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淺析急傾斜煤層的開(kāi)采論文
摘 要:文章總結(jié)與提升急傾斜煤層的采煤方法與采場(chǎng)礦山壓力顯現(xiàn)的規(guī)律,針對(duì)目前開(kāi)采存在的主要技術(shù)難題,提出急傾斜煤層開(kāi)采的發(fā)展方向與對(duì)策,指導(dǎo)急傾斜煤層的安全生產(chǎn)實(shí)踐,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)急傾斜煤層采煤方法的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:煤層;開(kāi)采
中國(guó)開(kāi)采煤層的歷史悠久,由于經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá),受科學(xué)技術(shù)、國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和生產(chǎn)力發(fā)展水平等的制約,大、中、小礦井并存,且中、小型煤礦特別多,因此采用的采煤方法很多。
1 急傾斜煤層開(kāi)采技術(shù)存在的問(wèn)題
總的來(lái)說(shuō),目前,我國(guó)急傾斜煤層開(kāi)采方法中不同程度地存在很多問(wèn)題,這些問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)煤炭損失率高。主要存在于那些采落的煤炭與采空區(qū)冒落矸石無(wú)隔離設(shè)施的采煤方法,如斜坡式、小分段爆破、水力采煤、倉(cāng)儲(chǔ)式等。這些采煤方法的煤炭損失率有的高達(dá)40%~50%,與此同時(shí),生產(chǎn)的煤炭往往有較高的含矸率。煤炭損失率高,不但給煤炭自燃創(chuàng)造了條件,而且浪費(fèi)資源,縮短礦井壽命。
(2)巷道掘進(jìn)率高。這些問(wèn)題主要表現(xiàn)在斜坡式、小分段爆破和沿傾斜推進(jìn)的掩護(hù)支架等采煤方法中。這些采煤法,有相當(dāng)大的一部分巷道是在支承壓力帶內(nèi)掘進(jìn)和維護(hù)的,維護(hù)這些巷道的工作量很大。掘進(jìn)率高,增加了巷道掘進(jìn)維護(hù)的費(fèi)用,影響工作面的接替,給通風(fēng)管理工作造成困難。尤其在有沖擊地壓危險(xiǎn)的煤層中,巷道對(duì)煤體切割過(guò)多,增加了沖擊地壓的危險(xiǎn)。
(3)通風(fēng)條件差。這一問(wèn)題,大部分急傾斜煤層采煤方法都不同程度地存在,而斜坡式、小分段爆破、倉(cāng)儲(chǔ)式和長(zhǎng)孔爆破采煤法尤為嚴(yán)重。這些采煤方法中,通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜,有的采煤工作面為獨(dú)頭通風(fēng),工作面風(fēng)流中,煤塵和瓦斯的含量較高,對(duì)工人的健康和安全危害較大。
(4)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。這是所有急傾斜煤層采煤方法共同的缺點(diǎn),由于煤層賦存條件的限制,急傾斜煤層中大部分巷道和工作面坡度大、空間小,工人在工作面落煤、支護(hù)、運(yùn)料、行走均十分困難,勞動(dòng)強(qiáng)度大。
(5)開(kāi)采效益差。與傾斜或近水平煤層比較,急傾斜煤層的開(kāi)采不僅單產(chǎn)低、工效低,而且成本高、煤質(zhì)差,因此,這類(lèi)急傾斜煤層礦井規(guī)模小、效益差。
2 急傾斜煤層開(kāi)采的主要特點(diǎn)
(1)急傾斜煤層的構(gòu)造復(fù)雜,斷層和褶曲多,煤層厚度變化較大,開(kāi)采煤層的賦存條件普遍較差、儲(chǔ)量少、開(kāi)采困難、采煤工作面生產(chǎn)能力小。因此,開(kāi)采急傾斜煤層的礦井多數(shù)是中、小型礦井。
(2)急傾斜煤層的傾角大于巖石安息角,采煤工作面采下的煤能自動(dòng)下滑,從而簡(jiǎn)化了工作面的裝運(yùn)工作,但下滑的煤和矸石容易沖倒支架,砸傷人員,急傾斜煤層和圍巖的節(jié)理發(fā)育,初次來(lái)壓和周期來(lái)壓與不明顯,易發(fā)生無(wú)預(yù)兆的大面積突然冒頂垮落,造成頂板事故,給生產(chǎn)帶來(lái)一些不安全因素。因此,生產(chǎn)的不安全因素多、安全性差。
