单位文秘网 2021-07-22 08:09:51 点击: 次
摘要:文章参照我国缓倾斜特厚煤层近年来放顶煤开采技术的应用与发展,结合天安煤矿采用ZH2000/16/24ZL型支架放顶煤开采技术的试验,分析了煤量损失原因,总结了减少煤量损失途径。
关键词:放顶煤 缓倾斜特厚煤层 煤量损失
中图分类号:TD823文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)08(c)-0104-01
缓倾斜特厚煤层因其特殊煤层赋存条件所限,工作面回采率难以控制,两端煤难以放落,回采率低,损失了大量宝贵的煤炭资源。阳煤集团天安煤矿采用ZH2000/16/24ZL型支架放顶煤技术在缓倾斜特厚煤层50403工作面中的应用,回收率达到85%以上。本文以阳煤集团天安煤矿为例,根据放顶煤开采技术的应用与发展,对放顶煤开采煤量损失原因进行了分析,总结了减少煤量损失途径。
1 放顶煤适用条件
(1)悬(滑)移支架和π型钢放顶煤比较适宜在不规则块段、块段小且煤层厚,不利于布置综放工作面的地段。
(2)综放工作面宜布置在无大中型断层、大的褶曲及岩浆侵入体的区段,对于一些小型断层边缘地带、三角区、残余煤柱区也可以使用。
(3)煤层(组)水平方向厚度变化不大,无分叉尖灭缺少,单层夹矸厚度不大于0.8m。
2 煤量损失原因分析
(1)工作面布置不合理煤量损失:追求高产高效,只布置大走向大采长综放面,忽视了在不利于上综放面的不规则块段布置悬(滑)移支架或π型钢放顶煤采煤面造成的煤量损失。
(2)工作面初末采煤量损失:地质条件、开采技术条件所限,初末采在一定距离内不放顶煤,不可避免造成的煤量损失。
(3)工作面放煤损失:放煤口角度和架后落煤形成的自然安息角一致时,煤矸交界线以下落煤全部损失。
(4)采区煤柱损失:分区布置,采区间必须留设隔煤柱造成的煤量损失。
(5)采区煤层厚度损失:地质原因引起煤层形态的变化,由于要求工作面两顺槽巷平行且保持等长,便于支架推进,致使外侧的资源难以回收。
(6)工作面三角煤损失:包括底板侧三角煤和顶板侧三角煤,底板侧三角煤为工作面主要煤量损失。
(7)灾害构造带煤量损失:工作面支架因避开火、破碎带等灾害危险区以及断层、褶曲、端头等构造带,只进刀不放顶煤造成的煤量损失。
3 减少煤量损失途径
3.1 改变放煤工艺
(1)严格控制推进速度。通过控制采煤机截割节奏和支架推进速度,保证架后顶煤有充分跨落、破碎时间,从而增加了可放煤量。
(2)采用有效放煤方式。积极推广选用多轮隔架顺序放煤法。天安煤矿50403工作面放顶煤开采试验表明,从底板向顶板多轮隔架放煤,遇到大块煤时,小幅度上下摆动尾梁,使煤块破碎后放出,顶煤不能一次放完,不能长时间在一架放煤,不能卸压放煤。
(3)工作面初末采放煤。通过注胶等手段加固煤体顶板、增加顶板支护密度、增强顶板完整性、稳固性等手段,尽可能减少初采和末采不放顶煤的距离。
(4)端头放煤。工作面使用端头支架和改造过渡支架后,使其具备放煤功能,尽可能做到端头全部放煤。
(5)低位放煤。在缓倾斜特厚煤层中宜采用低位放煤,放煤位置过高,老塘煤易于冒落,落煤损失加大,掌握好放煤口位置的高低决定煤量损失的大小。
(6)合理放煤步距。按照放煤椭球体理论,最合理的放煤步距应是顶煤放落椭球体短轴半径和放煤高度相匹配,上部掉落煤矸与采区赃煤同时到达放煤口。
3.2 优化布置参数
(1)高档普采放顶煤回收不规则块段煤量。复杂地质条件致使煤田范围内存在有不规则的边角块段而不宜布置综放面时,要采用悬(滑)移支架或π型钢放顶煤技术开采。
(2)合理的采放比。采放比过小或过大,都不利于顶煤的回收,落煤损失增大。
(3)合理的工作面走向长度。工作面在走向上布置较长,往往以缩短工作面长度、造成工作面易于发火,导致煤炭大量损失为代价。也不能一味求短,工作面搬家安装频繁,耗时耗力费财。应在煤层赋存条件允许的前提下,综合考虑各种因素,确定合理的走向长度。
(4)加大工作面采长。煤厚一定,加大工作面采长可以减少三角煤损失和煤厚损失。两顺槽巷在保持平行等长的前提下,尽量外展靠近煤层顶板、底板。
(5)无煤柱开采。在煤层赋存条件好、走向变化不大的情况下,简化巷道布置,取消采区间的隔离煤柱,从而减少了煤量损失
3.3 综合措施必不可少
(1)煤层预注水。天安煤矿在50403工作面使用ZH2000/16/24ZL型支架放顶煤开采进行了煤层预注水,提高了煤层的可放性。实践证明,煤层注水软化,不仅降低了煤质硬度,煤尘浓度也比不注水降低40%以上,而且还能有效的防止煤层自燃,延长和推迟煤层发火期。
(2)回收三角煤。底板三角煤一般不易放落,可以采用深孔爆破回收,根据煤层倾角,采用扇形布孔方式,向工作面方向倾斜布置爆破钻孔1~4个,每组钻孔间距5m,超前工作面25m。
(3)反复缓慢升降支架。放顶煤开采时,对支架支起来再缓慢降下一点,然后再升起来,特别是对层理、节理发育的煤层,缓慢升降支架对顶煤破碎效果明显。
(4)震动爆破法。主要是针对硬煤地段和夹矸,人为改善顶煤的可放程度。机理是:根据爆炸力学理论,利用炸药爆炸势能的突然释放,从而释放煤层积聚的能量,在煤介质中产生冲击载荷,使药包周围的煤体破裂、位移、松动,并使之易放。
(5)劳动组织科学管理。各支架因顶煤结构、硬度、裂隙发育程度、冒放性的差异而受力不同,充分发挥人的主观能动性,因时因地制宜,严格执行割煤必须放顶煤,顶煤放不尽不割煤制度,放出的煤中矸石比例达到1/3以上时,才可停止放煤。
(6)强化地质预测预报。通过矿井地质分析,详细、全面了解并掌握本矿区的煤层地质特征及变化规律,不断积累经验,做到预测及时,推断准确,处理得当。
4 结语
结合煤矿具体条件,进行理论研究和现场试验,合理确定煤层开采最佳方法、工艺和相关参数,采用可行的开采技术,加强劳动组织的科学管理,最大限度的减少煤炭损失量,提高回收率,延长矿井服务年限,经济效益和社会效益明显。
参考文献
[1]张荣立.采矿工程设计手册[M].北京:煤炭工业出版社,2003.
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