,只留顶住和底柱,采场之间靠天井的横撑支柱隔开,并对围岩起支户作用。
在某些情况下,由于采用人工假底,或者上部平巷不需保留时,也可不留顶柱和底柱,区段间和采场间依靠假底和天井中支柱隔开,并对围岩起维护作用。
在开采中厚以上煤层时,一般应留间柱、顶柱和底柱。
薄煤层间柱宽2~6m,顶柱厚2~3m,底柱高4~6m;中厚以上煤层间柱宽8~12m,顶柱厚3~6m,底柱高8~10m。
阐述急倾斜煤层开采顶板管理方法急倾斜煤层均由煤层倾角增大引起的,地质构造复杂,煤层赋存不稳定煤层由原水平状态经过多次地质变动,变成急倾斜煤层。
急倾斜煤层开采的矿山压力的分布规律不清楚,急倾斜煤层开采的顶板管理复杂,顶板事故多。
急倾斜煤层开采中,因其倾角大而给顶板管理造成很大困难,机械化采煤不适应,用非正规采煤方法,产量低,安全系数小,材料消耗大。
所有这些都跟顶板有直接关系,特别是顶板破碎,对管理的要求更高。
1 急倾斜煤层开采顶板管理的主要特点急倾斜煤层的构造复杂,断层和褶曲多,煤层厚度变化较大。
煤质松软,层、节理非常发育,呈鱼鳞状,易片帮。
急倾斜煤层的倾角大于岩石安息角,采煤工作面采下的煤能自动下滑,从而简化了工作面的装运工作,但下滑的煤和矸石容易冲倒支架,砸伤人员。
急倾斜煤层和围岩的节理发育,初次来压和周期来压并不明显,易发生无预兆的大面积突然冒顶垮落,造成顶板事故。
急倾斜煤层顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓倾斜煤层小,而沿倾斜作用的分力大,煤层开采后,煤层顶、底板都有可能沿倾斜方向滑动垮落,支架稳定性差,易发生扭曲与倾倒。
因而工作面支护工作的难度大。
急倾斜煤层的赋存条件普遍较差、储量少、开采困难、采煤工作面生产能力小。
受经济和客观地质条件限制,难于采用先进的顶板管理方法。
急倾斜煤层采煤工作面行人、运料及操作等各工序均较困难。
急倾斜煤层机械化采煤一般比较困难,对顶板管理要求高。
2 急倾斜煤层顶板管理的支护方式开采急倾斜煤层的多数矿井,由于煤层赋层条件差、矿井规模小、经济条件差,工作面支架多数采用木支架,少数采用金属支架。
支架的布置方式主要取决于煤层直接顶的稳定程度、老顶来压强度和对直接顶的破坏程度以及底板的岩石性质和回采工艺等。
在顶板管理中,大多采用以下支护方法:2.1 带帽点柱支护该支护适宜于顶板较完整、稳定的回采工作面。
这是回采工作面普遍采用的基本支柱,根据顶底板岩石性质,一般分为矩形和三角形两种排列。
急倾斜煤层开采方法
一、急倾斜煤层开采的主要特点 BBHOtP7<
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1.急倾斜煤层的构造复杂,断层和褶曲多,煤层厚度变化较大,开采煤层的赋存条
件普遍较差、储量少、开采困难、采煤工作面生产能力小。因此,开采急倾斜煤层的
矿井多数是中、小型矿井。 Kz&dy=p;j
2.急倾斜煤层的倾角大于岩石安息角,采煤工作面采下的煤能自动下滑,从而简
化了工作面的装运工作,但下滑的煤和矸石容易冲倒支架,砸伤人员,急倾斜煤层和围
岩的节理发育,初次来压和周期来压与不明显,易发生无预兆的大面积突然冒顶垮落,
造成顶板事故,给生产带来一些不安全因素。因此,生产的不安全因素多,安全性
差。 !J1C8")3B
3.急倾斜煤层顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓倾斜煤层小,而沿倾
斜作用的分力大,煤层开采后,煤层顶、底板都有可能沿倾斜方向滑动垮落,支架稳定
性差,易发生扭曲与倾倒。因而工作面支护工作的难度大。 tngNUM
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二、急倾斜煤层开采技术存在的问题 eD."_5
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总的来说,目前我国急倾斜煤层开采方法中不同程度地存在很多问题,这些问题
主要表现在以下几个方面: dHoc4e{
1.煤炭损失率高。主要存在于那些采落的煤炭与采空区冒落矸石无隔离设施的
