复杂条件下厚煤层的综放开采探讨
特厚坚硬煤层综放工作面顶煤回收率提高综合措施
坚硬厚煤层综放工作面顶煤回收率提高综合措施 殷培东 彬县水帘洞煤炭有限责任公司，陕西彬县 713500 摘要：坚硬厚煤层条件下放项煤开采，顶煤在矿山压力作用下破碎不够充分，这给放煤工艺带来困难。本文主要从优化放煤工艺、合理选择顶煤弱化方式、加强回收率管理等措施综述提高放煤回收率方法。 关键词：坚硬煤层，放顶煤，回收率 综采放顶煤是在厚煤层中沿煤层布置一个长壁工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力的作用或辅以人工松动方法，使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方（或上方）放出，并经由刮板输送机运出工作面。综采放顶煤开采安全、高效，在我国厚煤层开采中得到广泛应用并取得了巨大成功。顶煤能否顺利冒落并有效放出，是决定放顶煤开采能否成功的关键，也直接影响工作面的煤炭回收率。水帘洞煤炭有限责任公司（以下简称水煤公司）主采4#煤层f 为3.5～4.0，属坚硬煤层，顶煤在矿山压力作用下破碎不够充分，顶煤放出困难，选用超前预裂方式弱化顶煤。另外，合理确定放煤步距，选择合适的放煤方式，加强回收率管理等措施对提高放煤回收率也有着非常重要的作用，ZF3802工作面是水煤公司开采的第四个综放工作面，从以上几个方面入手，实现了对厚煤层的高产高效高采出率的安全开采。 1 煤层特征和工作面概况 煤层为侏罗系延安组下含煤段的4煤层。4煤为全区可采、赋存稳定的厚煤层，煤层厚度5.45～10.45m，平均厚度7.5m；煤层结构简单～较复杂，煤层上部含夹矸1层，岩性为泥岩，夹矸厚0.05m。煤层普氏系数3.0-3.9，属坚硬煤层，难以自行充分破碎，煤体破碎块度大，给放煤带来困难。 ZF3802工作面采用单一走向长壁综合机械化放顶煤采煤方法开采，工作面长度160m，走向长度2120m，采用单向截煤方式，循环进度为800mm，机采高度为3.5m，放煤厚度为3m，平均采放比1.17:1，工作面选用ZF11000/20/38型低位放顶煤液压支架，放煤方式“一刀一放”为一个循环，采用多轮顺序放煤，机头机尾各3架过渡支架不放煤。 2 顶煤弱化 2.1 弱化方式 采用深孔控制预裂爆破技术预裂顶煤。从切眼向外50米开始爆破，到撤切眼以西100米为预裂爆破段，爆破孔设计间距为3m，两顺槽设计为单层孔，两顺槽爆破孔错开布置。爆破孔设计长度为80米，爆破孔每孔装药100节，每节0.6米，共计长度为60米，封孔长度为20米。 2.2 爆破材料： 2.2.1 炸药品种的选择 选用“三级煤矿许用型乳化炸药”。 2.2.2装药工艺的研究及装药结构设计 由于乳化炸药形态多为膏状，黏度系数一般在3×105厘泊以上。因此，采用以往的压风散装药是行不通的，根据矿用乳化炸药的特点，研制了可连接式塑料被筒。被筒采用塑料作为材料，加入阻燃抗静电剂，被筒前后端有螺纹，两节之间可连接。通过设计金属模具，生产了多种规格的抗静电可连接式被筒，包括直径60mm、直径45 mm，长度0.7～1m的多种规格的被筒，采用较大直径较大被筒，装药量大，爆破力强，而直径较小的被筒装药量较小，可减小对顶板的破坏，根据煤层及钻孔直径及所需装药量等情况，选择不同规格的被筒。 在炸药厂直接将炸药灌装到塑料被筒里，将封盖拧紧，装药时将封盖拧开，用其自身的螺扣一节一节连接在一起，边向孔内装送，边连接，直至装完为止。试验证明，这种方法装药速度快，结构完整合理，有利于安全传爆；可以根据孔径改变被筒的的直径，将不耦合系数控制在合理的范围内，有利于提高爆破效果。因此装药方法采用可连接式塑料被筒。见图1。
浅谈厚煤层开采的问题
浅谈厚煤层开采的问题 摘要：我国是一个能源大国。本文总结了国内外厚煤层开采的技术方方和发展现状，对我国主要的厚煤层开采工艺进行了系统的分析比较，论述了三种主要厚煤层开采工艺存在的问题以及厚煤层开采的发展方向。 关键词：厚煤层开采技术存在问题 Mainly talks about the mining of thick coal seam Chen Zhou (Guizhou university institute of mining) Abstract:Our country is an energy superpower. Thick coal seam mining technology at home and abroad this paper summarizes the all and the development present situation, the thick coal seam mining process of the main system of analysis and comparison, this paper discusses the three main problems existing in the thick coal seam mining process and the development direction of thick coal seam mining. Key words：Thick coal seam mining technology problems 1、前言 所谓厚煤层，即是指井工开采3.5m以上，露天开采10m以上的煤层。我国厚煤层产量占原煤总产量的 45% 左右，是一个厚煤层储量大国, 也是厚煤层的开采大国。 厚煤层是我国实现高产高效开采的主要煤层，具有资源储量优势，由于其煤层厚度较大，可有多种采煤方法进行选择。