倾斜中厚煤层论文

倾斜中厚煤层论文（通用9篇）

倾斜中厚煤层论文 篇1

摘要：在分析了薄及中厚急倾斜煤层开采特点的基础上,介绍了几种常用的薄及中厚急倾斜煤层的采煤方法,并结合实际工作经验,指出了改进这些采煤方法的方向与具体的优化方法。

关键词：薄及中厚,急倾斜煤层,特点,采煤方法,优化

0引言

煤炭资源是中国的主要能源,随着社会发展,各行各业对煤炭资源的需求量也越来越大,这就给各煤矿企业的产能提出了更高要求。而随着煤矿的逐年开采,煤矿开采的深度与广度也在不断增加,就中国煤炭资源的开采现状而言,一些易开采的煤层越来越少。为充分满足市场需求,一些煤矿企业不得不把开采目标投向更加难采的急倾斜煤层,为能更安全高效地开采这些煤层,就必须了解这些煤层的开采特点。

1薄及中厚急倾斜煤层开采特点

中国有很多开采急倾斜煤层的矿井,但各矿井的产量都不是很理想。下面对急倾斜煤层的开采特点进行简单分析。

a)安全状况差。工作面产出的煤块极易出现自动高速下滑现象,不但容易把支架冲倒,而且容易砸伤现场工作人员,给安全生产埋下严重隐患;

b)支架不易稳定。煤层的大倾角,很容易造成液压支架向下滑动,出现不能稳固工作面支架的现象。究其原因主要是由于大倾角会减小支架所受的方向应力,同时增大沿煤层倾向的切应力,加之冒落在采空区上部的矸石会下滑向采空区下部,这样便会导致安置于大倾角工作面处支架载荷的不均匀分布,最终造成液压支架出现下滑现象,甚至会出现挤架、咬架、倒架等现象;

c)回采简单,难以实现机械化。由于急倾斜煤层存在很大的倾角,这样不利于回采工作面的布置,造成工作面各项工序难操作的现状,如行人、运料、支护等,这也增加了采煤机械化实现的难度;

d)工作面存在单产低、效率不高的特点,这样不利于生产集中化的实现。且各矿井的生产较分散,难统一管理[1]。

2薄及中厚急倾斜煤层采煤方法

通常把采煤工艺及回采巷道的布置总称为采煤方法,回采工艺及巷道布置方式是其主要包括的两方面。

一般而言,在改进回采工艺的同时,需有与之匹配的巷道布置方式,具体回采工艺在某种程度上也会受巷道布置方式影响。下面简单概述薄及中厚急倾斜煤层常用的采煤方法。

2.1走向长壁采煤法

倒台阶采煤法、俯伪斜走向长壁分段水平密集支柱采煤法、机械化走向长壁采煤法等都是薄及中厚急倾斜煤层主要使用的走向长壁采煤法。

对于倒台阶采煤法而言,其最大优点是易布置巷道、需很少的掘进就可实现很高采出率,且能很好地适应各种地质条件的变化,这种采煤方法的主要缺点是采煤机械化实现困难,需耗费大量劳动力,实际生产效率不高,顶板难管理,其比较适合应用于开采煤层厚度在2 m以下的急倾斜煤层。

对于俯伪斜走向长壁分段水平密集支柱采煤法而言,其工作面的主要布置方式为直线形沿俯伪斜方向,其推进主要是沿走向方向,这种采煤法的切顶、挡矸及采空区与回采空间的隔离主要使用分段水平密集支柱,采用破煤方式来破工作面处的煤,破下的煤炭可实现自溜运输,该采煤方法的主要优点为:可更好地保障工作面生产的安全性,这主要是由于工作面的布置主要采用的是沿俯伪斜直线布置,这样可使煤、矸下滑的速度大大减小,这样一方面可有效防止各类支架的被冲倒,同时还可大大减少人员的砸伤几率,另一方面,可使顶底板的受力情况得到改善,增加了工作面的稳定性,可有效减少推底与顶板拉裂现象的大量出现。该采煤方法的主要缺点是:工作面存在很大的回柱工作量,不利于工人作业,分段密集下方的“三角区”不能很好地通风,瓦斯易积聚,煤层顶板出现淋水现象后,会严重恶化劳动环境。通常这种采煤法比较适用于顶板稳定性中等、煤壁片帮易出现且采高在2.0 m以下的低瓦斯急倾斜煤层[2]。

2.2掩护支架采煤法

真倾斜掩护支架采煤法及伪倾斜掩护支架采煤法是掩护支架采煤法的两大分类,其中应用较多的为伪倾斜掩护支架采煤法。

伪倾斜柔性掩护支架采煤法与走向长壁采煤法有某些相似特点,其工作面的布置是依据伪倾斜方向,推进主要沿走向方向。这种采煤方法工作空间与采空区的隔离主要使用的是掩护支架,这样可简化顶板管理,更好地保障安全生产。采用自溜方式运输工作面煤炭,攉煤劳动量减轻,其技术经济效果相对较好,是中国当前急倾斜煤层开采作业主要使用的一种方法。但这种采煤法也存在一定缺陷,如:掩护支架采用的是固定式结构,不能随着煤层厚度、倾角等实际工作状况的变化随意调宽,且采煤工艺机械化水平不高,单点出煤是工作面主要采用的出煤方式,这样对这种采煤法,进一步提高各项技术经济指标便造成了一定限制,此外当这种采煤法在含有夹石的煤层中应用时,由于矸石的无法及时排除,煤质得不到有效保障,且工作面易出现大煤尘,工作环境相对比较恶劣。这种采煤法比较适用于开采煤层厚度在2 m~6 m之间,倾角在60°以上稳定埋藏,且煤厚没有很大变化的煤层。

3薄及中厚急倾斜煤层采煤方法改进方向

3.1改进通风系统及通风方式提高安全性

急倾斜煤层算是一种比较难采煤层,对于这种煤层的开采,很多矿井都是采用分散、复杂、多采面、多采区的生产方式,这种生产方式造成了各通风系统普遍存在串联风、下行风的现象,部分采煤工作面根本不能满足2个安全出口的工作要求,机械通风法在部分矿井中仍然占主导地位,对于这种现象必须把通风系统问题先解决好,而要想解决通风系统问题,就需配合改进采区巷道布置方式,首先要解决好工作面全负压通风及2个安全出口的问题,其次要精简通风系统,让串联风及下行风的次数尽量减少[3]。

3.2强化开采力度提高单产效率

在选择采煤方法时,要以实际情况为基础,且要不断分析开采工艺、设备,对生产系统薄弱环节不断进行改造,逐步完善开采工艺,最大限度地促进工作面单产量的提高。

3.3加大采区走向长度

一般急倾斜薄及中厚煤层采区的实际走向长度都不大,可采储量都比较少,往往只能供几个月开采,这样就造成需频繁搬迁采面,且需留设的保护煤柱也会比较多,造成资源回收率偏低。因此在实际开采过程中,要以实际地质条件变化为基础,把采区的走向长度适当增长,这样不但可使工作面搬迁次数大大减少,且可使煤柱损煤量大大减少,促进采区生产有效工时比率的大幅增加,提高采区生产能力,有利于采区实现集中生产。

3.4尽量实现机械化

急倾斜薄及中厚煤层要想从根本上实现高产高效,同时提高其安全性与可靠性,必须要重视实现采煤机械化。急倾斜薄及中厚煤层采煤机械化的实现是个世界性难题,在今后的急倾斜采煤工作中要重视这方面的研究,同时要注重组织企业内部力量来开展一些采煤机械化试验,这样会促进急倾斜煤层在开采技术上的总体进步,同时在这方面的科研进展,也会促进急倾斜薄及中厚煤层开采技术上的突破[4]。

4结语

就目前中国的采煤现状而言,薄及中厚急倾斜煤层仍属于一种难采煤层,这主要是由这种煤层的固有特点决定的,为此在实际生产过程中,必须以各矿井实际地质条件为基础,综合比较各种薄及中厚急倾斜煤层的采煤方法,并要对这些采煤方法不断进行优化,只有这样才能在保障安全、可靠的前提下,促进中国薄及中厚急倾斜煤层的高产、高效,促进中国煤矿开采事业的健康、稳定可持续发展。

参考文献

[1]黎锦贤,曲志明,孙强.多区段采煤方法在急倾斜薄及中厚煤层中应用[J].煤炭科学技术,2005(12):11-13.

[2]刘勇,郑伟.急倾斜煤层采煤方法优化探讨[J].煤炭工程,2009(10):12-13.

[3]李东印,李化敏,郑利军.破碎顶板急倾斜中厚煤层新式采煤方法研究[J].煤炭工程,2008(10):10-11.