采煤方法,如斜坡式、小分段爆破、水力采煤、仓储式等。这些采煤方法的煤炭损失
率有的高达40%-50%,与此同时,生产的煤炭往往有较高的含矸率。煤炭损失率高,不
但给煤炭自燃创造了条件,而且浪费资源,缩短矿井寿命。 Cg"%
2.巷道掘进率高。这些问题主要表现在斜坡式、小分段爆破和沿倾斜推进的掩
护支架等采煤方法中。这些采煤法,有相当大的一部分巷道是在支承压力带内掘进和
维护的,维护这些巷道的工作量很大。掘进率高,增加了巷道掘进维护的费用,影响工
作面的接替,给通风管理工作造成困难。尤其在有冲击地压危险的煤层中,巷道对煤体
切割过多,增加了冲击地压的危险。 IHBx7q~$
3.通风条件差。这一问题,大部分急倾斜煤层采煤方法都不同程度地存在,而斜坡
式、小分段爆破、仓储式和长孔爆破采煤法尤为严重。这些采煤方法中,通风系统复
杂,有的采煤工作面为独头通风,工作面风流中,煤尘和瓦斯的含量较高,对工人的健康
和安全危害较大。 r6IoN]P;
4.工人劳动强度大。这是所有急倾斜煤层采煤方法共同的缺点,由于煤层赋存条
件的限制,急倾斜煤层中大部分巷道和工作面坡度大、空间小,工人在工作面落煤、支
护、运料、行走均十分困难,劳动强度大。 -LhTnzf?y
5.开采效益差。与倾斜或近水平煤层比较,急倾斜煤层的开采不仅单产低、工效
低,而且成本高、煤质差,因此,这类急倾斜煤层矿井规模小、效益差。三、急倾斜煤
层采煤方法的分析 }Clw10&
vzmjy3.i
1.合理划分采区,加大采区尺寸尽量加大采区尺寸,加大采区的煤炭储量。划分采
区时,根据生产设备及回采工艺的要求,避免人为地划分采区边界,适当加大采区的走
向长度,加大阶段垂高。 3$H\RxI9
2.优化回采工艺,提高生产效率 c"SdE
目前我国急倾斜煤层开采工艺相对比较落后,绝大多数矿井采用炮采工艺和风
镐落煤工艺,工人劳动强度大,安全状况差。优化回采工艺最主要的就是提高回采机械
化程度。要提高矿井开采的机械化程度,可以从局部机械化和全局机械化两个方面来
考虑。局部机械化指的是从支护方式、落煤方式以及运输方式几个方面单独考虑改
进方法,以提高矿这几个方面的机械化程度。全局机械化是采用综合机械化采煤方式,
从破煤、装煤、运煤以及支护四个方面来实现机械化。 ot&S8+CAl
在一定的条件下,对开采技术条件进行评价,寻求最适宜的采煤方法,并且通过对
工作面开采工艺、设备及系统配置的分析,采取改造系统的薄弱环节、完善工艺系统
和开采技术等措施来有效地提高工作面单产。如加大采区走向长度,改进回采工艺,
合理确定采煤工作面的支护方式等。在通常情况下,急倾斜煤层采区的走向长度比较
小,可采储量少,只能满足几个月的正常生产,造成采面搬迁频繁,而且需要留设大量的
保护煤柱,影响资源回收率。这不仅影响矿井的正常生产,增加无效工时,同时也造成
了资源浪费,降低了工作面设备的使用效率,影响机械化程度的提高。在生产过程中,
根据矿井地质条件的变化,加大采区走向长度,不仅可以增加采区储量和服务年限,减
少工作面搬迁次数,而且还能减少区间煤柱的损失,减少准备巷道的掘进工程量,进而
增大采区生产有效工时比率。加大采区的走向长度,还可以增加采区同时开采的工作
面个数,能提高采区的生产能力,有利于采区和矿井的集中生产。 3.改进巷道布
置,优化生产系统 选择巷道布置方式时,首先要满足安全生产的要求,保证每个
采区、回采工作面均至少有2个安全出口,实现工作面全负压通风。其次,巷道布置方
式要与采煤方法一致,同回采工艺结合,充分考虑水平巷道、倾斜巷道各自的优缺点,
尽量不采用垂直巷道,提出系统简单、布置合理的准备、回采巷道。 qjNg+"*Bj?
四、结论 我国开采急倾斜煤层的历史悠久,由于经济欠发达,受科学技
术、国家产业政策和生产力发展水平等的限制,大、中、小矿井并存,且中、小型煤矿
特别多,因此采用的采煤方法很多。本文总结与提升急倾斜煤层的采煤方法与采场矿
山压力显现的规律;并针对目前开采存在的主要技术难题,提出急倾斜煤层开采的发
展方向与对策,指导急倾斜煤层的安全生产实践,提高企业经济效益,促进急倾斜煤层
采煤方法的发展。