目前，我国厚煤层开采工艺大体为三种, 即分层开采、大采高一次采全高、放顶煤开采【1】。分层开采在我国应用时间最长,技术较为成熟。随着煤炭开采技术的不断发展,近年来大采高开采和放顶煤开采技术也得到了快速发展和广泛应用。 2、国内外厚煤层开采现状 2.1 国内厚煤层开采现状 1974年，开滦矿务局唐山矿成功试验了厚煤层倾斜分层下行垮落金属网假顶综合机械化采煤法,。分层开采的综合机械化采煤工艺有了进一步的发展, 目前是我国厚及特厚煤层的主要采煤方法之一, 在大中型矿井得到普遍采用, 并积累了丰富的经验【2】。 大采高的定义是利用机械破煤一次采全高采煤法,一次开采全高达3.5一7.0 m的长壁采煤法。到目前为止, 大采高一次采全高采煤法已在我国多个矿区得到应用,并取得了高产高效的效果.2007年,郑州煤矿机械集团股份有限公司研制成功了最大支撑高度为6.3m的液压支架,用于神东矿区采高为6m厚的煤层开采。2011年，我国成功研制出最大支撑高度为7.2m、支护阻力达18180kN 的大采高支架,用于陕煤红柳林煤矿大采高工作面。该支架的成功应用,标志着我国在大采高开采技术和设备研制方面处于国际领先水平。目前超大采高的
煤矿开采填空
填空 1．垂直巷道：立井，暗立井，溜井 2．倾斜巷道：斜井，暗斜井，上山，下山 3．水平巷道：平硐，石门，煤门，平巷 4．煤田划分为井田的原则：充分利用自然条件划分井田，保证井田有合理的尺寸，合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系，为矿井的发展留有余地，安全经济效果好 5．井田的划分：（按自然境界划分）按地质构造划分，按煤层赋存形态划分，按煤质煤种分布规律划分，按伴生有益矿产富集带或其它开采技术条件划分，按地形地物界线划分。 (按人为境界划分)垂直划分，水平划分 6．阶段内布置方式：采区式，带区式，分段式 7．煤炭资源储量按可行性评价阶段分为：概略研究，预可行性研究，可行性研究储量8．从经济意义上分：经济的，边经济的，次边经济的，内蕴经济的和内蕴经济意义未定的9．从地质可靠程度上分为：探明的，控制的，推断的，预测的储量 10．综合开拓有斜井与立井，平硐与立井，平硐与斜井等多种形式 11．运输大巷的3种形式：分层大巷，集中大巷，分组集中大巷 12．井底车场的运输巷道线路主要有：存车线，调车线，绕道回车线，辅助线路等13．井底车场的主要硐室按其位置和作用分别为：主井系统硐室，副井系统硐室，其它硐室 14．主井系统硐室：翻车机硐室和底卸式矿车卸载站硐室，井底煤仓，箕斗装载硐室，清理井底撤煤硐室及水窝泵房 15．副井系统硐室：马头门，井下中央变电所和主排水泵房，主要水仓，等候室16．其它硐室：井下爆炸材料库，架线电机车修理间及变流室，蓄电池电机车库及充电硐室，防水闸门硐室，井下消防材料库，调度室和急救站 17．调车方式：顶推调车，专用设备调车，顶推拉调车，甩车调车 18．井田开采顺序包括：沿煤层走向与倾斜的开采顺序，煤层群划分成煤组是，煤组间及煤层间的开采顺序等 19．矿井的5种开拓延伸：直接延伸，暗井延伸，直接延伸与暗井延伸相结合，直接延伸与新开井筒相结合，井田深部新开井筒 20．生产水平过度时期的技术措施：提升通风排水措施 21．矿井改扩建的3种方式：矿井生产的合理集中，改扩建矿井的开拓系统改造，矿井生产系统的技术改造 22．我国矿井生产的集中化主要有：生产矿井之间的合并集中改造，生产矿井与深部规划井田合并开拓，矿井单独集中改造 23．矿井单独集中改造：水平集中，采区集中，工作面集中 24．采煤方法包括采区的采煤系统和采煤工艺两个方面的综和及其在实践空间上得相互配合 25．煤矿开采方法在总体上可分为：露天开采和井工开采 26．矿井开采的采煤方法很多一般分为：壁式和柱式体系采煤法两大类 27．按煤层倾角的大小可分为：缓斜，倾斜，急倾斜煤层采煤法 28．按开采煤层的厚度可分为：薄，中厚，厚煤层采煤法 29．柱式体系采煤法又称：短壁体系采煤法 30．影响采煤方法选择的因素：地质因素，技术发展及装备水平，矿井管理水平，矿井经济效益
株柏煤矿急倾斜复杂煤层安全高效开采技术开发及应用 初立新
株柏煤矿急倾斜复杂煤层安全高效开采技术开发及应用初立新 发表时间：2018-04-13T16:54:48.790Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：初立新[导读] 摘要：临沂煤田株柏井田属于全隐藏型井田，具有断裂构造及火成岩发育，煤层稳定性差、地质构造复杂等特点，株柏煤矿根据其煤层急（倾）斜的地质特点，研制并应用了单体柔性掩护支架开采技术，在淘汰落后回采工艺的同时，实现了复杂煤层安全高效开采。 （山东能源临矿集团株柏煤矿山东临沂） 摘要：临沂煤田株柏井田属于全隐藏型井田，具有断裂构造及火成岩发育，煤层稳定性差、地质构造复杂等特点，株柏煤矿根据其煤层急（倾）斜的地质特点，研制并应用了单体柔性掩护支架开采技术，在淘汰落后回采工艺的同时，实现了复杂煤层安全高效开采。 1、背景 株柏煤矿根据其煤层急（倾）斜的地质特点，研制并应用了单体柔性掩护支架开采技术，围绕解决制约急（倾）斜煤层安全高效开采的主要问题。正确利用理论分析、数值模拟和工程实践相结合的方法，系统的研究和分析了急（倾）斜煤层的开采问题，从而形成了一套安全高效的开采技术。 2、工作面支护设计 2920工作面支护形式为单体液压支柱配合柔性掩护支架进行支护。 1、工作面单体液压支柱强度计算 单体液压支柱采用DW18-300/100χ型。