矿井采煤工艺技术

矿井采煤工艺技术（精选5篇）

矿井采煤工艺技术 篇1

摘要：煤矿资源对于一个民族和国家来说至关重要, 同时对一个国家的经济发展起着举足轻重的作用, 与此同时还深深的影响着人民的生活。因此, 采煤技术和方法的不断改造和创新是十分必要的。目前, 我国煤矿业呈现井型小、生产分散、生产环节较多以及井口密度大的问题, 必须采取有的效措施改善这种现状, 努力把一些素质差的小煤矿改建为现代化的中小型煤矿。本文将从煤矿技术改造的途径入手进行讨论, 进而阐述采煤方法和技术改进等问题。

关键词：改造途径,采煤技术,采煤方法,矿井

前言:我国是一个资源大国, 据调查, 我国煤炭资源总面积大约为58万平方公里, 并且煤炭的总储藏值在9000亿吨左右。随着经济的快速发展, 煤炭的开采量越来越大。所以必须摸索出一条科学的、合理的且行之有效的开采煤炭方法。我所在的曹家滩矿井2-2煤属于煤层8米以上的特厚煤层, 初期采用分层大采高综采采煤法。主井采用带式输送机提升, 担负全矿井的煤炭提升任务。矿井采煤生产技术及采煤方法的科学合理性与煤矿生产息息相关, 因此一定要从这两方面入手进行研究, 使我国的小煤矿能够逐步成为安全高效的现代化中小型煤矿[1]。

1 煤矿技术改造的途径

在开采煤矿之前进行实地考察, 了解每个矿井的自身状况和特殊注意的方面。尽量将条件相似或条件成熟的矿井合并, 这样可以扩大井田的开采范围同时降低矿井的密度。另外还要大力的进行宣传、集中推广“一井一面”生产格局。在开采煤矿的过程中, 要科学的进行作业, 例如:在开采薄煤层和厚煤层的时候, 要科学、合理的搭配比例, 对于优质煤和劣质煤, 不能为了省事或者贪图利益就不去分类, 一定要进行分采分运、合理有效的开采。在具体的开采中, 一定要按照标准的方法进行作业, 每个步骤都要达到正规采煤方法的标准, 在减少损耗的同时, 提高效率, 开采出高质量、低消耗的煤炭。同时, 还要及时更新技术装备, 让开采的技术更加成熟、与时俱进, 并做好配套生产等相关工作。以上各项要求都是为了能够更好地保障相关人员的生命财产安全。所以, 开采煤矿是一定要做到通风、防火和防瓦斯等一系列安全措施[2], 一定要在保证生命安全的前提下进行煤矿开采。

2 采煤技术的改造

在采煤基础改造的基础上, 无论从哪个角度看, 都要坚持可持续发展的战略方针, 要坚持走机械化、集约型、产能高效的开采道路。在增加我国煤炭开采总量的同时, 要注意提高煤炭开采的安全性。首先, 要根据自身的实际情况进行资源整合, 做一个系统的、全面的规划。了解自身的缺点和不足后, 集中力量改善落后的、即将被淘汰的采煤设备和采煤工艺, 不断革新采煤方法, 创造安全作业的环境, 所以要及时更新、升级相关设备。对那些不按照相应规则随意进行开采的煤矿, 要追根溯源, 找到相关负责人, 采取问责制。这样在一定程度上能够抑制滥开滥采的现象, 同时还能保证开采人员的生命安全, 避免事故频繁发生[3]。

在改造采煤技术的过程中要“走出去”, 不断的引进新的技术, 取长补短, 完善自我。全面推广高效节能采煤工作, 综合各方面的优势进行机械化的开采。创造一切条件建设自动化、机械化、电气化的开采设备, 并且通过计算机自动控制相关的信息, 这样又能使技术得以完善。如果条件成熟, 还可以打造出一个大型的、集中的、系统的现代化矿井。对于那些半机械化的矿井, 要帮助其改造并使其逐步走向大规模、高能效的道路, 在重新设计和系统规划的同时, 逐步提高技术水平和配套设施。那些非正规开采的矿井, 生产环境差、无法保障工人的生命安全, 要想办法将其与一些规模较大、生产安全的煤矿合并。这样, 不但能扩大“安全煤矿”的规模, 还能挽救非法煤矿。

另外, 还有一些简易煤矿, 不但储值量小而且生产能力低, 采煤方法大多为原始作业, 更不要提机械化应用了。对于这种简易煤矿, 要坚决予以关闭和淘汰。在解决这个问题上, 绝不能手软, 要严格遵守国家的相关规定。综上所述, 在采煤技术的改进上, 要在抓重点的同时进行各个击破, 尽可能的采用先进技术, 建设集约化、高科技含量、规模化的高产煤矿。不遗余力的整治那些不合理、不规范的煤矿, 逐步提高采煤技术, 使我国采煤技术更加纯熟[4]。

