上行煤矿开采技术分析
- 格式：pdf
- 大小：135.82 KB
- 文档页数：1
工业技术 ｈｎｏ —２Ｕ—ＩＵ［ＮＵ．／Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ瞄囵团圆墨阉 ●■— 嵋 ■ ■－■■－■ 上行煤矿开采技术分析 荣联凤 （中鼎国际．Ｙ－程有限公司，江西南昌３３００００） 摘要：本文通过分析影响上行煤矿开采主要因素，提出了上行开采的技术条件，对上行开采技术应用的判别标准进行了详细的阐述。 关键词：影响因素；适用条件；判别方法 上行开采是先采下煤层，后采上煤层，煤矿 生产实践及科学研究证明，在某些地质及开采 技术条件下，上行开采在安全、开采技术及提高 经济效益方面具有独特作用。 １影响上行开采的主要因素 １．１采煤方法的影响 采煤方法是控制覆岩破坏高度的重要因 素，如厚煤层分层开采时可以使冒落带和裂隙 带的发育高度有所降低。这时，采空区的空间主 要由上覆岩层的整体弯曲来充填。因而，地表或 覆岩下沉量大、下 的时间短。全部垮落法管理顶板时，采场上覆岩 层一般都形成“三带”而采用充填法管理顶板 时，一般只引起覆岩的开裂性破坏，顶板下沉量 要比全部垮落法小；顶板下沉量随采高而变化。 １．２岩陛及层问结构的影响 当顶板岩层硬度较高时，冒落带和裂隙带 的发育较高。在冒落过程中，顶板下沉量较小， 采空区空间高，冒落过程充分。因此，岩层主要 以断块充填采空区。当顶板岩石强度较低时，在 冒落过程中，覆岩下沉量较大，采空区高度不断 缩小，冒落过程发展不充分，主要以岩层弯曲充 填采空区。因此，冒落带及裂隙带发育较低。 当直接顶的厚度大于１／（ＫＰ－１）￣高时，冒 矸充满采空区，其上覆岩层在断裂下沉中易于 形成平衡岩层结构，位于平衡岩层之上的煤层 将缓慢下沉，有利于上行开采。当顶板赋存有节 理裂隙发育的石灰岩或坚硬砂岩时，这些岩层 易形成缓ｌ曼下沉，显然上覆岩层将均匀下沉，上 行开采有利。 １．３采高的影响 采高越大，采出的空间越高，采场上覆岩层 结构可能获得平衡的几率就越小，势必导致采 场上覆岩层的严重破坏。开采单一煤层及厚煤 层第一分层时，冒落带及裂隙带高度与采高基 本上成正比关系。在分层开采厚煤层时，冒落带 及裂隙带高度与累计采高成分式函数关系。当 分层数增加时，此两带高度趋于稳定略有下降。 ｌ４层间距的影响 上、下煤层的层间距（或Ｈ／Ｍ，Ｈ一上下煤层 间距， 采高）越大，上覆煤层移动越平缓，倾 斜、曲率等各种变形值越小，越有利于上行开 采。若层间距 戈Ｈ 小，上覆煤层就会变形剧 烈，甚至出现台阶下沉。当上、下煤层的层间距 大于下煤层的冒落带最大高度时，上煤层发生 台阶错动的几率就小，采取一定技术措施，一般 可以上行开采。 ２上行开采的判别方法 ２１围岩平衡法 ， 上行开采破坏了采场上覆岩Ｃ噪）层的原始 应力平衡状态，必然引起上覆岩（煤）层的横向及 纵向变形与破坏，产生大量采动裂隙。随时间延 长，采动裂隙会重新闭合压实；而纵向剪切变形 则表现为煤层发生台阶错动，破坏煤层形态。后 者是影响上行开采的最大障碍。 在采煤过程中，能够形成不发生台阶错动的平 衡岩层结构的岩层称为平衡岩层。设从下煤层 顶板至平衡岩层顶板的高度叫围岩平衡高度， 则其上行开采的基本准则是：当采场上覆岩层中 有坚硬岩层时，上煤层应位于距下煤层最近的 平衡岩层之上；当采场上覆岩层均为软岩时，上 煤层应位于断裂带内；上煤层的开采应在下煤 层开采引起的岩层移动稳定之后进行．上行开采 必要的层间距Ｈ可按下式估算： ，、丛一 蜀一１ 式中：Ｍ－下煤层采高，眦 Ｋｒ．直接顶岩层碎胀系数，１ １．１５； ｈ＿平衡岩层本身厚度，按岩Ｏ ）层柱状图 确定。 ２．２比值 ＩＪ另Ｕ法 当下部开采一个煤层时，用比值Ｋ的大小 判别，即： Ｋ Ｈ『Ｉ１ 式中：Ｋ－冒落带高度，删 Ｍ一下煤层采高，ｍ。 