由于工作面压力主要通过支架的上下肢传递给煤壁，单体液压支柱起到调整支架作用，计算时以调整支架最大受力时分析。 以工作面直接顶载荷的倍数估算基本顶的载荷： P=N×∑hγ 式中 p——直接顶及老顶来压时的支护强度，KN/m2 N—基本顶来压与平时来压强度的比值，称增载系数。基本顶来压时，通过直接顶传递给支架的作用力，称为基本顶载荷，一般可按直接顶载荷的倍数估算，称为动载系数。基本顶来压时的载荷一般不超过平时载荷的2倍，本次计算取2。 γ——顶板岩层容重，2.5t/m3 如果忽略顶板下沉量， 则 ∑h=M/(K-1) (M为采高，K为碎胀系数) 本次计算：M--- 工作面实际采高1.6m; K--- 一般取刚破碎时的胀碎系数1.25—1.5； 则 P= N×∑h×γ=2×M/(K-1)×γ=2×1.6×4×2.5 =32KN/m2 (注：上述技术参考1991年3月煤炭工业出版社出版的矿山压力及其控制教材) 根据工作面实际斜长及控顶距计算顶板岩层实际作用力： F= P×L×M=32×60.6×1.6=3102.7KN 式中：F--- 工作面控顶范围内岩石对支架的作用力，KN； L--- 工作面长度，60.6m； M--- 工作面支架实际控顶距离，1.6m； 根据工作面实际使用的单体液压支柱实际支撑能力计算： Rt=KgKzKbKnKaR=0.99×0.95×0.9×1.0×0.9×300=228.5KN 式中：Rt— 支柱实际支撑能力，KN； Kg— 支柱工作系数0.99； Kz— 支柱增阻系数0.95； Kb— 支柱不均匀系数0.9； Kn— 采高系数1.0，本次计算工作面采高比为1 Kn=H实际/H可采=1.6/1.6=1； Ka— 倾角系数0.9； R—支柱额定工作阻力，本次计算取300KN 工作面合理的支柱密度计算： n=F/Rt=3102.7/228.5=13.6根 所以工作面应使用14根单体液压支柱来满足工作面顶板支护。 W=L/n=58.5/14=4.18m。 W实际=3 坚硬特厚煤层综放开采过程中顶煤松动弱化处理 1 概述 厚煤层放顶煤开采，是近几年逐渐发展起来的一种新的开采技术。通过采取一些技术措施，改善硬煤层的冒放性，也可取得良好的经济效益。影响顶煤冒放性的因素很多，但主要是顶煤的硬度和节理裂隙发育程度。硬度大，冒落的块度也大，但不易放出。根据生产实践，结合顶煤的条件，一般都采取煤层注水和顶煤松动爆破及两者相结合的方法。 2 煤层注水 (1 )注水软化特点煤体具有吸水的孔隙系统，在注水压力的作用下煤体孔隙吸收水分;另一种导水性好的裂隙，在裂隙面吸水后，能使煤体的强度降低。煤体的强度通常是与煤体中的含水率成正比。裂隙发育的煤层透水性强，而裂隙不发育的致密煤层透水性差，有些煤层由于存在较多的次生裂隙，水能从裂隙中迅速流失，这对软化顶煤是极为不利的。为了有效地改善顶煤的冒放性，应在实验室先进行软化特性实验，测定煤体强度与含水率的关系。 (2 )注水软化实例 1) 铜川矿务局下石节209综放工作面长150m，在工作面中部顶煤体内沿顶板开掘一条注水巷，顶煤注水孔水平间距为20一30m，每孔注水量为 100-200砰，注水压力16 MPa。由于工作面前方的顶煤在支承压力作用下发生断裂，煤体内裂隙增多，有利于达到压裂煤体的效果，注水工作选在工作面前方60一loom处。 当打完3个孔眼后，即开始同时注水，并进行下3孔打眼，当煤壁出现淋水时停注，拔出封孔器，进行下3孔注水，依次循环进行。工作面每推进2m 注水一排，每日注水工作面全长的1/2。 通过煤壁深孔高压注水，使吨煤注水量达到0.02m3，煤的强度减弱，顶煤实测含水率由1.5%提高到3.47%。 2) 铜川矿务局玉华煤矿综放工作面采用工作面架间爆破加注水软化相结合的方式。工作面煤尘减少，放煤时大块煤减少，放煤口能看到研石，但工作面煤壁软化的效果不明显。 第5期东北煤炭技术N o.5 1996年10月 Coal T echno logy of N o rtheast Ch ina O ct.1996 国外厚煤层开采和安全技术现状 辽宁煤炭工业管理局 邱振先 摘 要 介绍了国外厚煤层开采和安全技术的现状,及国内厚煤层开采技术在国际上的水平。 关键词 厚煤层 采煤方法 综采设备 综采放顶煤 所谓“厚煤层”是指厚度大于315m的煤层。厚煤层开采所遇到的矿山压力、冲击地压、瓦斯、发火、热害、水害等技术问题比薄煤层和中厚煤层复杂得多。国外厚煤层开采的主要技术经济指标与薄煤层和中厚煤层相比亦有很大差距。我国东北地区煤炭战线的科技工作者通过对联合国开发计划署援助的《厚煤层开采的先进技术与安全》项目的实践,对国外厚煤层开采的技术现状和我国厚煤层开采技术水平及其在世界上的地位也有了一定程度的认识。 1 采煤工作面单产世界纪录、高产工作面和各国的国内纪录几乎都是在中厚煤层创造的 1990年,美国伊利诺思州固本煤矿公司25号矿创长壁工作面月产37万t(22d)、平均日产16818t的世界纪录。 1993年,美国科罗拉多州二十英里矿创长壁工作面班产16307t(10h),日产28801t,月产54万t的世界纪录,1994年又创月产60万t的世界纪录。该工作面煤层厚219m,采高216m。 1993年,美国固本公司路福克矿创月产55万t的纪录。 1994年11月,美国大山(M oun tain)公司西麋(W est E lk)矿创班产(10h)21387t,日产45375t的纪录。 1995年6月,美国宾夕法尼亚州卡泊尔兰结矿创长壁工作面月产5713万t精煤的世界纪界。 美国现有80个长壁工作面,1994年长壁面产量1812118万t,其中煤层最厚的是7101m,采高最大是3196m(西麋矿)。