3 采煤方法的改革

3.1 传统的采煤方法

我国采煤方法主要还是以过去的集中老方法为主, 比如说:巷柱法、仓储式采煤法、房柱式巷道采煤法等。这些方法过于老套、陈旧, 完全无法实现机械化生产。采煤方法一定要不断创新、探索, 不能一味因循守旧。所以, 要想解决我国煤矿落后的这一现状, 必须要坚持彻底的革新采煤方法和采煤工艺, 并且积极的推广新型的采煤方法和采煤工艺, 努力实现采煤机械化和规模化[5]。

3.2 长壁机械化采煤

目前较为新型的采煤方法有:长壁机械化采煤。我国也很擅长使用这种采煤方法, 长壁机械化采煤在我国有着较为广泛的应用。然而, 我国还有许多矿区由于没有相关的资历和设备, 无法实现长壁机械化采煤的相关工作。对于这些矿区而言, 可以向其介绍和推广短壁机械化采煤技术。短壁机械化采煤的特点和优势在于规模较小, 这样就可以少投入一些资金和设备而且生产管理相对简单, 这对那些中小规模的煤区特别适用。所以, 可以对这样类型的煤矿推广这种开采方法。

3.3) 轻型支架放顶采煤技术

轻型支架放顶煤技术, 也比较适合厚煤层煤矿的的开采。这种技术目前已经在一些地方得到了广泛的应用, 比如说邯郸矿区等。人们使用轻型支架放顶煤技术, 看好其结构简单、方便操作, 最重要的是价格较低, 这对一些中小型煤矿来说是至关重要的。正是因为轻型支架放顶煤技术自身具备的这些优点, 使其得到了广泛的应用。

结语:在未来的很长时间内, 要遵循先前矿井采煤技术和方法, 同时借鉴国外的先进经验, 针对我国的实际需要进行量体裁衣, 得到适合我国矿井采煤的先进技术和方法, 从而提高我国矿井开采的生产水平, 得到高的产值, 创造出可观的经济效益。

参考文献

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[4]王洪生.煤矿井下采煤技术与工艺浅析[J].内蒙古煤炭经济, 2013, 09 (24) :21-27.

[5]刘茂明.现代化采煤技术在矿井中的应用研究[J].能源与节能, 2013, 1 (25) :156-158.

矿井采煤工艺技术 篇2

【关键词】煤层；采煤方法；选择

1.煤矿开采技术现状及趋势

中国是世界煤炭资源最丰富的国家之一，据不完全统计，我国煤炭探明储量在 9000亿t以上，含煤面积55万余km2，而且煤种齐全，我国一次性能源消费结构中，煤炭占75%以上，从煤中可以提取200多种产品，因此煤炭工业发展的快慢，将直接关系到国计民生和我国的社会主义经济建设。新中国成立后，原煤产量飞速增长，到2005年原煤产量已达30多亿t，居世界首位。近几年来，由于对采煤方法进行了改革，以及更新了一批现代化采煤设备，已使一大批煤矿跨入了现代化高产高效煤矿的行列。

2.各种开采方法特点及适用条件

2.1单一走向长壁采煤法采煤工艺

目前，我国长壁采煤工作面有炮采、普采和综采三种采煤工艺。

2.1.1炮采

炮采即爆破采煤工艺，其特点是爆破落煤，爆破后人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。我国炮采工艺经历了三个主要发展阶段：建国初期，推行长壁采煤工艺，工作面采用拆移式刮板输送机运煤，木支柱支护顶板；20世纪60年代中期开始，采用能力较大，能整体前移的可弯曲刮板输送机运煤。用摩擦式金属支柱和铰接顶梁支护顶板，使工作面单产和效率有了较大提高；进入20世纪80年代，炮采工作面装备的技术手段更新速度加快，用防炮崩单体液压支柱代替了摩擦式金属支柱，工作空间得到有效控制，而且工作面输送机装上铲煤板和挡煤板，减轻工人的体力劳动。爆破采煤的工艺过程包括打眼、放炮和人工装煤、刮板输送机运煤、移输送机、人工支护和回柱放顶等主要工序。

（1）打眼和放炮。落煤要求保证规定的循环进度，工作面平直，不留底煤和顶煤，以减轻对顶板的破坏、降低炸药和雷管消耗。因此，要根据煤层的硬度、厚度、节理和裂脱的发育状况及顶板条件，确定打眼爆破参数，包括炮眼排列、角度、眼深、装药量、一次起爆的炮眼数量以及爆破次序等。

（2）装煤与运煤。炮采工作面大多采用SGW-40（或150）型可弯曲刮板输送机运煤，在摩擦式金属支柱或单体液压支柱及铰接顶梁所构成的悬壁支架掩护下，输送机移近煤壁，有利于爆破装煤与运煤。