[4]黄世坤.悬移液压支架在急倾斜煤层开采中的应用[J].山西煤炭,2011(12):46-47.

倾斜中厚煤层论文 篇2

【关键词】缓倾斜中厚矿体;机械化;无轨采矿;技术

缓倾斜中厚矿体一般指厚度为5~20m,倾角为5°~30°的矿体,是采矿界公认的难采矿体,至今存在大量未解决的理论和技术难题。目前,利用先进的无轨采掘设备,国外在缓倾斜中厚矿体的开采技术研究方面取得了显著的进展,首先是扩大了房柱法的适用范围,创造了沿走向推进的对角式斜巷。分析了缓倾斜中厚矿体开采过程中，在地压控制和采场矿石运搬方面存在的困难，从充分发挥无轨设备的工作效率和回采作业的安全角度出发，提出“大盘区、小分段”的设计理念；通过数值模拟，分析了采空区顶板形状对采场稳定性的影响，强调了优化采空区顶板形状对控制采空区顶板稳定的重要性。试验结果表明：在大红山矿区的岩层条件和原岩应力作用下，采空区的跨度不应大于20 m。工业试验结果证明，以上述理论为基础提出的小分段空场开采嗣后尾砂与废石混合充填采矿工艺充分发挥了无轨采掘设备的效率，保证了采场顶板的稳定，改善了作业人员的工作条件，与传统的采矿工艺相比，生产效率提高了3倍以上。

１．缓倾斜中厚矿体

1.1缓倾斜中厚矿体目前应用

缓倾斜中厚矿体一般指厚度在5~20m,倾角在5°~30°的矿体,是采矿界公认的难采矿体,至今存在大量未解决的理论和技术难题。目前,利用先进的无轨采掘设备,国外在缓倾斜中厚矿体的开采技术研究方面取得了显著的进展,首先是扩大了房柱法中的适用范围,创造了沿走向推进的对角式斜巷房柱法、下向阶梯式房柱采矿法和斜交走向推进的房柱采矿法[1,2]。其次,是分段空场采矿法得到了更加广泛的应用,尤其是下盘脉外采准分段房柱法、底盘漏斗分段空场法发展最快,将两者组合并结合爆力运搬形成的适合于倾斜中厚矿体开采的分段空场采矿方法也得到较快发展[3,4]。此外,随着大型深孔液压凿岩设备的使用,使采切工程变得越来越简单,工程量越来越小。目前广泛采用的平面采切工程更有利于大型无轨出矿设备发展高效率大规模出矿的特点[5]。国内在缓倾斜中厚矿体开采方面,大多数仍采用房柱法或下盘底部结构的空场法开采,少数矿山采用全面法、爆力运搬空场法和分段崩落法开采等。下盘漏斗电耙出矿空场法的主要缺点是采切工程量大,分层凿岩爆破工艺复杂劳动强度大,电耙采场出矿效率底。

1.2缓倾斜矿体目前的问题

由于缓倾斜中厚矿体固有的开采技术条件,如:倾角较小,崩落矿石不能完全借助于自重放出;在采场内出矿必须使用运搬设备,因无顶板检护设备,作业很不安全;若开掘底盘出矿漏斗,势必造成采切比大、采矿成本提高。目前,缓倾斜中厚矿体一般采用房柱采矿法和有底部结构的分段空场采矿法,少数矿山采用留矿全面采矿法、爆力运搬空场采矿法和分段崩落采矿法等。根据对我国26个缓倾斜中厚矿体生产矿山统计,房柱采矿法和分段空场采矿法是国内开采缓倾斜矿体的主要采矿方法。1房柱采矿法对于缓倾斜中厚矿体,采用房柱采矿法回采,首先需要解决采场运搬问题。除此之外,还必须解决高大空场的顶板管理和作业安全问题。西方国家采用自行設备来解决这两大问题,回采盘区除配备铲运机外,还配备有大型的顶板安全检查车、撬毛车、锚杆安装车等自行设备。但在我国大面积推广使用大型无轨设备还不太现实。

2.在无轨采矿中的应用

缓倾斜中厚矿体,是一种典型的难采矿体,至今没有找到更合适的采矿方法。苍山铁矿矿体厚度变化大、倾角缓、矿区断层破碎带分布范围广、节理裂隙发育、矿体被断层切割严重,地表有重点保护的建筑物和国防光缆。因此给采矿方法的选择带来了很多困难。2开采的技术条件矿区矿体主要有②和③号两条主矿体,③号矿体位于②号矿体上盘。主矿体呈马鞍状,其鞍脊部位倾角很缓,往下倾角逐渐变大,一般在20°~55°不等;矿体厚度从几米到二十几米不等,变化较大。矿体上盘一般为黑云母角闪片岩,其平均单轴抗压强度为192MPa,弹性模量为37GPa,泊松比为0.22,抗拉强度为13MPa;下盘为磁铁角闪片岩,其单轴抗压强度为127MPa,弹性模量为37GPa,泊松比为0.21,抗拉强度为11MPa;矿体单轴抗压强度为210MPa,弹性模量为44GPa,泊松比为0.18,抗拉强度为12MPa。总的来说矿岩稳固性好。3采矿方法选择3.1采矿方法初选根据苍山铁矿主矿体的赋存状况、地表不允许塌陷,以及充填系统尚未建立等情况,初步选择的采矿方法。提高矿山无轨设备的寿命和可利用串的一个重要途径是搞好维修管理、改善维修质量。尽量减少因停工故障引起非计划性维修的比重，从而降低设备费用及生产成本，提高矿山竞争能力。

3.缓倾斜中厚矿体技术上的改进

多年以来,国内矿山对于缓倾斜中厚矿体主要是采用房柱法,杆柱房柱法以及下盘漏斗崩落法等,其中以后者的应用最为广泛。某些矿山试验和应用房柱法(杆柱房柱法)积累了较丰富经验,并取得较好的技术经济效果。但是,此法需要保留房间矿柱和矿房顶部的矿皮 (一般留1.0~2.0米)且往往无法回采,而导致较大的矿石损失。因此,继续研究降低房柱法(杆柱房柱法)的矿石损失,是当前急待解决的关键性问题。另外,从某些矿山试验和应用下盘漏斗崩落法的实践经验来看,此法确实是技术上易行,安全上可靠的采矿方法。但是,由于此法需要掘进下盘采切工程,采切比相当大,特别是随着矿体厚度的减小,采切比必将急剧增大。有些矿山由于矿体下盘形状不规则和未能及时圈定矿体,往往使下盘采准布置产生困难或造成残柱和残矿的损失。因此,继续研究降低下盘漏斗崩落法的采切比,也应是当前迫切需要解决的重要课题。总之,对当前矿山广泛应用的房柱法和下盘漏斗崩落法,如何进一步降低矿石损失和采切比,都是对当前和今后采矿方法进行研究试验的关键性课题。对于缓倾斜中厚矿体来说,最合理的采矿方法应根据围岩和矿体的不同稳固性来选择。采准工的方法主要是下盘漏斗中深孔回采方法。这个过程更难以布置,漏斗间势必会形成残柱或残种方法主要是技术上可靠,安全上可行,适 矿,造成矿石的损失。-用范围较广。但需要大量的下盘漏斗和凿岩 对于这类矿体,如果使用房柱法存在以恫空以及运矿巷道,采切比特别大,尤其是 下问题:在顶板围岩稳固性变化的情况下,矿体厚度减小时更加显著。如果遇到矿体下 采场尺寸不易掌握。当顶板围岩趋于中稳盘围岩不稳固时,还需要大量的混凝土支 时,常有局部塌落和浮石的威胁,而且在中护,支护费用相应增大;而且增加了采准工 厚矿体下作业,不易检查上盘围岩的变化。作时间,影响强化开采。如果遇到矿体底盘 安全性较差。因此,探索此类矿体的开采方16·黄金法,将成为矿山开采的塾要课题。体下部,采场高度控制在3m左右,采场宽度仍为6～sin,上推斜长为6～sin,两边留。

4.结束语

综上所述，缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术虽然已经发展很快，但还存在很多不足，在今后发展过程中将进一步完善和改进，以适应矿山建设和发展需要。

【参考文献】

［１］胡际平.现代地下采矿方法典型实例（七）：房柱采矿法[J].国外金属矿山,1990,(8):36-38.

［２］我国金属矿山采矿技术进展及趋势综述.金属矿山,2007,(10).

［３］黄成林.蒙库铁矿采矿外包及管理的实践.矿业快报，第五届全国矿山采选技术进展报告会论文集，第444期:585-587.

［４］杨立根.岩石力学在缓倾斜矿体开采中的应用[期刊论文].长沙矿山研究院季刊,1986,(04).

