煤矿上行开采方法29页PPT
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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。由于从很大深度上开始回采,回采后的采空区又及时用强度较大的充填料进行充填,完全可以避免岩体发生大规模的移动和整体破坏,地表的破坏和塌陷可能性极小,某些井巷工程可以靠近矿体布置,从而显著地节省基建工程量和采准工程量;同时,由于应力场的重新分布,对减缓硬岩深部开采诱发的岩爆灾害有积极作用。
八连城煤矿31801工作面上行开采可行性论证报告(共16页)
珲春矿业(集团)有限责任公司生产技术部 编制 1
八连城煤矿31801工作面上行开采
可行性论证报告
珲矿公司所属矿井到目前为止,基本来用自上而下即下行开采顺序、由于八连城煤矿31801工作面受特定原因的影响,需要采用上行开采的方式进行回采。工作面上行开采时,由于其下部煤层己经回采完毕,下层煤的上覆岩层必然产生变化,这时可能会对上层顶底板造成一定的影响,甚至可能导致煤层的结构产生一定的变化,其变化程度取决于下层煤层顶板岩性垮落特性以及煤层的间距。因此,我们要通过下层煤层的开采状况、围岩岩性、顶板下沉规律进行分析研究,来确定工作面上行开采方式的可行性。
一、上行开采规律及研究方法
(一)煤层群上行开采的一般规律
1、理论资料上显示上行开采的一般规律:
(1)当下部开采一个煤层时,采动影响倍数K>7.5,上煤层可正常进行掘进和采煤。如果下煤层采出时留有煤柱,则在下部煤柱对应的上煤层工作面内可能出现局部顶板岩层和煤层的开裂现象,采取一定措施后,可正常进行上行开采。
(2)当下部开采多个煤层时,综合采动影响倍数Kz>6.3,可在上行煤层正常进行掘进和采煤工作。
(3)上煤层位于下煤层开采的冒落带之上时,一般可正常进行上行开采。
2、国内上行开采实践分析结论: 八连城煤矿31801工作面上行开采可行性论证报告(共16页)
珲春矿业(集团)有限责任公司生产技术部 编制 2
(1)当下部开采单一煤层时,采动影响倍数K的下限值为6。
(2)当下部开采多个层时,综合采动影响倍数Kz>6.3时上部煤层可正常进行回采,没有提出Kz的下限值。
(3)上下煤层开采间隔时间大于3个月。
(二)针对31801工作面分析研究方法
针对八连城煤矿19号煤层、18号煤层围岩岩性、工作面布置形式等条件,通过理论计算方法,开展顶板下沉变形规律、采空区在时间和空间上对上覆煤层造成的影响等相关内容的研究,获得31801工作面围岩抗压强度变化范围、安全回采的煤层层间距和上部综采面合理布置及开采时间间隔等关键性参数。根据下部19号煤为已有采空区,确定上部18号煤层再进行综采的上行开采的可行性,提供安全回采可行性临界条件及实施方案,并指导现场应用。
《煤矿开采方法》复习题
一、名词解释
1、石门——与煤层走向垂直或斜交的水平岩石巷道,称为石门。
2、阶段——在井田范围内,沿着煤层的倾斜方向,按一定标高把煤层划分为若干个平行走向的长条部分,每个长条部分具有独立的生产系统,称之为一个阶段。
3、水平——通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平,称为“开采水平”,简称“水平”。
4、暗立井——没有直接通达地面出口的立井,装有提升设备,也有主、副暗立井之分。
5、井田开拓——由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程称为井田开拓。
6、井底车场——是联结井筒和井下主要运输大巷的一组巷道和而定的总称,是联结井下运输和井筒提升的枢纽,担负着煤炭、矸石、物料和人员的转运及为全矿井通风、排水、供电服务的任务。
7、前进式回采——先采靠近井筒的采区,自井筒向井田边界方向逐次开采其余各采区,称为前进式开采;采区内工作面自采区上山向采区边界推进,称为前进式回采。
8、矿山压力——就是由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩应力平衡状态,引起应力重新分布,我们把存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称为矿山压力。
9、沿空留巷——就是在采煤工作面采过之后,将区段平巷用专门的支护材料进行维护,作为下区段的平巷。
10、正悬臂——支架悬臂的长段在立柱的煤壁侧,有利于支护机道上方顶板,短段在立柱的采空侧。
11、及时支护——采煤机割煤后,立即移支架,及时支护裸露顶煤然后推移输送机的支护方式称为及时支护。
12、循环进度——采煤工作面每完成一个循环向前推进的距离,是每次落煤深度和循环落煤次数的乘积。
13、放煤步距——是指沿工作面推进方向前后两次放煤的间距。
14、倒台阶采煤法——是指在急斜煤层的阶段或区段内,布置下部超前的台阶形工作面,并沿走向推进的采煤方法。 15、井田——在矿区内,划归给一个矿井开采的部分煤田。
二、填空
1、矿井巷道按服务范围及其用途可分为
第六章 采煤方法
第一节 采煤方法
一、 采煤方法选择
1.开采条件
一采区内12、15号煤层间距43.35m,其导水裂隙带高度(53.37m)大于两层煤层间距,若采用上行开采,可能会产生12号煤及顶底板物理力学性质发生变化:在掘进及回采工程中出现巷道顶板破碎,裂隙发育,部分地段底板松软,采动后有可能出现底板裂隙,容易造成支柱钻底,不利于超前支护管理以及15号煤采空区瓦斯通过裂隙进入12号煤层回采工作面等问题。本次设计针对上述情况,可采取加强巷道支护(巷道破碎段可采用U型钢支护)、适当加大回采工作面支护设备的工作阻力并加强通风等措施得以解决。因此一采区内采用上行可采虽对12号煤层有一定影响,但通过采取技术安全措施是可行的。
2.可供选择采煤方法:
(1)分层开采:
分层开采虽然技术成熟,但工序复杂,掘进率高,厚煤层分层开采,掘进工程量相对较大。
放顶煤开采:
放顶煤开采与分层开采相比有以下明显优点: a、煤层掘进量小,掘进费用低,缓和了采掘关系;
b、减少了搬家倒面次数,节省了设备搬迁、安装的工作量和费用;
c、较分层开采对煤层厚度变化、地质构造适应性强,且减少了铺网工序、材料、工资及巷道维护等费用;
d、工作面处于减压带,降低了支架吨位和支护成本;
e、顶煤利用矿压落煤、装煤、变不利因素为有利因素;
f、有利于矿井的集中控制,实现减面、减人、提高工效的目标;
g、提高劳动生产率,降低成本,比一般回采工效提高2~5倍,经济效益显著,吨煤成本一般降低8~20元。
通过对分层开采和放顶煤开采优缺点比较,结合国内目前技术装备水平及本矿井多年的生产管理经验,因此12号煤设计采用长壁综采一次采全高采煤法,15号煤设计采用长壁综采放顶煤采煤法。
二、工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型
1.回采工作面长度
依据井田15号煤层的赋存状况和开采技术条件,参照《煤炭工业矿井设计规范》的有关规定,并结合国内综采机组开采同类煤层的成功经验,综合确定综采工作面长度为150m。