（3）炮采工作面支护和采空区处理。目前，我国部分炮采工作面仍采用金属摩擦支柱和单体液压支柱支护，其布置方式主要有单柱、对柱和密集支柱三种形式。最小控顶距应保留3排支柱，以保证足够的工作空间，最大控顶距一般不超过5排支柱。随着采煤工作面不断向前推进，顶板悬露面积越来越大，为了工作面的安全和正常生产，需要及时对采空区进行处理。由于顶板特征、煤层厚度和保护地表的特殊要求等条件不同，采空区有多种处理方法，但最常用的是全部垮落法。

2.1.2普通机械化采煤工艺

普通机械化采煤工艺，简称“普采”，其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序，而运煤、顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同。

普采面使用单滚筒和双滚筒两种采煤机工作方式。单滚筒采煤机的滚筒一般位于工作面下端头，这样可缩短工作面下缺口的长度，使货量不通过机体下方，装煤效果好。双滚筒采煤机解决了工作面两头做缺口的工作量，有利于工作面技术管理。采煤机有单向和双向两种割煤方式。双向割煤，往返进两刀。中厚煤层单滚筒采煤机常采用单向割煤，往返进一刀，它适合于采高在1.5m以下的薄煤层，滚筒直径接近采高、顶板较稳定，煤层粘顶性不强等条件。

2.1.3综采

综采即综合机械化采煤工艺，即破、装、运、支、处五个主要生产工序全部实现机械化，因此，综采是目前我国最先进的采煤工艺。

2.2倾斜长壁采煤法

倾斜长壁采煤法与走向长壁采煤法相比，主要是采煤工作面及两巷的布置不同，并取消了采区上（下）山的巷道，倾斜长壁采煤法，在一定的地质开采技术条件下，技术效益比较显著。

（1）矿压显现及支护特点：对于仰斜工作面，由于倾角的影响，顶板将产生向采空区方向的分力，在此分力作用下，顶板的悬臂岩层将向采空区方向移动，使顶板岩层产生拉力作用。

（2）采煤工艺特点：仰斜开采时，水可以自动流向采空区，工作面无积水，劳动条件好，当煤层倾角<10左右时，采煤机及输送机工作稳定性尚好，如倾角较大则截煤效果达不到理想状态。

（3）适用条件：按目前的设备条件，倾斜长壁采煤法主要适用倾角在12°左右，目前矿井应用较少，对于倾斜和斜交断层较多的区域，能大致划分成较为规则分带的情况下，也可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长壁采煤法。

2.3放顶煤采煤法

放顶煤采煤法的实质就是在厚煤层中，沿煤层底部布置一采高2￣3m的长壁工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力的作用辅以人工松动方法，使支架上方顶煤破碎后由支架后方放出。放顶煤有许多的优点：比如降低成本，提高效率等，它主要适用于煤层厚度在6m以上，顶煤厚度过小易发生超前冒顶。顶煤破碎主要依靠顶板岩层的压力，其次是反复支撑作用。因此，煤的坚固性系数一般应小于3，且适用于倾角不太大的煤层。缺点是资源回收率低。

3.开采方法的选择

（1）煤层比较理想。地质条件比较好的煤田中应大力提倡综采，如安徽恒源煤电公司综采工作面，在 2005年6月创出月产15万t的回采记录。在2005年创年产100万t的记录。

（2）对于煤层比较理想，顶板破碎的情况可采用放顶煤开采技术。如山东兖州矿业集团东滩矿综采工作面，采用两柱式的综采设备开采，在 2006年2月创出月产50万t的全省记录。在2006年创年产600万t的全省纪录。同时解决了个别煤层因顶板破碎而冒顶的难题。

（3）对于煤层块段储量不大，地质条件复杂，工作面搬家次数较多的工作面易采用普通机械化采煤方法。如徐矿集团庞庄矿进入后期开采，工作面搬家次数较多，基本采用普通机械化采煤方法。

（4）对边角煤层块段，地质构造区域内的煤柱，在保证安全、回收资源的前提下只能采用炮采方式。

4.结束语

煤矿开采技术随着煤层赋存条件的不同而有很大的差异。我国煤层赋存条件多种多样，目前国有重点煤矿缓斜、倾斜和急斜煤层可采储量分别占 86.3%，10.1%和 3.6%；这些特点决定了我国采煤方法必然是多种多样的。20世纪80年代以来采煤方法得到迅速发展，生产技术指标明显改善，普通机械化采煤工作面的装备发展较快，综合机械化采煤工作面向大功率、电牵引、程序化发展。随着国民经济的发展，煤矿安全条件将进一步得到改善，采煤生产技术必将达到国际先进水平。

【参考文献】

[1]张先尘.钱鸣高等太中国采嫌学[M].北京.煤炭工业出版杜，2003，（5）.

