2021-4-9 | 礦業研究論文
某礦井采礦地質條件
某礦井工作面每煤層在178~328m,整個煤層呈單斜構造,走向為279°~348°,斜角為7°~9°,煤層厚6.38~6.97m。經過一系列開采后發現,該煤層厚度穩定,可采性好。厚煤層開采過程中經常出現資源浪費等問題,為了提高生產效益,確保生產活動安全,必須采用合適的開采技術和工藝。
開采方法分析與確定
經過幾十年的發展,我國出現了多種煤炭開采技術,但采用何種開采技術才能減少資源浪費、提高生產效益并確保生產活動安全成了一個重要問題,綜合分析了國內常用的幾種開采技術的優劣勢,以期達到預期效果。目前,國內一些大中型煤坑一般采用斜角分層、放頂煤開采工藝,很少采用成套設備進行大采高工藝技術,為此,應重點分析大采高、放頂煤和分層開采等三種采煤工藝技術,以期找到最適合該礦井采礦地質條件的開采技術。分層開采工藝是當前國內大中型礦井常用的采煤技術,并在長期工作過程中積累了豐富的經驗,工藝水平已經發展到了一定的水平。盡管如此,由于這種采煤工藝采準巷道系統復雜,巷道掘進效率低,導致巷道維護與掘進的費用高,加上特厚煤層單產低、效率低,該礦井的開礦條件并不適合采用這種方法。放頂煤開采工藝起源于二十世紀六七十年代,由于受到某些因素限制,該開采工藝目前已經很少使用,如適合應用此種開采工藝的煤層少、回采效率低、易自然發火等,因而此種開采工藝也不適合。根據該礦井的開礦條件,采用大采高技術能夠取得好的經濟效益,但要在項目初期投入大量的進口設備,投入較高。正是因為龐大的投資限制,大采高厚煤層開采工藝在我國并沒有得到廣泛應用和發展,但只要解決好大采高配套和回采工藝方面的技術難點,就可以有效提高我國厚煤層開采的安全生產水平和資源回收率。
大采高綜合工藝方式的確定
確定大采高綜合工藝方式并不是一個簡單的過程。首先,要要確定采煤機、支架移架和刮板輸送機推移等速度是否處于正常工作狀態,然后根據相關情況分析工作面主要事故可能分布的位置。之后,需要確定開采工藝的各種開采參數,并結合參數確定設備的日工作量,即工作面采用雙向割煤,日進6刀,日產量6498t。
大采高厚煤層在我國的應用與發展研究
大采高厚煤層開采技術的應用,雖有效提高了安全生產工藝技術的水平和資源回收的效率,但是由于工作系統大多采用進口的設備,需要較高的資本投入。也正是由于這個原因,國內一些礦井生產企業并不中意這種開采技術,制約了大采高厚煤層開采技術在我國的廣泛應用與發展。為了使大采高厚煤層開采工藝在我國得到持續推廣,應積極研究并探索應用國產設備進行大采高綜采面生產的可行性。為了研究這種可行性,對一般覆巖活動規律進行了模擬分析。根據模擬結果得到了煤層工作面初次、周期來壓時的礦壓顯現的基本規律,即初次來壓時步距在50m左右,周期來壓時步距大于15m。工作面推進過程中,煤層上方的土層能夠基本形成具有一定承載力的巖層結構,一定程度對上覆巖層起到了控制的效果,由此證明國產設備對上覆巖層的運動有著良好的適應性。為了進一步確定這一結果的正確性,進行了工業性實驗。實驗過程中,初期來壓時步距在50m,周期來壓時步距在16m。初次來壓時,采場頂板下沉部分越來越大,為了保證其穩定性,需要結合現有支護技術控制定頂板下沉對采場的影響,避免出現冒頂、突水等事故。由于周期來壓時頂板所承受的強度會越來越大,支護所承載的荷載也會越來越大,因此應適當減少支架的工作阻力,以確保支護裝置的良好性。由此可見,分析總結到采用國產設備進行厚煤層大采高工藝施工,可以節約投資成本,簡化生產環節,為其在我國的廣泛應用奠定了堅實基礎。
結論
大采高厚煤層采煤工藝技術有著生產安全性高、資源回收率高等優勢,為了克服其投資成本高的缺陷,應切實研究如何應用國產設備達到采用進口設備的生產效果,只有這樣,才能使其在我國得到廣泛應用,為我國煤礦開采產業所服務。
本文作者:李偉山 單位:龍煤集團 鶴崗分公司 興安煤礦安裝區