抽样调查33个矿,最大采高3105m,最小采高1147m,平均采高2113m。我们考察的怀俄明州舒舒尼(Sho shonee)矿,煤层厚6m,只采315m。 澳大利亚现有长壁工作面25个,采高1165～312m。长壁面平均单产180万t,1993年新南威尔士州巴尔波尼(B aal Bone)矿长壁面单产达到300万t,煤厚2～4m。 英国1992 1993年度有83个长壁工作面,工作面平均日产2230t,1994年产量最高的威尔贝克(W elbeck)矿综采面平均日产10405t,采高212m。 波兰是厚煤层赋存较多的国家,最厚的达60m,1995年产硬煤1138亿t,厚煤层产量占13%。有398个采煤工作面,工作面平均日产1680t。采用冒落法和充填法的采煤 ? 3 ? 第一章 1.煤田、井田、井型的基本概念。 2.井田内的划分方式？阶段与水平的基本概念？采区、盘区、带区的基本概念？ 3.矿井开拓、准备及回采的含义及作用是什么？ 4.绘图表示说明下列井巷名称： （1）立井，暗立井；（２）科井、暗斜井； （3）平硐、岩石平巷、石门；（４）采区上山、下山。 5.阶段内再划分有哪几种方式，各适用于何种条件？ 6.绘图说明矿井的主要生产系统。 第二章采煤方法的概念和分类 1.简述壁式体系和柱式体系采煤法基本特征和适用性。 2.采煤方法的含义是什么？采煤方法分类的依据是什么？ 3.我国较广泛采用的采煤方法有哪几种？应用及发展概况如何？ 第三章单一走向长壁采煤法采煤工艺 1.长壁采煤法有那几种主要采煤工艺？说明主要特点及相互关系。 2.什么是普采工艺系统？普采工艺的基本要点是什么？ 3.什么是综采工艺系统？综采工作面的主要设备有哪些？ 4.说明综采双滚筒采煤机割煤、进刀方式有哪几种？有何优缺点？及其实用条件？ 5.综采面有哪几种移架方式？及时支护与滞后支护的工艺流程是什么？ 6.简述综采工作面设备的几何尺寸配套及生产能力配套的基本原则？ 7.试分析影响综采面生产能力的各种因素及其相互关系。 8.简述大采高、大倾角综采的工艺特点及煤壁防片帮、设备防止下滑的措施。 9.简述采煤工作面过断层的技术措施。 10.简述机采工作面开机率的概念和计算方法。 11.试分析工作面的合理长度及影响合理长度的技术因素。12.熟悉并掌握工作面作业规程的内容和编制方法。 13.绘图说明炮采面单体支架布置形式，并解释以下各词： 正悬臂支架，排距，柱距，最大最小控顶距，放顶步距，全部落垮法，采空区处理。 14.简述炮采，机采，综采选择依据。 第四章单一走向长壁采煤法 1.绘图说明单一走向长壁采煤法的采区巷道布置、掘进顺序和生产系统。 2.不同采煤工艺对区段平巷的坡度和方向各有什么要求？ 3.说明区段平巷单巷布置和双巷布置的特点及应用。 4.说明单工作面布置和双工作面布置的特点及应用。 5.绘图说明采煤工作面回采顺序的几种方式及应用。 6.绘图说明采场通风的几种方式及其适用条件。 7.受构造影响时区段平巷布置的特点有哪些？ 第五章倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法 第八章 厚煤层综放开采岩层控制 第一节 顶煤破碎机理与运移规律 顶煤的变形与破碎是一个十分复杂的过程，在支架与顶板所组成的系统中，支架通过顶煤对顶板实施控制，同时顶板的压力通过顶煤传递到支架上，顶煤在传递力的过程中也要发生移动、变形、破碎、冒落和放出，因此顶煤起到了一种媒介作用。 一、顶煤的力学特征与力场条件 （一）顶煤的力学特征 图8－1所示为不同围压下煤体的应力－应变全过程曲线。从图中可以看出，随着围压升高，煤体的强度增加。 图8－1 不同围压下煤体应力－应变曲线 （二）采动应力场与约束条件 见图8-2所示，工作面前方的支承压力（切向应力σt ）分为减压区（A ）、增压区（B ）、稳压区（C ）。若按岩体性质分，可将其分为弹性区（E ）和塑性区（D ）（也称极限平衡区） （三）顶煤的变形与位移 图8-3是典型的顶煤位移观测曲线，其中横坐标O 点为工作面煤壁位置，h 为测点距煤层底板的距离。观测的煤层厚度平均为9.1m ，割煤高度2.2m ，煤层硬度系数f=0.3 ，属于极图8-2 支承压力分布 软煤层。观测结果表明，在工作面前方15m 处顶煤开始发生移动，并且随着到工作面距离减小，累计位移量迅速增加，上位顶煤的累计位移量明显大于下位顶煤的。一般情况下可采用负指数函数拟合顶煤的累计位移量S 与距工作面距离L 的关系，即： 式中，a 、b — 为回归系数。 图8－3 顶煤、顶板位移量与到煤壁距离关系 不同顶煤的移动特征： （1）煤体的硬度系数不同，顶煤开始移动的位置不同。如同为厚度6～8m 的煤层，在h=6m 处，软煤层（f=0.3～0.5）、中硬煤层（f=2～3）和硬煤层（f ≥3.5）的顶煤始动点超前工作面的距离分别为15m 、10m 、5m 左右。煤层的硬度系数越低，顶煤始动点超前工作面的距离越大，累计位移量越大，顶煤破碎的越充分。 （2）不同高度顶煤始动点的位置不同，无论是软煤、中硬煤或是硬煤，顶煤位置越高，其始动点超前工作面距离越远，累计的位移量越大。 （3）在顶煤移动初期，以水平移动为主，随着工作面推进，垂直位移逐渐增大，在工作面支架上方垂直位移量超过水平位移量，具体位置根据煤层的硬度系数不同而变化，软煤在煤壁前方附近，而硬煤在煤壁后方0.5～1m 处。 二、顶煤的破坏过程描述与分区 顶煤从开始移动、破裂到冒落是一个连续的、渐进的破坏过程，随着工作面推进，这一过程也自然动态地向前推移。