[2]徐永祈.国内外采煤技术现状与发展[J].煤矿技术，1996，（2）.

矿井采煤工艺技术 篇3

矿井采煤实现了能源供应一体化模式, 改变了早期露天采矿作业的诸多不足, 推动社会能源供应方式的多样化发展。我国煤矿工程已经逐步走向“集群化”模式, 多个矿井共同组成大型或超大型采煤区, 满足了社 会煤炭资 源使用需 求。另一方面, 照明系统是采煤区不可缺少的辅助作业系统, 为采煤人 员创造了良好的工作环境, 保障矿井内部生产持续进行。随着采煤规模不断扩大, 照明系统承载的工作负荷也在增加, 节能降耗是煤炭企业规划需要考虑的问题。优化矿井内部照 明系统是采煤工程建设的基本要求, 只有节能、安全、高效, 才能促进产业的可持续发展。

1矿区照明系统功能

为了满足社会发展对煤炭资源的使用需求, 我国采煤生产已从早期露天采矿, 逐渐转向矿井采煤, 综合利用地下煤矿 资源是生产趋势。由于矿井与地表面的垂直距离较大, 浅层矿井在500m深度, 深层矿井可达1000m以上, 设定智能照明系统 (图1) 是矿井作业的必要条件。从实际应用情况看, 矿井照明功能表现为:改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功 耗, 优化井内照明环境以加快生产;降低灯具和线路的工作温 度, 延长照明灯具的使用寿命。

2节能型照明系统模块设计

现有照明系统能够为井内采煤提供良好的作业环境, 尤其在设备、岩层等照明方面, 系统体现出多方面的功 能价值。随着采煤规模及数量不断扩大, 照明系统出现了能耗高、故障多、成本高等问题, 对煤炭企业经营造成诸多不便, 阻碍了煤炭 经济的集约化发展。因此, 推广节能与安全技术是采煤区照明系统升级的必要条件, 主要模块设计包括:

(1) 系统层。用于提供工作电源, 源系统时钟及各种系统的接口如PC、以太网、电话等。电源是 矿井采煤 的基本条 件, 无论是采煤设备或灯具照明, 都要有稳定的电源为基础, 这是照明系统层的主要工作。系统层可根据矿井照明要求, 实时调整工作电源大小, 保证电源与设备工作电压相符合, 提高采煤区照明作业水平。

(2) 输入层。主要功能是将外部控制信号换成网络上的传输信号, 具体有开关、红外接收开关、红外遥控器、多 功能控制板、传感器。智能化是矿区照明系统改造 的趋势, 利用人工 智能技术辅助照明调控, 减小了值班人员调控照明设备的 难度。例如, 输入层采用多功能感应器, 由现场控制装置自行调 节照明灯具。

(3) 输出层。智能系统的输出单元用于接收来自网络传输的信号, 控制相应回路的输出以实现实时控制。节能与安全控制意味着高效调控, 输出层对矿井照明信号快速感应, 及时将数据传递给监控中心, 第一时间内传达控制命令。基于节能思想, 照明系统输出层结构相对简化, 由主控制计算机及网 络共同运行, 形成相对稳定的信号方案。

3采煤区照明系统节能与安全控制技术

智能照明系统融合了节能、安全、高效等多种特点, 可以满足矿井采煤区生产 的基本要 求, 进一步优 化传统照 明系统功能。新时期煤炭科技水平快速提升, 信息科技是照明系统改造的核心支撑, 智能照明系统是矿井工程建设的重点。节能与安全控制是利用先进的电磁调压及电子感应技术, 对供电进行实时监控与跟踪, 自动平滑地调节电路的电压和电流幅度。

(1) 开关调节。用于灯光照明控制时能对电灯进行单个独立的开、关、调光等功能控制, 也能对多个电灯的组合进行分组控制。开关是控制电源电路工作的装置, 设定开关自主化控制是新型照明系统的特点, 利用传感器监测井内照明条件, 保证系统功能的稳定性。例如, 独立开关与并行开关 的转换应 用, 可显著降低照明系统的电量消耗。

(2) 智能调光。随意进行个性化的灯光设置;电灯开启时光线由暗逐渐到亮, 关闭时由亮逐渐到暗, 直至关闭。国 内矿井采煤基本保持着24h工作状态, 三班制生产对照明灯光要求不一, 注重不同时间段照明控制方法是节能的关键。智能灯光调节可根据井内光线强度, 适当地增强或减弱光度, 进而减小照明系统的能耗量。如图2所示。

(3) 延时控制。考虑到采煤区作业的特殊性, 智能照明系统添加了延时控制模块, 可避免照明灯具关闭失效等问题产生的能耗。例如, 在延时开关中只需要按一下“延时”键, 采煤区停止作业后30s, 所有的灯 具和电气 设备都会 自动关闭。同时, 也能有效防范电源未及时关闭带来的安全隐患, 确保井内无人时的安全状态, 防范火灾、爆炸事故。