(3)急傾斜煤層頂板壓力垂直作用于支架或煤柱上的分力比緩傾斜煤層小,而沿傾斜作用的分力大,煤層開(kāi)采后,煤層頂、底板都有可能沿傾斜方向滑動(dòng)垮落,支架穩(wěn)定性差,易發(fā)生扭曲與傾倒。因而工作面支護(hù)工作的難度大。
3 急傾斜煤層采煤方法的分析
(1)合理劃分采區(qū),加大采區(qū)尺寸盡量加大采區(qū)尺寸,加大采區(qū)的煤炭?jī)?chǔ)量。劃分采區(qū)時(shí),根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備及回采工藝的要求,避免人為地劃分采區(qū)邊界,適當(dāng)加大采區(qū)的走向長(zhǎng)度,加大階段垂高。
(2)優(yōu)化回采工藝,提高生產(chǎn)效率。目前,我國(guó)急傾斜煤層開(kāi)采工藝相對(duì)比較落后,絕大多數(shù)礦井采用炮采工藝和風(fēng)鎬落煤工藝,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全狀況差。優(yōu)化回采工藝最主要的就是提高回采機(jī)械化程度。要提高礦井開(kāi)采的機(jī)械化程度,可以從局部機(jī)械化和全局機(jī)械化兩個(gè)方面來(lái)考慮。局部機(jī)械化指的是從支護(hù)方式、落煤方式以及運(yùn)輸方式幾個(gè)方面單獨(dú)考慮改進(jìn)方法,以提高這幾個(gè)方面的機(jī)械化程度。全局機(jī)械化是采用綜合機(jī)械化采煤方式,從破煤、裝煤、運(yùn)煤以及支護(hù)4個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。
在一定的條件下,對(duì)開(kāi)采技術(shù)條件進(jìn)行評(píng)價(jià),尋求最適宜的采煤方法,并且通過(guò)對(duì)工作面開(kāi)采工藝、設(shè)備及系統(tǒng)配置的分析,采取改造系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)、完善工藝系統(tǒng)和開(kāi)采技術(shù)等措施來(lái)有效地提高工作面單產(chǎn)。如加大采區(qū)走向長(zhǎng)度、改進(jìn)回采工藝、合理確定采煤工作面的支護(hù)方式等。在通常情況下,急傾斜煤層采區(qū)的走向長(zhǎng)度比較小,可采儲(chǔ)量少,只能滿足幾個(gè)月的正常生產(chǎn),造成采面搬遷頻繁,而且需要留設(shè)大量的保護(hù)煤柱,影響資源回收率。這不僅影響礦井的正常生產(chǎn),增加無(wú)效工時(shí),同時(shí)也造成了資源浪費(fèi),降低了工作面設(shè)備的使用效率,影響機(jī)械化程度的提高。在生產(chǎn)過(guò)程中,根據(jù)礦井地質(zhì)條件的變化,加大采區(qū)走向長(zhǎng)度,不僅可以增加采區(qū)儲(chǔ)量和服務(wù)年限,減少工作面搬遷次數(shù),而且還能減少區(qū)間煤柱的損失,減少準(zhǔn)備巷道的掘進(jìn)工程量,進(jìn)而增大采區(qū)生產(chǎn)有效工時(shí)比率。加大采區(qū)的走向長(zhǎng)度,還可以增加采區(qū)同時(shí)開(kāi)采的工作面?zhèn)�數(shù),能提高采區(qū)的生產(chǎn)能力,有利于采區(qū)和礦井的集中生產(chǎn)。
(3)改進(jìn)巷道布置,優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)。選擇巷道布置方式時(shí),首先要滿足安全生產(chǎn)的要求,保證每個(gè)采區(qū)、回采工作面均至少有兩個(gè)安全出口,實(shí)現(xiàn)工作面全負(fù)壓通風(fēng)。其次,巷道布置方式要與采煤方法一致,同回采工藝結(jié)合,充分考慮水平巷道、傾斜巷道各自的優(yōu)缺點(diǎn),盡量不采用垂直巷道,提出系統(tǒng)簡(jiǎn)單、布置合理的準(zhǔn)備、回采巷道。
4 結(jié)論
急傾斜煤層開(kāi)采的礦山壓力的分布規(guī)律不清楚,急傾斜煤層開(kāi)采的頂板管理復(fù)雜,頂板事故多。因此,通過(guò)對(duì)急傾斜煤層采煤方法的分析與研究,提高急傾斜煤層回采率與經(jīng)濟(jì)效益,增加安全度,促進(jìn)煤炭工業(yè)的健康與可持續(xù)發(fā)展,急傾斜煤層的開(kāi)采具有十分重要的作用和指導(dǎo)意義。
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