为了对顶煤破坏过程有一清晰认识，可将顶煤自原始状态至冒落这一连续渐进破坏过程进行人为划分。这一划分称为对顶煤的分区，即根据顶煤裂隙发育和破坏程度，沿工作面推进方向，将顶煤进行分区。一般来说，可以划分为四个区，见图8-4所示。 bL ae S -=图8－4 顶煤、顶板位移量与到煤壁距离的关系 煤矿中厚煤层的开采技术 摘要：煤矿在开采时，因为矿内煤层所处地质条件的不同，使得煤层在开采过程中开采工具及开采工艺往往也不尽相同，而在煤层开采过程中，为了更加安全有效，就需要对煤层的空间层面进行设计，并且选取合适开采技术。基于此，本文结合煤矿开采实例主要阐述煤矿中厚煤层开采时所用的技术。 关键词：煤矿；开采技术；机械设备；煤 截至目前来说，根据采煤时是否使用大量的水，将采煤技术分为了干式采煤与水式采煤两种，其中水式采煤技术是煤矿中厚煤层开采中应用很广泛的一种，本文结合某煤矿中厚煤层开采实例，分别从煤层工作面设计、技术管理、安全生产管理等几个方面就怎样提高产能的措施做了叙述，提出了以后怎样对中厚煤层进行更加合理的开采，并总结了在开采中应该注意的事项。 1实例概况 1.1矿井历史 某矿业公司为国外专家设计的大型水能机械采煤矿井，该矿井计划产能为150万t/a，实际在1989年开建，截至1990年正式投产，1993年完成设计产能，1995开始新建井并扩建，1998年新井开始投入产出，新井预计产能可达到200万t/a，2005年新井产能达到了250万t/a。 1.2矿井地质条件 该煤井位于山区，所处地域地质主要是褶皱构造。井田自西向东依次由X1向斜、X1背斜、X2向斜、X2背斜、X3向斜等几个主要褶皱构成，其中X1背斜占矿井大部，与其余褶曲复合构成整个煤层，使得煤层构造极为复杂，一些煤层稳定程度很低。 1.3矿井生产状况 该矿井元先设计为水式采矿井，但是随着矿井不断开采，使得煤层倾角不断下降，因此从2002年初煤矿尝试了使用旱采，直至现在，矿井开采到地下600m至800m水平，直至2005年，所有的水式采矿井均基本采完，煤矿进入了全面旱采阶段。 2水式采矿技术重点 2.1做好开采前的准备工作 在煤矿开采之前需要做好的准备工作有：（1）监督好巷道的掘进质量；（2）掘进时注意对顶板的保护，尽量降低空顶距离，并保证按时接顶，以防止顶板被破坏而导致的裂隙大量产生及出现抽冒情况，为以后矿井的回采制造麻烦。（3）对于回采巷道中的高压管道在安装时必须要做好质量保证工作，严禁管道存在跑水现象，否则将会出现停枪，而造成采垛落板丢煤； 厚煤层分层开采煤层自然发火的综合防治 山东省济宁市蔡园生建煤矿朱启宽 在厚煤层分层开采过程中，煤层的自然发火是影响矿井安全生产的重要隐患之一，也是制约矿井高产高效建设的重要因素。有效地预防煤层自然发火是厚煤层分层技术中研究的关键课题之一。 济宁市菜园生建煤矿自建矿以来，共发生煤层自然发火及隐患20余起，其中,1989年一采区发生的煤层自然发火导致整个矿井停产，最终把整个采区封闭，呆滞煤炭储量100余万吨，1996年至1997年间，2364、2372采面先后发生煤层自然发火，均导致采面停产5至7天，造成了极大地经济损失。为此，我矿组织有关工程技术人员，针对矿井的现状，对厚煤层分层开采煤层自然发火的防治进行了系统研究，取得了有效地成果，从1997年至今，矿井没有发生影响矿井安全生产的火灾，为矿井的可持续安全生产奠定了基础。 1 矿井概况 菜园井田位于滕县煤田的南部，地处山东省微山境内，该矿采用立井多水平分区式开拓，年生产能力达80万吨，目前开采山西组３上、３下两层煤，煤层厚度分别为5.1～5.6m和3.8～4.4m,煤的硬度为f=1.5，煤层易自然发火，自然发火期为4～6个月。煤层分4个分层开采，采高为1.9～2.3m，回采巷道为沿空送巷，垂直布臵，区段之间、采区之间实现无煤柱开采。采煤方法为倾斜分层、下行垮落、人工假顶、走向长壁采煤法，采煤工艺是爆破落煤、人工装煤、刮板输送机运煤，支护方式是单体液压支柱（DZ-25-25 /100型）配合铰接顶梁（HDJA-100型）正悬臂支护，顶板管理采用全部垮落法。 2 预防煤层自然发火采取的措施 2.1 搞好矿井开拓设计，优化巷道布置 在矿井建设初期，由于生产能力较小，建设资金相对匮乏，为尽早出煤，把采区的轨道上山、区段集运巷均沿3下煤底板布臵，这样造成了护巷煤柱由于受采动压力的影响，煤体相对破碎，不仅给巷道维护带来困难，而且使整个采空区长期处于漏风状态， 特厚煤层综放工作面初采初放期间瓦斯治理技术研究 发表时间：2019-10-24T15:08:28.520Z 来源：《基层建设》2019年第22期作者：阮淼 [导读] 摘要：陕西陕煤彬长矿业集团胡家河矿井自投产以来已经回采6个特厚煤层综放工作面，结合工作面初采初放期间采取的瓦斯治理技术措施，对瓦斯治理技术进行总结，为类似条件综放工作面初采初放期间瓦斯治理工作提供了借鉴经验。 陕西彬长胡家河矿业有限公司陕西咸阳 713602 摘要：陕西陕煤彬长矿业集团胡家河矿井自投产以来已经回采6个特厚煤层综放工作面，结合工作面初采初放期间采取的瓦斯治理技术措施，对瓦斯治理技术进行总结，为类似条件综放工作面初采初放期间瓦斯治理工作提供了借鉴经验。 关键词：特厚煤层；综放工作面；初采初放；瓦斯治理 1矿井概况 胡家河矿井位于陕西省咸阳市彬长矿区中北部，行政区划隶属彬县、长武县管辖，矿井设计产能500万t/a，属高瓦斯矿井，现主采4#煤层。根据沈阳研究院对胡家河矿井煤体进行的瓦斯基础参数测定结果，胡家河煤矿4#煤层原始瓦斯含量为3.8m3/t，煤层压力为0.4MPa，煤层瓦斯含量系数为7.99m3/（m3.MPa0.5），煤层透气性系数为3.32～3.78m2/（MPa2.d），钻孔自然瓦斯流量衰减系数0.033～0.0348（d-1）。