4结语

总之, 节能与安全控制是采煤区照明系 统的改造 趋势, 采用智能技术可提升 照明系统 工作效率, 减小生产 期间的故 障率。实践证明, 智能控制可以随意遥 控开关井 内任何一 路灯 ;可手动或遥控实现灯光的随意调光;可以实现灯光的远程电话控制开关功能;彻底改变了传统照明控制系统的功能缺陷。煤炭企业要根据采矿区作业要求, 及时更换旧式照明系统, 为采煤人员创造更加优越的作业环境。

参考文献

[1]王鹏鹏, 刘振兴, 邓洁.基于RS-485总线技术的DALI照明系统的设计[J].照明工程学报, 2012 (1)

[2]徐云厚, 涂亮, 李智, 等.基于无线网络控制的智能照明系统[J].物联网技术, 2012 (1)

矿井采煤工艺技术 篇4

采煤工作面沿空留巷技术应用:采煤工作面沿空留巷就是在本工作面回采的过程中, 将工作面下运输顺槽采用合理的支护技术保留下来, 作为下一个工作面上进风顺槽使用, 实现一条巷道两次使用。

2 沿空留巷高水材料浆液的制作与输送

高水材料是一种能在高水灰比 (W/C=1.3:1~3:1) 下快速凝结的特种水泥。分为甲料、乙料、加甲料及加乙料四部分, 制浆时加甲料与甲料混合形成甲料浆, 加乙料与乙料混合形成乙料浆, 需要分别加水搅拌输送, 在充填点混合, 甲、乙料浆单独搅拌、输送均不凝固, 混合后能快速凝固。充填系统:搅拌桶分别搅拌甲料浆、乙料浆, 双液充填泵分别对两种浆液加压, 双趟高压管路输送浆液, 在回采工作面后方留巷位置充填到充填袋内混合、凝固。高水材料甲料浆、乙料浆按1:1的比例配合使用。由于甲料浆、乙料浆单独放置不凝结, 而一旦混合则在20~30min内快速凝结硬化。为防止浆液在搅拌、运输过程中凝结、堵塞管路和充填泵等设备, 需分别搅拌和泵送甲料浆、乙料浆。

3 巷旁充填系统与工艺

3.1 巷旁充填系统

高水材料巷旁充填系统包括井下充填泵站、输送管路、充填点3个环节。首先卸料工将当天所需甲料、加甲料、乙料、加乙料按比例搬运到充填泵站各自的存放处, 避免混放。在充填泵站, 甲料 (加甲料) 、乙料 (加乙料) 分别在1#、2#搅拌桶和3#、4#搅拌桶中搅拌, 5#为备用。当1#、3#搅拌桶给充填泵供料浆时, 2#、4#搅拌桶加水、上料准备搅拌。在充填点, 根据巷道已经构筑好的充填体快速定位好充填空间位置, 并对充填空间区域顶板进行支护 (根据顶板完整情况确定是否架设临时支护) , 满足安全要求, 然后构筑巷旁充填体。

3.2 巷旁充填工艺

1) 高水材料巷旁充填工艺。高水材料巷旁充填布置包括充填泵站与充填点两部分。其基本工艺流程如图1所示。

2) 泵站准备。1卸料与检修。卸料工将当天所需甲料 (加甲料) 、乙料 (加乙料) 材料从矿车中搬运到各自的存放处, 避免混放。检修工检修充填泵、开关、搅拌桶以及通讯线路等内容。2充填泵站拌料。甲料 (加甲料) 、乙料 (加乙料) 分别在1#、2#搅拌桶和3#、4#搅拌桶中搅拌, 5#搅拌桶为备用。当1#、3#搅拌桶给充填泵供料浆时, 2#、4#搅拌桶加水、上料准备搅拌。3充填点准备与充填充填班为工作面检修班, 根据巷道已经构筑好的充填体快速定位好充填空间位置, 并对充填空间区域顶板进行支护 (根据顶板完整情况确定是否架设临时支护) , 满足安全要求。随后进行清理浮煤、支模与吊挂充填袋等工作。

3) 支模充填 (拆除充填体横头钢筋网) →更改支柱→打设新支柱, 充填体采空区侧、巷道侧支柱 (顶板及充填体背柱) →挂充填体采空区、巷道两侧钢筋网, 根据充填袋大小进行叠加、裁剪, 大小合适→挂充填袋, 打开找充填袋到顶部、四角, 从里向外逐步吊挂, 顶部长出锚杆提前剪短, 锚索挂袋时, 戳破充填袋套进袋内使用塑料扎带将锚索破口扎紧→穿钢带、对拉锚杆, 上紧, 穿好固定一排后用扎带扎紧一排, 再穿下一排, 共四排 (穿对拉锚杆时, 掌握好尺寸, 尽量将充填袋余量向顶部余出, 充填时更好接顶, 扎口时人员可进入钢筋网内作业) →充填体靠回采侧挂网背好支柱→充填体三面使用戗柱、顶柱辅助加固。