［５］周君才.中稳矿岩缓倾斜中厚矿体采矿方法的改进途径.1990,(01).

倾斜中厚煤层论文 篇3

关键词：急倾斜,中厚煤层,复合顶板,破顶掘进,联合支护

该论文以新铁煤矿五采区49煤层右六片60502队综掘机施工的巷道中采用支护技术和稳定性研究为实际工程背景, 分别对新掘破顶巷道和已掘留顶巷道两类工程进行了研究。在综合分析已掘巷道破坏原因的基础上, 根据工程类比法, 提出了已掘巷道支护设计的基本方案。从而为新掘巷道的施工做了必要的准备。接下来从经济指标和施工难易等定量和定性的因素入手, 最终得到了最优支护方案为巷道顶板采用预应力树脂锚索加铁网及钢带支护;护帮采用顶板一根锚索与底板两根锚杆联合铁网形成上帮煤体及顶板复合顶板全封闭的刚柔支护方案。最后在新掘巷道的施工过程中采用了这种支护方案, 并对此支护方案下巷道的稳定性进行了局部和整体的评价。根据实际巷道顶板岩性差、煤质结构松散、断面尺寸大又处于高应力环境的不利条件, 施工中采用了加长锚杆的锚固长度的施工方案, 同时用拉力器对巷道的全部支护进行全程测试对其做了稳定性分析, 从而验证了新掘巷道施工方案和支护策略的合理性。通过选择合理的支护方式, 提高了巷道的掘进速度, 同时有效地控制了顶板离层、冒顶现象和片帮现象的发生, 达到了巷道支护的预期效果。

1 确定巷道支护形式

新铁煤矿五采区开掘的49煤厚1.7m。煤层以块状为主, 粉末状次之, 煤层透气性差。煤层总体呈单斜状, 倾角55°。巷道顶板采用三排预应力树脂锚索联合铁网及钢带支护, 间排、距:1.0米;护帮采用顶板一根锚索与底部两根锚杆联合铁网形成上帮煤体及复合顶板全封闭的刚柔支护, 间距:1.0米。

2 支护参数设计

2.1 采用类比法合理选择支护参数

根据新铁煤矿五采区开掘49煤层矿压观测资料和同煤层邻近巷道的支护经验做了以下类比:已掘破坏巷道为49右六片前段 (2007年03月施工) 、新掘巷道为49右六片后段已掘留顶巷道:49右六片前段采用的支护为顶板采用三排预应力树脂锚杆支护, 间排、距:1.0米;护帮采用四排锚杆配合半圆木联合铁网锁帮, 间距:1.0米。

新掘破顶巷道:49右六片后段巷道顶板采用三排预应力树脂锚索联合铁网及钢带支护, 间排、距:1.0米;护帮采用顶板一根锚索与底部两根锚杆联合铁网形成上帮煤体与顶板复合顶板全封闭的刚柔支护, 间距:1.0米。

现象:49右六片前段因密闭了1年多, 当再次启用时, 发现巷道顶板多处局部冒顶, 上帮锁帮基本失效, 导致片帮现象严重。尤其是在两巷道交叉点处出现了大面积的冒顶及片帮显现严重损坏了巷道的使用性。

分析:49右六片前段采用传统的基本支护方式即三排预应力树脂锚杆支护间排、距:1.0米;护帮采用双排锚杆配合半圆木联合铁网锁帮, 间距:1.0米。由于顶板仅仅采用树脂锚杆支护顶板导致锚杆的作用力以单一的点作用力作用在复合顶板上, 使其悬吊作用面积局限于以锚杆托盘为圆心的点接触;锁帮采用是双排锚杆配合半圆木联合铁网锁帮, 间距:1.0米。由于采用了半圆木作为支护材料, 使其巷道锁帮的性能紧随着半圆木的强度而有效, 当半圆木在潮湿、氧化的作用下腐蚀失效时, 原锁帮则失效, 才会导致片帮严重的现象出现49右六片后段支护方案中加以完善具体改善如下:

1) 顶板支护采用锚杆加钢带支护, 由于W钢带本身就具有一定的强度, 在锚索的锚固作用力直接作用于钢带, 通过钢带联合铁网把锚固力作用于顶板上的同时加大了锚固作用的着力面积相应的也提高支护面积, 与此同时顶板上的三排锚杆又通过钢带连接形成整体的作用链。既可发挥其加固拱作用又提高了对顶板的整体悬吊作用, 使顶板内的各岩体与锚杆紧固成一个所谓的“组合梁”, 从而提高顶板岩层的抗弯强度, 减少各岩层层面滑移、离层和冒落的机率, 从而保证巷道的稳定性。

2) 护帮采用顶板一根锚索与底部两根锚杆联合铁网形成上帮煤体与顶板复合顶板全封闭的刚柔支护, 间距:1.1米。通过上帮顶端采用锚索紧贴煤壁向顶板锚固, 即起到对巷道顶端顶板支护的作用又通过与下部锚杆配合铁网形成对上帮煤壁的全封闭, 这种支护方案对煤体上帮形成了全封闭锁帮有效的避免了上帮煤体及顶板复合顶板直接裸露 (尤其是顶端煤体) 无支护, 在矿压的作用下片帮形成空顶区从而间接的导致矿压应力的集中作用于空顶区, 形成大面积的冒顶及片帮的隐患。

2.2 采用计算法校核支护参数

2.2.1 采用普氏平衡拱理论进行锚杆支护参数设计

C=[ky HBcos (a/2) / ( (1000fckc) -1]×htan (45°-ф/2)

式中C-挤压破碎深度;

k-自然平衡角部应力集中系数, 取1.9;

y-上覆岩层的容重, 取2.5t/m3;

H-采深, 取421m;

B-固定残余支撑压力影响系数, 实体煤巷取B=1;

fc-煤层普氏系数, 取fc=1.5;

a-煤层倾角, 取a=50°;

h-巷道掘进高度, 取2.8m;

kc-煤体完整性系数, 取kc=0.3;

ф-煤体内磨擦角, 取54.8°。

计算得:c=2.82m。

交岔点潜在垮落高度b= (a+c) cosa/ (kyfr)

式中a-巷道有效高度一半, 取1.4m;

ky-顶板岩性系数, 取0.2;

fr-顶板普氏系数, 取6。

计算得:b=0.6m。

顶板潜在垮落高度为1.26m, 所以1.6m锚杆支护能够满足支护要求。

2.2.2 锚杆参数

1) 锚杆长度:L=L1+L2

式中L1-锚固长度, 0.9m;

L2-锚杆外露长度, 0.15m。

计算得:L=1.05m。施工中取1.6m。

2) 锚杆排间距:锚杆施加预应力后, 在岩层中以45°角形成压应力区, 因此锚杆的最大排间距为:

Lj=2×1/2 (L-L2) tan45°

计算得:Lj=1.55m。

试论煤矿中厚煤层的开采技术 篇4

关键词：煤矿 中层煤层 开采技术

对于生产生活来说，一个最基本的保障就是能源。国民经济长期持续稳定的发展需要能源的支持，人民生活的安康乐业也需要能源的保障。观察当前中国的能源利用效率，其远远落后于世界上诸多的发达国家，甚至尚不能够达到部分发展中国家的能源使用情况。这种低效的浪费的近似奢侈似的使用使得能源的开采在量上过大。节能型社会的建立有助于提高单位能源对经济和社会发展的贡献，但是较快的经济发展速度、较大的经济实体对于能源开采保持较高的量的水平提出了更高的要求。在这样的情况下，国家对于能源的需求就必然是迫切的。在观察地质层面上，我国能源本身的特殊性。当前，在消费和开采一次能源的过程中，总比率占据了所有能源消费和开采的70%。在这之中，一个主体性的能源就是煤炭，专家预测50年之内，这一根本的能源特点是不会发生变化的，所以开采煤炭的技术对于中国的能源战略具有独特的意义。在中国所有的煤炭资源产量和储量方面，多达45％都是厚煤层，这也就是说对于煤炭开采来讲，开采厚煤层的技术具有非常重要的研究性和实践性意义。

在当前的中国，开采厚煤层使用的主要为如下三种：分层、放顶煤以及大采高三种开采方式，所谓大采高开采一般为采高在3.5米之上的（含括了3.5米）。比较传统的开采方法为分层开采，这种开采方法在中国具有最长的应用时间，具有相对比较成熟的开采技术。而分析放顶煤开采这种开采方法，其进驻中国的时间为20世纪80年代初期，因为这种方法在欧洲的广泛有效的使用，被引进到了我国，此后被匀速应用到各地厚煤层的开采过程之中。观察最近10年，厚煤层的开采技术，发展最快地为大采高开采，这种现象的原因为开采设备的系统性完善以及开采技术的提升。