目前该矿已顺利回采3个特厚煤层综放工作面，均采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤分层开采，回采上分层煤平均厚度 13.5m，下分层煤平均厚度10m，平均厚度 23.5m，全部垮落法管理顶板，工作面采用四巷式布置，即运输顺槽、回风顺槽、泄水巷及高位瓦斯抽放巷。 2初采初放期间瓦斯涌出情况 401103工作面为胡家河矿井正在回采的第4个回采工作面，该工作面为4号煤层，赋存稳定，厚度25.0～28m，平均厚度26m，上分层平均可采厚度16.9m。该工作面设计长度1643m，可采长度1493m（平距），倾向长190m。根据胡家河矿井瓦斯抽采实验室分析数据，401103工作面进风巷侧煤层原始瓦斯含量范围为3.24-3.92m3/t，回风巷侧煤层原始瓦斯含量为3.86-4.1m3/t。401103工作面于2018年1月12日0点班开始回采，1月19日0点班工作面绝对瓦斯涌出量达到最大值30.10m3/min，1月24日0点班，工作面发生初次来压，此后稳定在25m3/min上下浮动，工作面瓦斯涌出量变化如图1所示。 图1 401103工作面瓦斯涌出量变化曲线图 3初采初放期间采取的瓦斯治理措施 面对工作面初采期间顶板未充分垮落，高为瓦斯抽采巷不能有效发挥作用，胡家河矿果断采取了多种综合瓦斯治理措施，不断在摸索中找寻符合矿井实际条件的有效瓦斯治理措施。 （1）1月13日4点班将工作面风量调整为进风2000m3/min，回风1700m3/min，初采期间保持通风系统稳定，通风设施完好。 （2）401103工作面1000米以外抽采钻孔关闭支管路阀门，集中负压预抽切眼向外500米段瓦斯含量富集区域，每班安排专人对401103工作面抽采系统进行巡查，对容易积水的支管路增加放水次数，及时处理漏气、管路积水等问题，确保井下抽采系统正常稳定运行。进风巷、回风巷采前预抽钻孔拆除距工作面煤壁不得大于5m，确保连孔质量，严禁漏气，每天检测工作面向外30米范围内预抽钻孔抽采浓度、负压情况。 （3）高抽巷抽采采用两套永久瓦斯抽采系统进行抽采；每班安排人员对401103工作面各系统浓度、流量、负压进行测定。 （4）根据工作面瓦斯浓度适当调整采煤机割煤速度，工作面割煤、放煤工艺必须交替进行，不得平行作业。跟机瓦检员负责及时将瓦斯浓度告知采煤机司机，便于及时调整采煤机速度。 （5）工作面监测传感器及时标校，确保数据精确、断电灵敏可靠。在工作面瓦斯传感器位置增设采煤机专项甲烷传感器，断电浓度设置为≥0.7%，复电浓度设置为≤0.6%。工作面、上隅角、回风等地点瓦斯传感器断电浓度设置为≥0.8，复电浓度设置为≤0.6%。 （6）对401103工作面两顺槽提前施工的高位防灭火钻孔及定向钻孔（工作面向外500m范围内）连接进行抽放，每天测定钻孔抽采浓度。以401103工作面进风巷切眼向外70米第一组高位孔为例，抽采浓度最大为100%，浓度变化曲线如下所示： 厚煤层分层开采顶分层工作面防止煤层自然发火设 计及安全技术措施 为防止II883-1工作面煤层自然发火事故，确保II883-1工作面初采、回采、收作期间的安全生产，根据《煤矿安全规程》和集团公司有关防灭火技术管理规定，编制II883-1工作面防止煤层自然发火设计及安全技术措施。 一、II883-1工作面概况 （一）位置概况 该面位于井田西部，西部井西北部，矿区专用铁路东北部，地面受Ⅱ881、Ⅱ981工作面采动影响已塌陷下沉，地表多为农田，无其它建筑物。 该面上邻Ⅱ881工作面采空区，下邻Ⅱ885工作面（正在准备），东至Ⅱ八采区边界，西以F14断层为界。该工作面平均走向长314m，倾斜宽95m，平面积29830m2（斜面积31072m2）。 （二）所采煤层概况 从溜煤眼、钻孔及三巷揭露煤厚资料分析，该面8煤层煤厚1.1-16.7m，平均厚度8.4m，煤厚变化大,煤体结构复杂；煤层结构简单，全区发育1层8煤；煤层倾角5-29°，平均16°。 （三）所采煤层自然倾向性 II883-1工作面所采煤层为8煤层，由 2011年重庆煤科院进行的煤层自燃倾向性等级鉴定得出如下结论：8煤自燃倾向性等级为I类，属容易自然煤层。根据研究和现场实际确定煤层自然发火参考标志气体是一氧化碳。 二、防止煤层自然发火技术设计 （一）灌浆防火 II883-1工作面采用随采随灌与采后集中灌浆相结合的方案，工作面依靠新副井地面灌浆站。工作面回采期间进行随采随灌，收作后进行采后集中灌浆。 图1 灌浆系统布置示意图 1、浆液的制备 目前灌浆使用的浆液的制备是机械制浆，每配制一立方的浆液添加0.5kg 的阻化剂、0.4kg 的粘稠剂、1kg 的发泡剂。使用2个搅拌池和1个注浆池，池深和直径均为2m ，池体用砖砌筑水泥抹面或用钢板焊接，其上固定搅拌器。搅拌池底部留有出料口，在浆液流入注浆池前设双层过滤筛子(孔径为10mm)，各安设离心式液下泥砂泵2台。 2、灌浆管路设计 主要灌浆干管直径是根据管内泥浆的流速来选择。在设计中，泥浆给定后，先确定泥浆在管道中流动的临界流速，再求出泥浆的实际工作流速，使之大于临界流速即可。井下灌浆管道采用无缝钢管，其井筒内钢管直径取6吋；大巷、上山等灌浆管路直径取4吋；工作面管道直径取2吋。 灌浆管路路线：西部井灌浆站→西风井→II 八进风上山→Ⅱ八回风上山→II881回风道→II881轨道巷→II881-3#联巷→材料眼→风巷。具体见灌浆系统图。 3、灌浆参数的设计 （1）浆液的水固比 水固比的大小影响着注浆的效果和泥浆的输送，一般情况下为4:1，冬季为5:1。 （2）灌浆量（煤矿注浆防灭火技术规范MT/T 702—1997） 至钻孔 至钻孔 ＩＳＳＮ１６７２－９０６４ＣＮ３５－１２７２／ＴＫ 能源与环境 摘要通过对南方地质构造复杂煤层的开采影响因素分析，提出开采构造复杂块段煤层应采取的有关技术手段，提高煤炭资源回收率。 关键词 复杂构造 技术分析 小块段煤层煤层开采 中图分类号：ＴＤ８２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－９０６４（２００７）０１－００５６－０２ 吴和初 （永安煤业公司半罗山煤矿 福建永安３６６０２２） 作者简介：吴和初（１９５７￣），男，毕业于福建煤炭工业学校采矿专业，采矿工程师，现任永安煤业公司半罗山煤矿矿长。 对于地质构造复杂、水平采区接替比较紧张的矿井，为延长现有生产水平和采区的服务年限，缓和接替紧张局面，提高资源回收率，采取措施进行复采回收地质构造所切割块段煤层，是一种见效快的好方法。进行构造复杂块段开采中，为保证生产安全可靠、技术合理、实现经济效益高的目的，在复采过程中必须进行认真分析、研究，采取切实可行的技术措施。 １复杂构造小块段煤层的开采特点 南方地质构造复杂的矿井在对采区内回采工作面进行 回采时，往往会遇到各种各样的地质构造（如小断层、压薄带、褶曲等），以及采区较大地质构造边界所伴生的各种小构造，造成构造带局部煤层无法正常回采而丢失；进行复采回收的煤炭，都是那些正常回采面由于构造切割的小块段煤，如何确保复采中有一个安全、经济、合理的生产糸统，创造良好的安全生产条件是个重要问题。 ２复杂构造小块段煤层开采的技术手段 （１）认真做好地质构造的调查分析、 预测判断工作。为了合理选择复杂地段煤炭的采煤方法和巷道布置，首先必须查明地质小构造和煤层的变化规律，在进行巷道布置之前，应认真分析上风巷及下运巷所揭露的构造情况、产状要素，查清各种构造对煤层影响，煤层底板等高线情况以及工作面的上下巷道的平距是否有异常变化，预测工作面是否存在断层、褶曲等构造，必要时需作进一步的巷探工作，选择一个合理位置沿煤掘一条探巷，以实现探清工作面倾向方向的地质变化，为合理开采提供准确详细的地质资料。 （２）做好开采技术、 安全、经济的综合分析工作。当所拟开采的构造块段进行施工前，应对已收集到的地质资料，做 好详细的综合分析工作，研究评估开采该块段煤层的储量及其赋存条件，在技术上是否满足有关规范要求，安全上能不能达到国家及规程规定，对开采所应投入的工程量和资源与产出进行对比计算，只有在技术上可行、经济上合理、安全上可靠的前提下，才能进行开采的各项工作。 ３ 复杂构造小块段煤层开采的采煤方法与巷道布 置 ３．１ 选择合理的巷道布置形式 由于所开采的煤炭均属于地质构造复杂，或因在原正常 的回采过程中，遇到小断层压薄、 褶曲等因素影响也会丢失复杂构造小块段煤层开采 应采取的措施 能源技 术 总第182期2019年第4期 山西化工 SHANXI CHEMICAL INDUSTRY Total182 No.4,2019 奏题讨谑DOI：10.16525/https://www.wendangku.net/doc/571115740.html,l4-1109/tq.2019.04.35大倾角厚煤层开采技术分析 吴少勤 （阳城县阳泰集团实业有限公司，山西晋城048100） 摘要：大倾角厚煤层综放回采面长期以来因为存在回采率偏低、煤壁片帮与冒顶现象严重、回采设备稳 定性差等诸多问题，而成为各大矿区生产作业的难点之一，极大的制约了井下生产的安全、持续、高效开 展。以本单位3110大倾角综放回采面为对象，通过多种技术手段对如何提升大倾角厚煤层回采效率与 安全性展开探究，在实现3110回采面高效安全回采的同时希望能够为其他矿区类似情况的解决提供借 鉴与参考。 关键词：大倾角；厚煤层；开采关键技术；创新点；实测分析 中图分类号:TD82文献标识码:A文章编号:1004-7050（2019）04-0095-03 引言 大倾角厚煤层开采工艺起步时间较晚，在实际开采作业极易出现各类突发安全事故，集中体现在回采设备不完善、煤矿安全支护控制理论不完备等方面，极大的制约了煤矿开采行业的发展。基于此，剖析大倾角厚煤层开采工艺具有实际意义，可从根源上消除安全隐患，保证煤炭生产作业的安全性。 1简述工程概况 本单位井田总开采面积达到5.68km?,年产能超过65万t,预计设计生产年限达到25年。在整个矿井范围内，王要包括2#、10井与17井煤层，煤层平均厚度约为5.8m,结构复杂，个别部位含有至少两层夹石干。当前主要针对2#井实施开采作业，埋深超过350m,经测量得知，最大煤层倾向角为32°,且作业面起伏范围较大，属于典型的大倾角厚煤层综合开采作业。在实际开采过程中，极易受到各类主客观因素的影响,诱发生产安全事故。另外，大倾角厚煤层的回采作业难度系数较高，并伴有一定的风险性。 2开采作业核心技术 施工人员使用回弹仪测试主采煤层及煤层夹石干,合理测定顶煤与夹石干强度;依托专业技术理论，测算工作面压力强度等级与安全支撑架构的承载限度等。 收稿日期：2019-07-04 作者简介：吴少勤，男，1989年出生，毕业于山西大同大学，助理工程师。 根据工程所处区域的地质结构条件特征，构建三维模拟试验台，综合分析倾斜回采作业基本规律，并模拟顶煤放出速度与煤石干分界面变化规律的动态变化关系。然后利用专业数值模拟软件，定向标志颗粒的变化轨迹口勾。 依托钻孔成像技术与超声波技术，可探测地质构造断裂带与煤壁安全稳固性，揭示回采面与顶板周期受压裂缝延展深度。