4 留巷段辅助加强支护方案

对于沿空留巷, 不仅受到工作面超前支承压力的影响, 更主要的是工作面采过以后, 一侧煤帮不复存在, 采动影响更加剧烈, 而巷旁充填体的设置并达到所需的强度需要一定的空间与时间。在这个空间与时段内, 必须设置高阻力的加强支护, 阻止顶板下沉, 控制顶板岩层离层, 保持顶板的完整与稳定, 同时为巷旁充填提供安全、宽敞的作业空间。

5 充填体靠采空区侧顶板支护方式

工作面机头段支架拉移一个步距后, 充填体段1#、2#支架后方采用三对迈步单体支柱抬棚对顶板进行支护, 充填体距采空区段3#、4#支架后方采用三排6架滑移支架支护采空侧顶板。

根据沿空留巷施工作业的需要, 采空侧采用滑移支架 (长×宽×高=4.3m×0.3m×3.5m) 支护参数为:滑移支架间距700mm, 第一排滑移支架离充填体700mm便于工人施工操作及充填体的凝固空间。采空区侧切顶位置根据滑移支架支护强度可在滑移支架间增设戗柱向采空区侧带70°~80°戗角补充支护, 戗柱采用DW-4.0/DW-3.5型单体液压支柱配合柱帽进行支护, 柱帽规格￠0.2×0.4优质松半圆木。具体支护参数根据现场顶板情况及时补充。

靠近采空区侧必须铺设双层金属菱形网并接顶接地并背好板皮等, 防止拉架、回柱时大块落石窜出柱外伤人。

采空区顶板垮落不充分时, 在气体允许的条件下, 沿切顶线布置一排炮眼进行强制放顶。

6 充填区域上方顶板支护技术与方案

为了保持充填区域范围内的顶板完整性, 工作面机头段充填区域范围每割一刀必须采用锚网索联合进行加强支护, 防止拉架后对顶板的破坏。锚索采用Φ18.9mm×8300mm钢绞线, 锚杆采用Φ22mm×L2400mm螺纹钢锚杆, 铺设双层菱形金属网护顶 (网孔规格为35mm×35mm, 在顶板破碎严重时配合钢带加强支护, 并适当缩小锚杆索间距) 支护参数与原巷道锚杆索支护一致, 工作面每割一刀 (截深800mm) , 支护1排锚杆, 锚杆间排距为:1000mm×800mm, 锚索间排距为:1500mm×1600mm, 割两刀施工一排。紧靠巷道上帮顶部巷拱, 根据采煤机截割情况, 需进行人工清挖将顶部整平, 失效锚杆 (索) 及时进行补打。

在留巷过程中, 根据顶板完整情况调整锚网索支护范围:当顶板较为完整时, 矿压根据现场实施情况调整充填体上方顶板的锚索布置, 将锚索间排距调整为2500mm×1600mm, 每排两根锚索;当顶板较为破碎, 采空侧上方顶板难以维护时, 在采空侧上方顶板需要补打锚索, 补打情况根据现场需要制定。

为了进一步增强沿空留巷效果, 改善运输顺槽维护状况, 在留巷两侧底角分别打设底板锚杆。具体参数为:采用Φ22mm×L2400mm螺纹钢锚杆, 分别距实煤体帮和充填体帮200mm倾斜45°打设一根锚杆, 锚杆排距为800mm。

摘要：在煤矿建设及生产过程中, 防范和治理瓦斯、煤与CO2突出是矿井实现安全生产的重大难题。窑街煤电集团有限公司是我国目前惟一开采具有煤与CO2突出危险性的矿区, 海石湾煤矿是窑街煤电集团有限公司的主力接续矿井, 主采煤层CO2含量高, 压力大, 煤与CO2突出灾害严重。为了应对矿井生产规模不断扩大的挑战和煤与CO2突出灾害带来的严重威胁, 实现矿井安全、高效开采, 实现矿区的和谐发展, 通过对海石湾煤矿煤一层 (保护层) 沿空留巷、Y型通风、连续开采的超远距离上保护层开采及煤二层卸压瓦斯抽采技术研究, 探索出开采煤与CO2突出危险矿井的模式, 形成适合海石湾煤矿的上保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系, 实现矿井的安全、高效、集约化开采。

关键词：煤与CO2突出矿井,煤一层沿空留巷,开采技术研究

参考文献

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[4]兰冰.软岩巷道锚喷网合理支护参数的探讨.[J].建井技术.1994 (4) .