当Ｋ＞７．５时，先采下部煤层，一般可以不 影响在上煤层内进行正常准备和采煤。 当下部开采多个煤层时，用综合比值Ｋ 来 判别： 蕊 式中：ＫＩ＝ＨＩ／Ｍ２Ｋ Ｈ ３．…一，Ｋ ｎ＋１； Ｈｌ，Ｈ１……，ｎ￣Ｔｍ２，ｍ３ｍ １煤层到ｉ１ｑｌ煤层 的距离，ｒＩ１： Ｍ２Ｍ ３ ．…一，Ｍ 一下部各煤层的采高，Ｉｎ。 实践及研究成果证明，综合比值 ＞６－３ 时，可正常进行上行式开采。 ２＿３“三带”判别法 当上下煤层的层间距小于或等于下煤层的 垮落带高度时，上煤层形态将遭到严重破坏，无 法进行上行开采；当上下煤层间距小于或等于断 裂带高度时，上煤层形态只发生中等程度的破 坏，采取一定安全措施后，可正常进行上行开采； 当上下煤层的层间距大于下煤层的断裂带高度 时，上煤层只发生整体移动，形态不被破坏，可 正常进行上行开采．上煤层的开采应在下煤层开 采引起的岩层移动稳定之后进行。 不同倾角、不同岩性的岩层以及不同组合 的覆岩，其移动及破坏规律不同。对于缓斜煤 层，当煤层顶板覆岩内为坚硬、中硬、软弱、极软 弱岩层或其互层时，垮落带最大高度可按分层 开采时垮落带高度计算。 当下煤层 层范围内时，上煤层的断裂带最大高度采用本 煤层的厚度计算Ｉ下煤层的断裂带最大高度则应 按上、下煤层的综合开采厚度计算，取其中标高 最高者作为两层煤的断裂带最大高度。 上、下煤层的综合开采厚度Ｍｚｌ一２计算 公式女吓： ：Ｍ２＋（Ｍ１一虹） 必ｌ ２ 一ｉ） 式中：Ｍ 上层煤厚度，叫 Ｍ 下层煤厚度，ｆｌ１； ｈ ｛－上、下煤层间的法线距离，叫 ｖ 下煤层的冒高与采高之比。 如果上下煤层之问的距离很小时，则综合 开采厚 度为累计厚度： Ｍｚｖ２＝ＭＩ＋Ｍ２ ３上行开采的应用条件 上行开采在我国的多个矿区成功应用，大 同同家梁矿７号煤层、平顶山七矿１５煤层等的 上行开采都取得了很好的社会和经济效益，实 践证明，在下列条件下应用上行是有利的： 当上部为劣质、薄及不稳定煤层，开采困 难，长期达不到矿井设计能力，需要上下煤层或 厚薄煤层搭配开采时；开采火区或积水区下压 煤，需要上行开采时；当上煤层有煤与瓦斯突出 危险，需要开采下保护层时；当上煤层顶板坚硬、 煤质坚硬不易采出，周期来压强烈，或有冲击地 压危险时建筑物、水体及铁路下采煤，需要先采 卜煤层，后采上煤层时；当上煤层含水量大，需要 排除上煤层水患时止煤层开采困难，投资较多， 下部煤层煤质优良，需要先行开采时需要解决 前期浅部小井开采、后期深部大型矿井集中开 采的压茬关系可以采用上行开采；复采采空区 上部遗留的煤炭资源时『在某些地质和技术条件 下，新建矿井采用下行与上行开采相结合的方 式，可减少初期巷道工程量、投资及建井时期， 获得显著经济效益时。 综上所述，煤矿的上行开采技术在煤矿开 采中的应用越来越广泛，了解清楚上行开采技 术，对煤矿的开采起着非常重要的作用。 参考文献 ［１】张华兴，李金柱．提高条带开采法采出率的方 法研究 媒炭科学技术＿ ｌ２Ｊ邓喀中，马伟民，何国清．多煤层开采时条带空 间位置对岩层移动的影响 中国矿业大学学报． ｆ３１常西坤．村庄下大倾角煤层条带煤柱合理尺寸 研究．山东科技大学． 面计量自动化系统普及面不够，应该采集的计 量 数据没有纳人到系统管理中，造成基础数 据不完整。另外一方面计量系统自身资料和现 场资料不符，造成线损模型的创建和计算都存 在一定问题。尽管在系统运行中还有不少问题 需要进一步解决，但现在已经可以辅助用户发 现问题解决问题。通过实际运行证明在计量自 动化系统计算线损非常方便高效，可以节省大 量的人力物力，可以产生很好的社会价值和经 济价值。 参考文献 【１】熊睿，李燕燕．电网线损管理中的问题及时策． 边疆经济与文化．２００９－０７－０５期刊． ［２］陈炜，王桂平．浅析线损管理现状及改进措施． 华北电力技术２ｏ０９＿０７ ５． 中国新技术新产品
一１６３—