1 大采高开采的主要技术特点

最近几年，在中国，大采高开采在中层煤矿开采过程中的实用技术日趋完善化，比如让人比较满意的一个成就就是采煤机以及液压支架在技术层面的发展和提升。尽管如此，大采高开采技术仍然存在诸多的缺陷性和不足，比如在大采高开采的技术使用中，会面临非常剧烈的来自工作面的压力，比较严重的现象为煤壁片帮以及局部冒顶状况。面对这些情况，在使用大采高技术进行煤层开采的过程中，需要采取一些有效的技术措施，比如为了很好的减少可能发生的冒顶事故，就需要对煤壁片帮进行很好的防治；为了让诸多的开采设备和开采技术得到很好的安装，需要对初采高度进行很好的控制；为了避免出现液压支架下滑、乃至倾倒现象的出现，需要采取严格的防滑、防到措施，除此之外，对于液压支架也要予以锚固，对于采高也要予以严格的控制。

2 放頂煤开采主要技术特点

厚煤层开采中使用的放顶煤开采技术和方法可以做出如下的描述：在煤层的某一个厚度范围内或者沿着煤层本身的底板进行工作面的布置和设计，一般工作面的采高要介于2～3米之间，使用各种综合的和机械化的方式予以回采，借助于整个矿山产生的压力，或者使用松动爆破让顶煤被破碎，成为散体，借助于支架上面或者后面的“放煤窗口”将煤矿放出，使用刮板运输机将煤矿运离工作面。

比较而言，综采放顶煤是一种比较高效的技术，其具有如下诸多优势，在不同的地质条件下，进行不同水平的开采，较低的巷道掘进率、对工作面具有较少的搬家次数、在材料消耗方面，耗费较低，对应的产能较大等等不同的优点，尽管如此，综采放顶煤开采技术对于煤层裂隙的发育、对于煤层厚度，也有着很高的要求，对于地面沉降、放火、治理瓦斯现象等具有很大的困难性等诸多的缺点。

如下措施的使用有助于放顶煤开采中的防火灾事故的发生，注入惰性气体到采空区内，比如氮，使用阻燃物质对于高冒区进行灌注，将黄泥浆灌注到高采和高冒区等等。除此之外，还需要深入地探索研究实施中的成本及其他现象。

当前对于放顶煤这种开采方法和开采技术，在研究层面，仍然存在诸多的问题，比如不能够清楚地了解掌握开采过程中的工作面，不能够很好地掌握瓦斯在采空区内是如何运动的，所以对于放顶煤开采方法的研究需要正确的建立采场力学模型，只有这样，才能够更好地了解需要开采的煤矿周遭的围岩分布情况，除此之外，还需要关注可行的和经济的放顶煤开采方法和开采技术。

3 对中厚煤层开采选择开采方法的时候依据的主要条件

中厚煤层的开采方法受到各方面因素的影响，不同的开采方法有着各自的优点，采用合适的科学的开采方法可以大大提高煤层开采的效率，一般来说中厚煤层的开采主要受到地质条件、开采设备、地形因素、季节因素等多方面的因素影响，对于不同地质条件可以选择不同的开采方法，目前的开采技术条件下，放顶煤在经济效益和适用范围方面有很大的优越性，其适用的条件为：①大于等于100米的煤层埋深，300米以上的煤层埋深以及煤层本身存在节理裂隙，而且不会再次发育。②最佳的煤层厚度介于5-10米之间。③直接顶的特点表现为随顶煤下落，整个冒落高度需要为煤层厚度1倍到1.2倍。④对于煤层来讲，另外一个条件为小于3的普氏系数值。

适用大高采的条件包括了如下五个方面：①煤层倾角介于12度到18度中间。②煤层厚在3.5米到6米之间，煤层普氏系数在工作面要高于1.5。③工作面具备简单的地质构造，没有很大的断层和褶曲，水文地质本身也非常的简单。④整个矿井具有很大的生产能力。⑤煤层顶板比较稳定。

科学的开采方法不仅能保证煤矿开采的工作效率，而且很大程度保证了煤矿施工的安全性，合理的煤矿开采方法不能只想着如何追求利益的最大化，而是应该进行多方面的综合考虑，并且要对开采机器有充分的了解，能够根据开采设备的使用状况来正确的设计开采方案，针对不同的自然和人为因素做出正确的方法的选择。

4 结论

总之，对于中厚煤层开采要根据煤层条件和技术条件等采用合适的开采方法。中厚厚煤层是我国实现高产高效开采的主力煤层。伴随着社会的发展，技术的进步，在中国厚煤层的开采技术层面，无论是放顶煤开采技术，还是大高采技术，都取得了很大的进步，但是伴随着煤层厚度的增加以及需要开采的煤层的强度的提升，伴随出现了很多新的问题，比如对于煤炭资源如何能够提升回收率、如何选取合理的支架、如何防治瓦斯、如何防治地表沉降等等，在以后开采厚煤层的过程中，这些问题都需要得到进一步的关注。

参考文献：

[1]王家臣，仲淑姮.我国厚煤层开采技术现状及需要解决的关键问题[J].中国科技论文在线，2008，11(3):829-834.

[2]张英，刘萌珲等.我国厚煤层开采方法的选择原则与发展现状[J].煤炭科学技术，2009，37(1):39-44.

缓倾斜中厚矿体采矿方法探讨 篇5

1房柱开采法

在进行缓倾斜中厚矿体的开采过程中, 针对其岩层的矿体建设, 通过对中厚层面的稳定性保障开采, 其中房柱式开采方法就更适合这种矿体结构。就目前我国的开采生产方式来说, 对于房柱的开采方式, 其作用也保证了对矿产区域形式的保护, 并完成了对基本地形的保护, 从而达到安全生产的效果。在进行这一形式的开采过程中, 就主要包括了如下两点特殊的开采形式。

1.1预切顶深孔房柱开采

在进行实际的开采过程中, 为满足基本的孔深超前作用, 我们需要结合对基本开采规则上的有效控制, 并实现对基本设施上的综合控制, 对于基本设施的有效创建, 即可结合实际的生产要求来完成对盘区的开采作用调控。加强对采区控制的有效监管, 在进行布置的过程中, 其盘区长度60~100m, 其倾斜长度则在40~650m, 而对于阶段行的结构排布问题, 就需要保证对矿区房间距的有效创建, 并以此来完成对底柱结构的安全设施保证, 确保对柱子高度设计, 实现对高度行为结构上的综合调控。

在执行回采时, 结合实际的顶端高度进行全面的开切拉锯, 完成对上下结构回采需求的分段建设, 完成对揭露结构的抛锚设计, 并通过锚杆支护来完成对网度结构的有效创建, 改善对网度形象的有效结构保护。对于下部矿体的回采问题, 结合下部凿岩的使用, 通过上下山的有效控制, 从而完成对基本深孔凿岩机械的有效控制, 完成对深孔凿岩设备的钻机结构控制。对于基本凿岩设备的选择, 主要以YGZ80与YGZ90来进行钻探。其使用采取相应的微差爆破来完成对矿石坚硬位置的凿岩作用。

1.2潜孔落矿的结柱房柱法

在进行普通的房柱保护过程中, 通过对矿柱的损失保护问题, 就需要加强对基本设施的空区保护, 但是这样对于能源产物的使用区域范围问题, 都会形成较大的隐患, 严重时, 可能影响到基本设施的有效建设。这对于浅层矿藏的填充问题等, 都会影响到基本开采效果上的效率。

与此同时在进行这一形式的开采过程中, 对于盘区的走向问题, 主要就集中在了对盘区走向上的合理化布置, 由于其长度通常在30~60m的范围内, 导致了对矿柱的宽度预留需要保证在10~15m宽, 这就占用了较大的空间, 同时也影响到了基本设施场地空间上的有效创建, 对于基本的策略建设问题, 也更需要通过采矿房区的有效控制, 从而完成对尾砂的填充效果。

我们从现有的潜孔跨落, 从分成的回采结构来看, 作用也就保证了对矿石的采取运输结构上的综合控制, 对于基本的矿柱结构填充问题, 可结合顶板与结构网络之间的支护操作, 这对于锚杆支护的操作需要问题, 就应当结合实际的填充效果, 完成对基本设施上的有效创建, 并以此来完成分层回采。就我国的矿山结构来说, 其主要的房柱建设问题, 就保证了对设备的防护操作, 应在满足基本的设施建设, 才能够确保其开采过程的安全合理性。但是由于其生产效率的有效建设问题, 也从崩落的矿石情况对于基本的设施矿柱建设问题, 还应通过对装备的设备设施进行综合的有效控制, 实现对基本结果上的综合调控, 完成对实际采矿结构的安全性建设。