土朱矿井急倾斜煤层采煤方法改进 篇5

1.1矿井开拓方式

湖南省煤业集团金竹山矿业公司土朱井田位于涟邵煤田金竹山矿区西南部, 桥头河向斜的西南端, 西南起于石子岭断层及1勘探线以西200m与一平硐矿井相邻;东南翼至39勘探线与托山矿井相接, 西北翼至88勘探线与石湾井田相接;浅起小窑法定最低开采标高, 深至-300m, 走向长东南翼约4.4km, 西北翼约为2.9km, 倾向宽约1.8km, 面积约为6.8km2。设计生产能力40万吨, 核定生产能力30万吨。井口标高为+246.0m, 分两个水平开采。矿井一水平采用平硐暗斜井开拓方式, 开采标高为-50m以上, 二水平为延深水平, 采用暗斜井开拓, 开采标高为-50m～-250m, 二水平暗主井井筒已基本施工完毕。

1.2矿井地质

1.2.1 煤层情况

三煤层上分层为光亮型宽条带状块煤, 贝壳状断口, 平均厚0.8m, 下分层为半亮型粉末煤, 含矸1～2层, 夹矸为炭质泥岩或泥岩, 单层厚平均0.1m。下分层平均厚1.2m, 全层平均厚2.0m, 全部可采, 为较稳定煤层。

1.2.2 地层情况

三煤顶底板岩性如下:

①直接底及老底:上部为灰白色, 薄至中厚层状石英砂岩, 夹一条煤线, 下部为灰黑色, 薄层状砂岩或砂质泥岩, 水平层理, 与石英砂岩分界处常夹一条煤线, 一般厚0.9～6.8m, 平均4.6m。

②直接顶板:砂质泥岩, 灰黑色, 薄层状, 水平层理, 层面平整光滑, 含大量的植物叶片化石, 一般厚0～3.17m, 平均1.6m。

③老顶:为石英砂岩, 灰～灰白色, 薄至中厚层状, 硅质胶结, 节理发育, 节理面上附有黄铁矿斑晶, 致密坚硬, 常夹一层灰黑色中厚层状砂质泥岩, 厚一般15.7～18.5m, 平均17.5m。

1.2.3 地质构造情况

地质构造简单, 断层和褶曲不发育, 对回采无影响;岩层全为单斜构造, 岩层倾角在65°～85°, 平均70°。

1.2.4 瓦斯情况

三煤为非突出煤层。但根据已开采的情况来看, 瓦斯含量高, 局部瓦斯瞬间量涌出较大, 因此, 在开采时, 必须加强瓦斯管理。

2采煤方法及主要工艺过程

2.1采煤方法

根据煤层结构特征及其赋存条件, 采用斜切分层全负压通风式采煤方法。即工作面采煤前, 以1635工作面布置为例:先沿1635一主岩石上山每隔40m掘双反斜坡 (坡度为+18°) , 双反斜坡到位后, 再沿下反斜坡从上往下每隔8.5～12m, 巷道与巷道的底对底5～7m垂高, 掘回煤引巷 (坡度+18°) , 两巷贯通后, 工作面构成全负压通风, 从回煤引巷顶部沿煤层底板上0.4～0.5m处采用风煤钻打炮回煤, 炮眼采用双排眼布置, 每隔1.8m左右布置一个孔, 孔深2.0m左右, 回煤点回完煤后, 立即用背板背好顶帮, 及时进行加固, 以保证该回煤引巷不受破坏, 堵塞而影响正常通风, 回煤在引巷中从上往下进行, 上引巷未回完煤时, 下引巷禁止掘进, 从而避免下引巷掘进时的泛风进入回煤引巷。上一引巷回完煤后, 将上引巷维护好, 余煤矸出尽, 以保证下引巷掘进回风之用。下引巷贯通反斜坡后, 再按上述方法回煤。如此反复进行。

巷道布置立面示意图如图1。

2.2主要工艺过程

(1) 掘进

各反斜坡及回煤引巷按+18°坡沿煤层顶板掘进, 巷道均采用木支架支护, 荆条背板背帮背顶。当煤层厚度大于1.4m时, 巷道必须抬好中棚, 煤层厚度小于1.4m时, 巷道不抬中棚, 巷道两帮要求见顶见底。根据煤层厚度不同, 巷道支护断面图分别见图2～5。

巷道施工方法:掘进时准备两个头, 由于煤层瓦斯含量比较高, 为消除瓦斯超限, 必须采用两头间歇性作业;即一头作业到钻孔瓦斯排放后的允掘距离, 再到另一个钻孔瓦斯排放后的准备头作业;巷道施工只能采用手镐掘进, 且必须采用“留肚子”法进行施工。即先掏出担山位置, 上好担山, 打好中顶, 背好顶, 控制好巷道上部的顶煤, 再掏出两边的腿子位置, 立好腿子, 背好帮, 打好撑筒, 然后出巷道中间的煤, 抬中棚成巷。 (如煤层较厚, 担山不能见顶见底时, 则必须进行二次成巷, 即先超前支4～6付临时支架, 腿长1.2m左右, 然后将临时腿子更换成2m长的腿子, 支架成巷) 。