同时采取棕绳+注浆锚固作业的方式,处理地质构造断裂带与煤壁片帮段，进一步提升煤壁的安全稳定性。 针对锚索加固技术来说，注浆工艺发挥着不可替代的作用,其工序如下： 1）选择煤壁超前注浆加固工艺，处理煤壁破损较为严重的区域，避免煤壁断裂片大面积脱落造成工作面顶部的塌落。在布设注浆孔的过程中，要确保其与煤壁垂直，间隔距离控制在3m左右,设置在距离底板约2/3的位置⑷。 2）在煤壁上设置直径约42mm的注浆孔，在设置过程中，需确保注浆孔与煤壁的位置保持垂直，然 后再将直径适宜的注浆管插入浆孔，并一同放置直径约15mm的棕绳，最后，在注浆管内注入波雷音混合液。注浆效果，如96页图1所示。 应用上述注浆工艺和工作面顶管管理技术，可 有效控制煤壁的破损。且回采面作业更加安全也更加稳定，回采面井注浆处理后形成的稳定煤壁，如第96页图2所示。 3技术创新的主要内容 根据大倾角厚煤层工作面回采作业中存在的主 ３、采煤方法的确定 Ｆａ断层位于工作面运输机巷道以上１０～２５ｍ。工作面若采用伪斜短壁采煤方开采，则Ｆａ断层上盘煤大部分无法开采，这样保护范围缩小，保护效果差；同时下部受断层掘进联络眼时间长的影响，使上下段开采不同步，导致上部开采要等待下部联络眼贯通后才能进行；加之伪斜短壁采煤方法每个短壁的顶板管理为全部矸石充填法，在断层处矸石垫层获取极其困难，不能完全保证假顶上有煤厚１．５倍的垫层厚度，不利于安全工作。 经过认真分析现行我矿几种采煤方法的优点和缺点，结合Ｆａ断层位于工作面下部运输机以上１０～２５ｍ的实际情况，确定工作面断层上盘采用倒台阶采煤法，下盘采用伪斜短壁采煤法开采。 ４、技术关键 ４．１ 采煤方法 ４．１．１ 回采工艺：工作面采用风镐落煤，三采三准的作业方式。 ４．１．２ 工作面下部采用倒台阶全陷采煤法采煤。 木支柱支护，根据工作面高度，为２～３个台阶，台阶长度为６～８ｍ，台阶错距为３．６～５．４ｍ，抬棚撑与幺撑的柱距为０．８ｍ，排距为０．９ｍ，其它支柱的排柱距均为０．９ｍ。在顶板坚硬地带或煤层倾角大于７０°时且底板完整其踏足撑、穿口木支柱采用顶或底板柱窝，柱窝深度为０．０５－０．１ｍ，底板穿鞋支护，一梁二柱。支柱必须打紧、打牢、打合山，并保持有３～ ５°的迎山角，抬棚撑必须背牢接顶且支拢煤壁，不留空顶距。４．１．３ 工作面上部采用伪斜短壁采煤法开采。 根据伪斜短壁采煤法特点，工作面 急斜煤层地质构造 复杂工作面开采技术研究 蒋明庆 重庆中梁山煤电气公司 ４０００５２ １、概述 中梁山北矿井田属二叠纪龙潭煤组， 煤系含煤１０层，即Ｋ１、Ｋ２．．．．．．Ｋ１０煤层。煤层倾角６０～７５°，煤层间距最大２６ｍ，最小为零，系典型急倾斜近距离煤层群。其中，Ｋ２煤层平均厚度０．７ｍ，是保护层工作面；Ｋ２上部煤层为Ｋ１煤层，层间距为８～１０ｍ；Ｋ２下部煤层为Ｋ３煤层，层间距为５～６ｍ。 建矿以来，Ｋ２工作面采用倒台阶采煤法、伪斜短壁采煤方法开采，在地质构造复杂地带的采区不开采，这样导致保护面积减少，保护范围小，防突工程量大。随着安全的需要，结合北矿０３２１采煤工作面的实际，在地质构造地带进行了倒台阶采煤法与伪斜短壁采煤方法两种采煤方法同时在一个工作面开采研究，经试验效果良好。 ２、地质条件 该面位于６０ｍ～１４０ｍ南西三石门至一石门之间，采区走向长３５０ｍ，倾斜长７７ｍ，煤层倾角７０°。区域位于中梁山背斜西翼，区域构造极为复杂，从揭露的资料看，工作面有７条断层，其中：影响开采最大的断层是Ｆａ，最大垂直断距１５～１８ｍ，水平断距７～７．５ｍ，沿工作面走向影响长度２９６ｍ。Ｋ２顶板为深灰色砂质泥岩，底板为粘土岩。 沿伪斜３０ｏ方向可分为４～５个短壁面，每个短壁面采长２．７～３．５ｍ，伪斜坡度３０°，相邻两个短壁间伪斜短壁距离为１５～２０ｍ。采用ＱＺ－１５０／６３系列外注式单体液压支柱配合木质草鞋板支护。 ４．２ 上下段同步开采的控制 根据倒台阶采煤法的特点，工作面下部超前于工作面上部，而伪斜短壁采煤法的特点，则是工作面上部超前其下部。有效的上下段同步开采是关键。 ４．２．１ 上下盘采用掘进反眼作为联络眼，从上盘向下盘掘进反眼贯通下盘，反眼断面为１．５ｍ２，反眼沿走向每隔８～１０ｍ设置，确定为上下段同步开采的距离。 ４．２．２ 反眼贯通后，立即在下口倒台阶处沿上盘断层线采隅角向前推进，达到反眼间距后，停止台阶开采进行掘进反眼工作，揭至煤层后向北以伪斜３０度的坡度掘进斜坡与上部伪斜短壁采煤法下部贯通。 ４．２．３ 与伪斜短壁采煤法下部贯通后，短壁面由此处挂口向前推进。同时下部倒台阶采煤法继续不间断地沿走向推进开采，形成了上下段同步开采。 ４．３ 顶板管理方法４．３．１ 工作面上部采用伪斜短壁采煤法，顶板管理方法对整个工作面而言为全部垮落法，对每个短壁而言则为全部充填法。 ４．３．２ 工作面下部采用倒台阶采煤法顶板管理方法为缓慢下沉。采用设置倾斜密集支柱、木垛、走向薄栈管理顶板。 （１）密集、木垛切顶的措施：由于该工作面是Ｋ２保护层开采，一般不设置木垛支护，但在地质构造变化地段、顶板压力大的情况下适度设置。每个台阶密集支柱设置在穿口以上，每个台阶分为１～２段密集支柱，密集高度不超过 ３ｍ，中间错开坚硬特厚煤层综放开采过程中顶煤松动弱化处理
国外厚煤层开采和安全技术现状
煤矿开采的基本概念
矿山压力与岩层控制第八章-厚煤层综放开采岩层控制
煤矿中厚煤层的开采技术
厚煤层分层开采煤层自然发火的综合防治
特厚煤层综放工作面初采初放期间瓦斯治理技术研究
厚煤层分层开采顶分层综采工作面防火设计
复杂构造小块段煤层开采应采取的措施.kdh
大倾角厚煤层开采技术分析
急斜煤层地质构造复杂工作面开采技术研究.kdh