2底盘漏斗开采

在进行现有的中等稳定稳固检测, 主要针对的是25°~45°的倾斜角度, 且只有厚度满足10~20m厚时, 才能够优选这一类的开采方法, 即底盘漏斗开采。

在进行基本的开采方式的规划建设上, 通过盘区的开采设施进行综合开采, 对基本场景上的布置建设, 实现对倾斜长度的有效控制, 对隔离区域内部的矿柱控制, 保证跨度控制在10~15m内, 长度则一般保证在50~80m的范围以内, 其设施的建设对于基本设施的安全性保护, 采取分独胆微差爆落, 既可以保证漏斗在使用过程中的矿石结构轻微作用, 同时也能确保其矿柱在结构上的合理性。对于分段的微差应用策略, 结合实际的使用规范, 并实现对顺序的倾斜结果的有效推进, 促进其渠道矿硐的安全性建设。对于崩落的岩块, 可集合实际的使用情况来进行开运。应用后退式推进作用, 也能够有效保障在基本设施的建设, 并完成对双筒结构的有效创建, 保证底部结构的有效性开采。

3机械化分层和填充开采法

在现代的开采中应用机械化采矿方式进行综合开采, 在既满足高回收率的同时, 也能够满足其在控制岩层的顶底板压力上的综合控制, 确保对矿山开采分层形式上的有效创建, 其品位与结构的创建形式, 都能够更好地满足其基本设施的合理化建设。伴随着近年来的基本工艺建设, 在矿山机械化的发展过程中, 对于基本机械化尾砂胶结充填形式上的有效调整, 从而有效地改善了对基本设施上的有效创建, 这一情况就能够有效地保障对高分段与矿井协调性上的综合开采。

在进行高频段的开采能力保障工作应用上, 对于配套使用在机械的胶化凝结填充结构上, 通过对基本设施的盘区建设供应, 从最根本的基础建设, 实现对综合体系上的有效创建, 并以此来增加对间隔回采结构上的高效开采。为满足在开采过程中, 对顶底板应用拉力的合理化监控管理, 即需要通过对整体位置上的有效控制, 并以此来加强对基本设施的合理化建设, 与此同时, 通过明显的改革建设来增加对基本设施上的有效调控, 并以此来加强对基本设施上的综合建设, 完成对基本设施的有效创建。这对于基本的纵横断面的顶底板距离应力控制, 也应满足对最大需求。而对于最大拉力的控制建设, 需要通过对底板结构的应力标准进行控制, 具体应力要求如表1所示。

4结束语

伴随着现代社会的不断发展, 在进行现有能源开采策略上, 通过对基本设施的有效创建, 从而完成对原则信息上的综合调整, 完成对基本开采技术上的综合提升, 以此来完成对基本设施的有效操作, 保证在开采上的合理性, 并以此来加强对基本支护措施上的有效回采管理。

参考文献

[1]尹升华, 吴爱祥.缓倾斜中厚矿体采矿方法现状及发展趋势[J].金属矿山, 2007 (12) :10-13.

[2]黄胜生.国内外缓倾斜中厚矿体采矿方法现状[J].矿业研究与开发, 2001, 21 (4) :21-24.

[3]张兆林, 张金, 林永新, 等.第四系下缓倾斜中厚矿体采矿方法的初步研究[J].金属矿山, 2002 (10) :17-18+38.

[4]张利君.大庄子金矿缓倾斜中厚矿体采矿方法试验[J].矿业研究与开发, 2002, 22 (6) :10-12.

[5]姜群, 刘吉兴, 童意章, 等.锡矿山南矿缓倾斜中厚矿体采矿方法实践[J].采矿技术, 2013 (6) :1+6.

缓倾斜中厚矿体的采矿方法研究 篇6

关键词：缓倾斜中厚矿体,采矿方法,崩落法

从上世纪七十年代开始, 无轨自行设备在全世界范围内推广开来, 这使得锚杆支护和充填技术得到了飞速发展, 同时也激励了国外在缓倾斜中厚矿体采矿领域的研究工作。考虑到在开展缓倾斜中厚矿体开展工作时, 对技术条件的要求极为苛刻, 比如说:矿体倾斜角度很小, 导致矿石在崩落后很难借助自身的自重放出;出矿时由于没有顶板检护设备, 使得运搬作业危险性极大;如果在底盘的开掘工作中造成出矿漏斗, 无疑会给开采工作带来极大困难, 并提高采矿的成本。因此, 针对缓倾斜中厚矿体开采工作, 国内通常都使用房柱采矿法或分段空场采矿法, 少数情况下采取全面采矿法或分段崩落采矿方法。笔者通过统计发现, 房柱采矿法与分段空场采矿法是当前我国缓倾斜矿体开采工作中应用的主要方法。

1. 缓倾斜中厚矿体的采矿准备工作

1.1 防尘工作

我们知道, 注水工作是煤矿保护层回采工作面中极其有效的防尘措施。其中关于水的除尘机理具体有下面几点:首先, 由于在湿润煤体阶段受到原煤体中的原生煤尘影响, 导致煤尘丧失飞扬能力;其次, 注水可以将煤体中的细小部分进行液体包裹, 如果在煤体开采发生破碎事件时, 可以避免细粒煤尘到处飞扬的现象产生;最后, 由于水的湿润性, 从而增强了煤体塑性指标, 很大程度上削弱了煤尘的脆性影响。在煤体受到外力作用的情况下, 原本很多的脆性破碎转化为塑性形变, 从而减免了煤体破碎后产生大量尘粒的问题, 大幅度抑制了煤尘产生。通过对新坟孙村矿进行煤层注水工作后发现, 除尘率高达73%, 很好地满足了预定的除尘效果。

1.2 减少回风流中的瓦斯浓度

煤层注水在治理瓦斯的问题上, 不但可以预防煤与瓦斯突出, 还能够很好地减少工作面上回风流中瓦斯浓度, 由于在湿润煤体时, 水分的存在阻碍了瓦斯运动, 从而使得在煤体破坏后一些瓦斯不会涌采掘空间, 反而会以变相的形式被煤体运出工作面。通过分段砌筑封闭墙, 在封闭墙中铺设管路进行瓦斯抽采, 抽采管路为240mm的铁管, 抽采流量为91 m3/min, 封闭墙间距为110m。封闭墙的组成由砌筑两道墙体, 并在其内部充填黄泥, 800mm, 墙与墙之间的距离不小于4m, 这样可以很好地起到密闭和防爆的作用。每个封闭墙内铺设两道管路, 在新的封闭墙砌筑充填完成时, 根据瓦斯抽采量适时关闭里段抽采阀门, 保障了高抽巷瓦斯抽采的连续性。

2. 缓倾斜中厚矿体的采矿方法

2.1 房柱采矿法

针对缓倾斜中厚矿体的采矿问题, 我们一般都是采取房柱采矿的方式进行回踩, 这就使得我们首先要做好采场的搬运工作。此外, 还应该合理做好高大空场的顶板管理与安全控制问题。在我国, 使用针对缓倾斜中厚矿体回采问题中, 主要运用到的房柱采矿法有:浅孔喷锚法、人工点柱法、下向分层回采法、浅孔预控顶采矿法、中深孔超前切顶采矿法和浅孔、中深房柱回采法, 各种回采方法都有其优缺点, 并使用在不同的煤矿区域。根据上列采矿方法的名称就看出, 为了给工作人员与采矿设备提供安全保证, 尽可能地避免局部复杂地质条件导致的安全威胁, 同时延伸房柱采矿方法的适用领域, 如今, 采场护顶方法也得到了良好的发展。

2.2 沿脉分条式全面法

自解放后就开始开采的金矿峪金矿一直以来都是使用浅孔留矿法或分段凿岩阶段矿房法, 效果良好。几年来已探明该矿山储量即将采完, 剩留的大多数都是难采矿体, 这里边缓倾斜中厚矿体所占的比重很大。考虑到缓倾斜中厚矿体受断层影响较大, 顶板稳固性差, 而且矿体周遭存在很多采空区, 这种情况下的开采难度极大。矿方对该类矿体试采两个矿块, 主要采用的是沿脉分条式全面法, 分条高一般6m左右, 掘一条沿脉电耙巷, 用边掘上山边回采的方式, 全面拉开采场, 由下向上逆倾斜回采。自采矿使用了沿脉分条式全面法后取得了理想的效果。