(2) 回采

当回煤引巷贯通后, 即在回煤引巷顶部采用风煤钻打眼放炮回煤, 回煤顺序:“从上往下, 由里往外”进行。

回煤炮眼布置图如图7。

2.3工作面运输

爆破后煤采用搪瓷槽板 (1.2m/块) 自溜 (槽板安装在靠近底板一边) , 经回煤引巷、反斜坡及岩石上山进入煤斗, 放入1吨固定式矿车内。

2.4顶板管理

采用陷落自然充填相结合管理顶板。

3通风系统

由于该区域瓦斯含量比较高, 瓦斯涌出量比较大, 如果回风不直接进入回风流中, 容易造成巷道掘进过程瓦斯超限, 特别是回煤过程中, 对采煤方法进行改革以后, 回风直接进入回风流, 消除了生产过程中的瓦斯超限。

(1) 掘1635一主一反斜坡时 (图8)

新风:地面——14采区西北冀进风井——14采区轨道上山——14采区下车场——14采区-50西大巷——16采区-50运输大巷——16采区-50南二石门——16采区-50南运巷——局扇送至当头。

泛风:当头——本巷——1635一主岩石上山——+36北运巷——+80回风石门——16总回风巷——14采区总回风巷——14风井——地面。

(2) 1635一主一反与二反斜坡掘通后掘回煤引巷时 (图9)

新风:二反一引巷:地面——14采区西北冀进风井——14采区轨道上山——14采区轨道下山——14采区-50西大巷——16采区运输大巷——16采区-50南二石门——16采区-50南运巷——局扇送至当头。

泛风:本巷——二反斜坡——1635一主岩石上山——+36北运巷——+80回风石门——16总回风巷——14采区总回风巷——14风井——地面。

(3) 回采时

新风:地面——14采区西北冀进风井——14采区轨道上山——14采区下车场——14采区-50西大巷——16采区-50运输大巷——16采区-50南二石门——16采区-50南运巷——1635一主岩石上山——二反斜坡——回煤引巷当头;

泛风:回煤引巷——一反斜坡——1635一主岩石上山——+36北运巷——+80回风石门——16总回风巷——14采区总回风巷——14风井——地面。

4存在的问题及解决措施

(1) 严禁一反斜坡与二反斜坡或二反一引巷与二反二引巷同时掘进, 以防巷道垮顶, 引起上反斜坡与上回煤引巷漏底。

(2) 煤斗上口必须用轨道、圆木和400mm×400mm钢筛盖好, 且圆木之间必须用码钉进行联锁。

(3) 回煤放炮前必须在其下方1.5m处打一道安全挡, 以便有计划回煤。

(4) 岩石溜煤上山必须把人行道和溜煤道分开, 采用打中顶钉木板隔开, 钉木板高度不小于0.8m。

(5) 回煤打眼放炮前, 必须先将爆破地点前后5m进行加固, 并安放好直径为500mm的铁风筒, 以防放炮后冒落的煤矸堵死巷道, 影响工作面全负压通风。

(6) 爆破后, 待煤出完后立即背好顶帮, 维护好支架, 回煤斜坡及回风斜坡, 必须经常进行检查, 加强维护, 确保工作面正常通风。

(7) 反斜坡及回煤引巷开门时, 必须选择在煤层较厚的地段开门, 必要时必须掘顶板绕道, 巷道坡度必须控制在180°以下。

5经济效益与前景

通过近几年的摸索与实践, 采煤方法改革后, 采用斜切分层采煤法实施急倾斜煤层开采, 避开了巷道式采煤法的缺点和不安全因素, 水平分层开采使用电器运输设备和生产效率低的不足, 达到了减轻劳动强度、提高安全系数和降低安全管理难度, 达到了高产高效的目的。

5.1经济效益

5.1.1 安全效果明显

自从采煤方法改革以后, 有力瓦斯管理, 控制了工作面瓦斯浓度, 消除了工作面电气火源, 安全采煤30多万吨, 创造经济效益1500多万元。

5.1.2 节约成本和节省电费

改成斜切分层后, 分层引巷内不要安装刮板运输机, 每年连成本和配件按8万元计算, 6年来节约成本48万元;按一台17kW刮板运输机计算, 每年节省电费5.35万元。

5.1.3 节省扒煤费用, 提高回采工效

采煤方法改革后, 减少设备影响和人工扒煤工艺, 回采工效提高20%以上, 平均每回采1吨煤节省工作量0.15工日以上, 按每工80元计算, 累计节约费用360多万元。

5.2应用前景

该采煤方法对于其他区域同类地质条件的煤层开采, 也有一定的借鉴意义。

参考文献

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