2.3 无底柱分段崩落法

玉石洼铁矿170m中段为接触交代矽卡岩型磁铁矿床, 厚度10~25m, 倾角0°~25°。矿体及顶盘灰岩不稳固, 底盘闪长岩比较稳固, 在闪长岩与矿体之间有矽卡岩夹层 (0~5m) , 极不稳固。实际生产中存在采准工程量大、施工困难、生产效率低和矿石损失贫化大等诸多问题。为此改用自放顶、设回收进路的无底柱分段崩落法方案。

3. 缓倾斜中厚矿体的采矿发展趋势

近几年便随着我国充填技术与填料制备领域的向前发展, 采矿输送技术的不断地更新与进步, 如今, 越来越多的无轨设备 (凿岩台车、铲运机、锚杆台车等) 投入使用到矿山开采中来, 可见, 充填法无疑是眼下非常高效、且回收率极高的采矿方法, 这里边有种上向进路充填法被广泛使用, 逐渐成为缓倾斜中厚矿体的主体采矿方法。笔者预测, 伴随着我国矿山开采工作面的不断加大, 在环保意识越来越强烈, 矿山开采技术和回采设备不断丰富和完善的今天, 此类采矿方法无疑在今后矿山开采领域前景无限。

4. 结语

综上所述, 通过合理应用缓倾斜中厚矿体开采方法, 不但可以大幅降低管理难度, 还能很好地控制开采成本, 最终求得人力资源管理的最优化解。为此, 我们务须不断探索缓倾斜中厚矿体开采方法在煤矿安全中的应用策略, 做到事前控制, 提前排除, 预先处理, 未雨而绸缪, 防患于未然。全面加强缓倾斜中厚矿体开采水平, 使矿山安全生产作业更加安全稳定地进行, 确保实现矿山安全生产零故障目标, 以便更好地为社会主义现代化服务。

参考文献

[1]任凤玉, 马运时.无底柱分段崩落法开采缓倾斜中厚矿体在玉石洼矿的应用[J].化工矿山技术, 1995, 24 (5) :4-6.

[2]吕广忠, 柴建设.金厂峪金矿缓倾斜中厚矿体采矿方法[J].河北理工学院学报, 2001, 23 (2) :1-3.

倾斜中厚煤层论文 篇7

1 我国矿产资源开采现状

在当今的矿山企业开采工作中, 所谓的缓倾斜中厚矿体主要指的是角度为15~35度, 厚度为6米左右的倾斜矿体结构。这种矿体结构在目前的矿山开采工作中可谓是最为突出的难题之一, 不仅在国内, 在国外亦是如此。这种矿体结构在目前可谓是世界公认的最难以开采的矿体结构形式, 截至目前虽然国内外专家和学者已经提出了许多的开采方案和技术, 但是究其具体的工作内容而言仍然不尽人意, 存在着许多的问题。

1.1 缓倾斜中厚矿体

缓倾斜中厚矿体是目前世界上公认的最难开采的矿体结构, 它主要指的是倾角在20度左右, 厚度为6米~20米的矿体, 它因为倾斜角低的特点, 矿体很难自行溜走, 需要采取机械搬运或者人工搬运的方式来进行处理。而在目前的矿山企业开采工作中, 大多数的工作都是在海拔较高的土层开始的, 这就给采场管理造成了困难, 顶板管理工作复杂。根据目前的社会生产现状进行分析, 在当今的工作中, 常见的缓倾斜中厚矿体的采矿技术包含有房柱法、底盘漏斗法等。

1.2 我国矿产资源现状

就当前的矿山企业工作现状进行分析和管理, 在目前的矿产开采中, 大部分的能源都是一次性能源为主的, 而其中有80%以上的矿物质原料都会工农业生产中不可缺少的物质资源。为此, 在当今的社会发展中, 做好矿产开采工作可谓是至关重要的问题, 它关系到工农业发展不说, 更是与人民生活水平、国民经济发展息息相关。

从过去多年的矿产工作实践进行分析, 但部分的矿物质资源都处于地壳中, 长期隐藏在土壤内部。这也是当前国民经济发展中可供人们利用和开采的主要物质资源, 更是矿产资源开采中不可忽略的重要部分。面对着科学技术的进步, 各种新器械、新方法不断成熟, 逐渐应用在矿产企业生产中, 为矿产开采工作提供了扎实的理论和物质基础, 也为资源的可持续利用奠定了扎实的基础。矿产资源作为一种不可再生能源, 随着其用量的增加和无节制开采力度的加大, 其存储量日益紧缺, 由此引发的矿产资源供需矛盾进一步激烈, 不仅影响了社会经济发展进程, 更是严重的制约着企业的发展, 造成生态失衡等问题。在这种社会条件下, 如何采用现代化采矿技术来进行工作深受着业内人士重视, 也是目前专家研究的焦点。

2 实例工程应用

2.1 工程概况

某矿业有限公司位于生铜、金、银、铁、铅、锌等多种金属元素的大型露天旁边, 频临矿山, 周围己探明地质储量1.7亿t, 其中硫铁矿矿石量87 t、铁矿石量24tt、铜金属量500t、铅锌金属量40t、还有成百上千吨的金银金属量。公司地理位置适中, 水陆运输条件优越, 矿区毗邻铁路和高速公路, 沿江快速通道从矿区边缘穿过, 距长们码头38km, 另有铁路专用线和公路直通矿区, 该矿一期坑采和井下接替工程形成600kt/a生产能力, 一二期露天采矿工程总投资6.6亿元, 年采矿900kt。现已形成年采、选矿1500kt/a, 铜精砂40k/a、铜精砂含铜4500kt/a、铁矿石l00kt/a的能力, 并副产数量相当可观的金和银。还可通过硫精矿焙烧生产铁矿红粉以及精选铅锌矿等, 矿区范围为1.2km2。区内地层从老至新有泥盘系五通石英砂岩、石炭系高骊山砂质页岩、黄龙灰岩、船山灰岩、二叠系柄霞灰岩、孤峰砂质岩、茅口灰岩及第四系粘土砂砾等。

2.2 缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术探析

该矿区撤据实际情况, 决定采用凿岩台车凿岩、铲运机出矿的机械化土向水平分层充填采矿法进行生产。通过方案设计、类比分析等研究手段, 得出了该方法的主要采切与回采工艺:第一, 采用合适的无轨设备。包括凿岩台车和铲运机等, 以此发挥上向水平分层充填采矿法的效能。该矿引进l台B00m281全液压凿岩台车及5台DCY-1.5电动铲运机。第二, 采场垂直矿体走向布置, 采场长度为矿体水平厚度。根据科学的数值分析结论, 采场宽度为10re (矿柱) 或14m (矿房) 。阶段高度34m。第三, 为便于维护, 提高资源回收率, 缩短出矿运距, 充分发挥无轨设备的效牢高的优势, 采准工程宜采用脉外布置的方式在下盘布置两条山脉运输平巷。规格3.2m、3.0m, 每隔4~5个采场施工一条穿脉巷道, 连通运输平巷, 形成环形运输系统。第四, 切割工程。根据凿岩行车下作需要, 侮个采场托底层高度设计为3.0m。首先从靠近矿体的沿脉运输平巷掘进穿脉平巷 (规格3.0m、3.0m) 通达山体。以穿脉平巷为自由面用凿岩台车或7655凿岩机向两边扩帮, 直至采场两边边界。

第一步矿柱充填采用质量比为l:8.1:l:10的水泥, 粉煤灰、高硫尾砂混合料, 底部第一分层和各分层浇面灰砂比的水泥、粉煤灰、高硫尾砂混合料, 以提高下阶段采场回采的安全性.减轻铲运机出矿时对层面的破坏和矿石贫化;第二步矿房充填为非胶结充填废石或江砂) , 底部第一分层和各分层浇面需采用灰砂比为的水泥、粉煤灰、高硫尾砂混合料, 形成非胶结料与崩落矿石问的隔离层, 防止二次损失与贫化。

结束语

总之, 在当今的采矿工作中, 缓倾斜中厚层矿体机械化开采技术的应用越来越受到人们的重视, 它对于缓解矿山企业的能源存储危机有着重要的意义。在目前的开采工作中, 对于那些矿体倾角缓、水平厚度较大以及开采难度高的矿产在开采的时候必须要结合实际工作条件为依托, 结合先进的控制策略、设备以及管理技术, 从而达到科学应用目的, 为整个工作的开展打下科学的理论以及。这一技术在目前的矿山开采中不仅解决了缓倾斜中厚矿体机械化采矿的技术难题.而且推动了我国大型机械化充填采矿技术的进步。

参考文献

[1]孔健, 木青, N.瓦吉纳斯, M.斯科布尔, G.贝登.25年来地下硬岩矿山自行设备自动化的发展[J].国外金属矿山, 1998 (2) .[1]孔健, 木青, N.瓦吉纳斯, M.斯科布尔, G.贝登.25年来地下硬岩矿山自行设备自动化的发展[J].国外金属矿山, 1998 (2) .

倾斜中厚煤层论文 篇8

1 缓倾斜中厚矿体的特点

缓倾斜中厚矿体, 主要指矿体开采厚度保持在5-20米范围内, 倾角保持在50度到300度之间的一种矿体结构。缓倾斜中厚矿体的开采难度很大, 是世界上公认的最难开采的矿体结构之一。就我国目前所拥有的采矿工艺技术而言, 如果将这些工艺技术应用到缓倾斜中厚矿体的开采作业中, 强行进行缓倾斜中厚矿体的开采, 不仅不能获得良好开采质量, 还有可能损坏开采机械, 破坏生态环境, 获得负面效应。这也就是说, 以我国目前的矿体开采水平, 还不能很好的对缓倾斜中厚矿体实施开采, 即使能, 在实际开采时也会存在诸多问题, 影响矿业的开采质量。

2 我国的矿产资源及资源开采现状

据相关调查研究, 我国境内现有的矿产资源大多为一次性资源。矿业开采中所遇到的矿体结构大约有九成以上都属于一次性能源结构。而由于我国工业原料与农业生产原料大多以矿产资源为主要原料, 所以在实际生产过程中, 工业与农业生产对矿产资源的需求量都很大, 并且这种需求是是循环无尽的。从这一点来看, 为了满足我国工农业的生产需求, 实现矿产资源连续不断的供应, 就必须采取相关措施做好对矿业资源的开采, 保证一次性矿业资源供给与无止尽工农业生产发展需求之间的平衡, 实现矿产资源的合理开采与有效利用。

就国内目前的采矿作业而言, 由于大部分矿产资源都存在于地球的地壳之中, 对于一些地质条件并非特别恶劣矿产资源储存地来说, 这些地区内矿物资源的开采难度响度较低;反之, 则地质条件越恶劣, 矿产资源的开采难度便越大。但是不管矿产资源开采难度的大小如何, 几乎各类的矿产资源都属于一次性、不可再生能源, 对人类社会进步与人类的生存生存发展的影响极其巨大。

3 实际案例分析

前言中提到, 缓倾斜中厚矿体的开采是一个世界性的技术难题。但由于缓倾斜中厚矿体具有着极大的开发必要性, 所以国内外相关研究人员都先后开展了大量的研究活动, 希望研发出一项有效的, 适合缓倾斜中厚矿体开采的采矿工艺技术来实施矿产开采, 克服缓倾斜中厚矿体在开采中的技术难题, 达到提高缓倾斜中厚矿体结构开采质量的目的。本文现结合具体的工程实例, 对缓倾斜中厚矿体的开采技术方法进行探析, 详细如下:

3.1 工程概况

某矿业有限公司位于生铜、金、银、铁、铅、锌等多种金属元素的大型露天旁边, 频临矿山, 周围己探明地质储量1.7亿t, 其中硫铁矿矿石量87t、铁矿石量24t、铜金属量500t、铅锌金属量40t、还有成百上千吨的金银金属量。公司地理位置适中。水陆运输条件优越。矿区毗邻铁路和高速公路, 沿江快速通道从矿区边缘穿过, 距长江码头38km。另有铁路专用线和公路直通矿区。该矿一期坑采和井下接替工程形成600kt/a生产能力。一二期露天采矿工程总投资6.6亿元, 年采矿900kt。现已形成年采、选矿1500kt/a, 铜精砂40kt/a、铜精砂含铜4500kt/a、铁矿石100kt/a的能力、并副产数量相当可观的金和银。还可通过硫精矿焙烧生产铁矿红粉以及精选铅锌矿等。矿区范围为1.2km2。区内地层从老至新有泥盘系五通石英砂岩、石炭系高骊山砂质页岩、黄龙灰岩、船山灰岩、二叠系柄霞灰岩、孤峰砂质岩、茅口灰岩及第四系粘土砂砾等。矿体主要赋存于石炭系高骊山砂质页岩与黄龙灰岩之间。

3.2 缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术探析

该矿区根据实际情况, 决定采用凿岩台车凿岩、铲运机出矿的机械化土向水平分层充填采矿法进行生产。通过方案设计、类比分析等研究手段, 得出了该方法的主要采切与回采工艺:第一, 采用合适的无轨设备。包括凿岩台车和铲运机等, 以此发挥上向水平分层充填采矿法的效能。该矿引进一台BOOm281全液压凿岩台车及5台DCY-1.5电动铲运机。第二, 采场垂直矿体走向布置, 采场长度为矿体水平厚度。根据科学的数值分析结论, 采场宽度为10m (矿柱) 或14m (矿房) 。阶段高度34m。第三, 为便于维护。提高资源回收率, 缩短出矿运距, 充分发挥无轨设备的效牢高的优势, 采准工程宜采用脉外布置的方式在下盘布置两条山脉运输平巷。规格3.2m、3.0m, 每隔4~5个采场施工一条穿脉巷道。连通运输平巷。形成环形运输系统。第四, 切割工程中, 根据凿岩行车下作需要, 每个采场托底层高度设计为3.0m。首先从靠近矿体的沿脉运输平巷掘进穿脉平巷 (规格3.0m、3.0m) 通达山体。以穿脉平巷为自由面用凿岩台车或7655凿岩机向两边扩帮, 直至采场两边边界。

第一步矿柱充填采用质量比为1:8.1:1:10的水泥, 粉煤灰、高硫尾砂混合料, 底部第一分层和各分层浇面灰砂比的水泥、粉煤灰、高硫尾砂混合料;第二步矿房充填为非胶结充填废石或江砂, 底部第一分层和各分层浇面需采用灰砂比为的水泥、粉煤灰、高硫尾砂混合料, 形成非胶结料与崩落矿石问的隔离层, 防止二次损失与贫化。

结束语

关于缓倾斜中厚矿体的采矿方式, 国内外统一一致的主要研究方向是:高效率、高回收率的采矿工艺技术;尽量减小对环境的污染和破坏, 满足绿色开采和低碳开采的要求;改进和变革采矿工艺, 引进液压化、机械化以及自动化采矿工艺技术, 切实提高缓倾斜中厚矿体的采矿质量和采矿效率。本篇文章通过具体的工程实例, 对缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术作了详细分析, 并得出相关结论, 希望能为同行开展工作和研究活动提供一点帮助。

摘要：在当前的采矿作业中, 缓倾斜中厚矿体的开采是一个技术性难题, 对机械化采矿技术来说是一个严峻的挑战。本篇文章从分析缓倾斜中厚矿体的特点入手, 对缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术作详细探讨, 并得出结论供同行参考借鉴。

关键词：缓倾斜中厚矿体,机械化采矿,采矿理论,采矿技术

参考文献

[1]杨春.缓倾斜中厚矿体机械化采矿技术研究[J].云南冶金, 2008 (2) .

[2]毛跃兵.缓倾斜中厚矿体机械化开采技术研究[J].采矿技术, 2008 (4) .

倾斜中厚煤层论文 篇9

1 缓倾斜中厚矿体采矿技术的发展

长期以来, 对于缓倾斜中厚矿体的开采都有着很大的难题。首先没有完善的理论对它的开采进行指导, 其次没有先进的技术实现矿体的开采, 所以当遇到这类矿体的时候都没办法及时的展开开采工作。随着科学技术的发展, 采矿技术也有了很大的进步, 无轨采掘设备的应用, 给缓倾斜中厚矿体的开采带来新的春天, 同时对于它的开采也提供了丰富理论依据, 目前在国外这种技术已经得到了很好的应用, 并且取得了一些很好的成效。

无轨采掘设备技术实际上是扩大了房柱法的范围, 主要是通过走向从而缓慢地进行对角式斜向房柱法, 斜交走向推进以及下向阶梯式的房柱法来进行采矿。

第二个方面是分段的空场法更加广泛地被应用, 其中发展的最快的是下盘脉外采准分段房柱法和底盘漏斗分段空场法。同时将二者结合起来的, 然后融合了爆破力的搬运形式的开采方法发展也很迅速。

因为目前, 大型的液压凿岩设备比较广泛的应用到矿体的开采中, 所以使得施工变得简单, 从而减少了工程量。

2 缓倾斜中厚矿体的采矿目前存在的问题

缓倾斜中厚矿体的开采过程中由于开采条件的影响, 经常遇到一些问题, 比如倾角比较小、爆破以后的矿石不能落下以及采出通过自身的自重力量, 这时候就必须运用到搬运设备。在进行搬运工作时候, 通常并没有专业的搬运队伍来对崩落的矿石进行搬运, 所以危险系数很大, 对施工人员的安全威胁很大。如果不采用搬运的方式, 那就必须从底部开始挖掘, 这种方式容易造成挖掘的面积过大, 使矿体出现漏斗, 采切比例增大, 提高了采矿中的施工成本。所以为了避免以上的情况发生, 对于缓倾斜中厚矿体主要是采用的房柱法来进行开采, 对于一些矿体的底部结构良好的, 会适当采用分段空场采矿法, 也有一部分的矿区因为其的方便性, 会采取爆破力搬运空场法、留矿全面法等技术来进行采矿作业。

在缓倾斜中厚矿体的开采中, 如果使用房柱法进行开采, 首先必须要解决的问题就是对于落下的矿石的搬运问题, 因为缓倾斜中厚矿体的倾斜角度的问题, 所以很多矿石不能实现自然的掉落, 这时候我们必须采用人工以及机械的搬运。另外, 就是老生常谈的话题, 对于施工作业场地的管理, 这包括现场的机械管理问题以及人员的人生安全问题, 在缓倾斜中厚矿体的开采作业中, 这都是不能被忽视的问题。在国外, 因为技术相对发达, 所以已经实现了自动化的设备来进行缓倾斜中厚矿体的开采, 所以就会避免很多此类问题的发生。但是对于我国来说, 这方面的机械化水平并不高, 所以对于这些问题必须要引起高度重视。

3 缓倾斜中厚矿体机械化开采方案研究

3.1 缓倾斜中厚矿体具体案例

本文主要是以具体的案例来对缓倾斜中厚矿体机械化开采进行研究, 主要是针对云南省大红山铜矿的机械化采矿进行分析研究, 其主要是采用的无轨机械化技术来进行采矿的。

大红山铜矿二期工程, 主要是利用现代化的机械设备来进行采矿。它的矿床主要是缓倾斜中厚矿体, 且是多层的, 这就造成在开采期间容易相互影响。由于其矿形的变化很大, 界线不清楚, 所以增加了在开采中的难度。根据调查研究以及分析, 机械化的操作应该选择二期工程的54盘区, 因为其最具有代表性, 厚度18m, 倾角23°。下图是一个实验方案以及采切工程的布置方式:

(1) 穿脉巷道550m; (2) 充填回风井; (3) 间柱; (4) 矿体; (5) 采空区; (6) 运输平巷道; (7) 装运矿石运输路线; (8) 凿岩平巷道

前文也有提到在缓倾斜中厚矿体的开采中主要是存在着两个方面的问题:一是, 在采矿作业时没能很好地解决采空区顶板暴露面积增大的护顶情况, 所以导致大型机械没办法进入矿区作业;另一个方面, 因为矿体的倾斜的角度缓的原因, 所以矿石没办法自然掉落, 即便是爆破以后, 矿石也依然没办法掉落, 所以这个时候必须借助搬运工具来进行搬运, 但是搬运的效率却是让人很头疼的问题。所以我们的无轨机械化开采的技术主要是解决上述两个问题来开展的。

3.2 具体案例的解决方案

(1) 针对第一个问题, 我们对实验盘区主要采取的措施是通过改进采场的顶板的形状, 把采场的顶板设计为长方形, 然后通过控制其的跨度, 应用“大盘区, 小分段”的思想。

(2) 对第二个问题, 主要是采用重力放矿的矿石运搬模式, 主要是为了保证人员的安全。同时需要创造良好的工作环境, 因为它是提高无轨设备的工作效率的大前提。所以在矿石的开采场地需要很好的规划矿房以及分段, 主要是沿走向布置矿房, 沿倾斜划分分段。这种方式有利于充分发挥无轨设备的工作效率, 使其一直处于水平的工作状态。

4 机械化的开采具体实施

4.1 采切工程

对于54盘区的采切工程主要是有前面图中的八个部分, 盘区斜坡道、凿岩平巷等, 在设计运输巷道的断面巷道是尺寸规定在4.4mx4.0m。采用瑞典阿特拉斯公司生产的两种液压凿岩台车:Boomar281、Boomar104为凿岩设备, 并配置SIMba H1354全液压凿岩台车, 采用我国金川公司的JCCY-2柴油铲运机来作为出渣设备。工作的掘进尺度是3m-3.5m之间。采用芬兰公司的Charmet6315XCR装药台车作为深孔装药设备。

4.2 矿房的切割布置

该盘区的矿房的切割布置主要是在矿体的厚大部分, 具体施工时候, 切割施工要首先进行爆破, 主要参数设置为:孔间距1.4mm、排间距1.4mm、孔的深度27mm、孔的直径80mm, 爆破的指向比百分之一十八, 炸药的单耗为1kg/t-1.2kg/t。同时需要在爆破同时带放的两边设置一排扇形的抛空, 这样可以给切割爆破留下足够的空间。

4.3 采场的崩矿

采用扇形的炮孔布置方式来进行采场的崩矿。崩矿的时候自由面是切割槽, 然后从两边开始爆破然后再到中间。因为54号盘区的矿体长度比较长, 所以在爆破的时候进行了三次爆破。在对于采矿崩矿所设置的凿岩参数为:排间距1.4m、平均孔底距2.7m、孔的直径80mm, 爆破的指向比百分之一十八, 炸药的单耗为0.54kg/t-0.62kg/t。我们都知道在这里矿区的生产能力主要的影响因素是采场的出矿工作, 就现代的采矿工作来说其主要影响是来源于机械设备的出矿的效率, 所以这是一个关键。在该盘区所采用的是汤姆罗克公司的TORO400E的电动铲运机作为出矿设备。这种设备的优点很多, 没有油烟污染, 同时运行中所产生的热量较小, 并且满载率很高, 同时它在矿区的活动比较灵活, 调节范围也很大, 适合用于缓倾斜中厚矿体的开采。一般铲运机的运距很小, 仅仅只有80m。而采用这个新型的电动铲运机出矿, 可以达到每小时200t的量。并且它对于大矿石的产出量也低至3%。所以说在矿区的开采中, 运用先进的铲运设备, 可以提高矿区的生产能力。

4.4 回风通井

该盘区的矿房的运输水平的高程是512m, 挖掘了3条的回风通井作为回采时的通风通道。在具体的回采时, 新鲜的风流会从运输的平道巷然后经过装矿的进路达到采空区, 然后通过回风天井从回风巷道排出地面。

4.5 采空区的处理

在54号盘区处理采空区的办法主要是采用废掉的石头以及尾矿来进行填充。这样不仅可以有效地减少环境污染, 还可以提高充填的强度。主要是由550m水平充填废石在采空区中, 当达到饱和时候再充填尾矿。对于一个矿房它处理废石的能力大概是6000m3左右。

下表是在缓倾斜中厚矿体的开采采用无轨机械化的主要的经济技术指标, 并且为了达到一个直观的效果, 还将其与传统的采矿方法的技术经济指标进行了对比。在大红山的传统采矿方法主要是在一期工程中的下盘漏斗的空场开采方法。

5 结论

通过实践表明, 在缓倾斜中厚矿体的机械化开采中, 采用前文所提到的“大盘区、小分段”的设计理念是非常正确的。这种理念充分发挥了无轨采掘设备的效率, 提高采场的生产能力, 同时减少了采矿人员的工作强度。

同时, 在采空区的暴露形状对于采场顶板围岩的稳定性有很大的影响, 而不仅仅受它的面积影响。在该盘区中采用了长条形的顶板来对采空区的顶板进行了优化, 这种方式很大程度上可以保护其的稳定, 同时提高作业的安全系数, 能够提高回采的效率。

最后, 在具体的操作过程中为了最大化合理运用无轨采掘设备, 在进行采切工程的时候有必要遵循两个原则:第一要将无轨采掘设备置于一个水平作业的环境中, 这是便于后期工作有效完成的前提;第二个方面在采准切割工程中一定需要用到深孔全液压凿岩台车, 它的优良性能能够保证使得采准切割工程平面布置。

摘要：我国的地势条件非常的复杂, 所以我国的矿产业在生产过程中常会面临很多的问题, 比如矿产分布情况有着很大的差异, 以及矿区的地质条件也很复杂多样, 这些都很大程度上制约了矿产的开采, 特别是针对一些特殊的矿区, 进行开采的时候所面临的困难更大。在目前的矿区中, 缓倾斜中厚矿体是公认的最难开采的矿体。现阶段, 没有一个完整规范的技术体系来实现对它的开采, 同时也没有健全的安全管理体系。本文就针对缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术进行探讨。

关键词：缓倾斜,中厚矿体,机械化

参考文献

[1]余健, 等.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术[J].中南大学学报 (自然科学版) , 2005, 36 (6) :1107-1111.

[2]黄金堂.缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术[J].黑龙江科技信息, 2014, 16:42-42.