特厚坚硬煤层综放开采.pdf

猫约苔叠 特厚坚硬煤层综放开采 张顶立1 ，何佐德2 ，陆文才2 ，毛廷育2 ，李祥2 1 ．北方交通大学隧道及地下工程试验研究中心，北京1 0 0 0 4 4 ；2 ．宁夏太西集团有限责任公司，宁夏石 嘴山7 5 3 0 0 0 摘要在国内外综放开采技术系统总结的基础上，提出了特厚坚硬煤层综放开采所面临的主要技术难题 就是如何提高坚硬顶煤的冒放性。通过系统的实验研究和理论分析，初步揭示了坚硬顶煤的破碎规律，指 出对顶煤冒放性的评价应分为3 个层次，并由此提出了增加坚硬顶煤冒放性的原则和主要技术措施。最 后介绍了该项技术在宁夏白芨沟矿的成功实践，达到了年产1 5 0 万t 的生产水平。这是我国综放开采技术 的又一突破，初步解决了这一世界性难题。 关键词特厚坚硬煤层；放顶煤开采；冒放性；预裂爆破 中图分类号T I ] 8 2 3文献标识码A文章编号1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 0 1 0 2 - 0 0 0 1 - 0 5 近1 0 多年来，综放开采技术在我国得到广泛的 应用，已取得了显著的经济效益。随着综放技术的 发展，其使用范围也逐渐扩大，由急倾斜特厚煤层、 缓倾斜中硬煤层、“三软”不稳定煤层到大倾角特厚 煤层都已取得了成功。9 0 年代以来，我国在工作面 产量及综放支架性能等方面已走在世界前列，工作 面单产达到5 0 0 万t ／a 以上，已能生产出性能良好 的放顶煤支架。目前，我国已形成了不同煤层条件 下综放开采的系统技术，并且已将该项技术和设备 输出到印度、土耳其及俄罗斯等国家。与澳大利亚 的合作研究和技术输出工作正在进行中。 对于特厚煤层，通常可采用分层 段 综放开采， 我国已成功地应用分段综放技术开采了急倾斜中硬 特厚煤层，前南斯拉夫艾维林矿区曾采用分层综放 开采了厚度达1 5 0m 的缓倾斜褐煤层。然而对于特 厚坚硬煤层，由于其特殊的技术难度，国内外尚无成 功进行综放开采的先例。 宁夏太西集团白芨沟煤矿2 煤层赋存稳定，平 均厚度在2 0m 以上，煤质坚硬，普氏系数厂． 3 ．8 ～ 5 ．2 ，顶板为厚层砂岩，为典型的特厚坚硬煤层。该 矿自投产以来，一直采用分层综采，传统的采煤工艺 严重制约了企业经济效益的提高。随着综放开采技 术在我国的日益普遍，在该煤层条件下进行综放开 采试验和研究的时机已经成熟。为此，太西集团公 司与北方交通大学合作，对2 煤层综放开采的相关 技术问题进行系统深入的研究，并成功地进行了综 放开采的实践，取得了满意的效果，从而形成了该条 件下的系统关键技术。 1特厚坚硬煤层综放开采的可行性分析 特厚坚硬煤层综放开采所面临的主要技术难题 就是如何提高坚硬顶煤的冒放性。由于顶煤的破碎 效果及冒放性直接影响到顶煤的采出率，而采出率 的高低则在很大程度上决定了综放开采技术的成 败，对于白芨沟矿所开采的太西煤这一世界稀有煤 种，对提高采出率则意义更为重大。因此，采取可靠 的开采方案和技术措施，有效地提高坚硬顶煤的冒 放性是特厚坚硬煤层综放开采取得成功的重要保证。 1 ．1煤岩物理力学参数及浸水特性的测定 顶煤破碎的实质是微裂隙的发育和裂隙贯通过 程，由此贯通裂隙的密度和方向即决定了顶煤破碎 后的块度分布状况。坚硬煤层具有强度高、结构致 密、裂隙及层、节理不发育且贯通程度较差、渗水性 较差等特点，并且通常性脆。正是这些结构特点决 收稿日期2 0 0 0 1 1 - 3 0 基金项目宁夏回族自治区重点项目 作者简介张顶立 1 9 6 3 一 ，男，北京人，北方交通大学副教授，博士，研究方向为岩土工程。 煤第1 0 卷第2 期 万方数据 定了坚硬煤层难以破碎以及顶煤冒放性较差，进而 影响到顶煤的采出率。 为正确评价自芨沟矿2 煤层的顶煤冒放性，在 实验室内对煤层、夹矸层及顶板岩层的物理力学性 能参数进行了测定，见表1 ，并对煤层的浸水特性进 行了分析。 表1 煤层物理力学参数及变化范围 煤样鞠嬲蚶触啾龇髓M P a ／M P a／M P a／1 0 3M P淞比／ 真k _ z 辈3 肾霄臀 林”⋯‘⋯“ m 一／％／％／％ 上煤 1 ．4 4 2 2 ．2 卜7 ．3 4 0 ．85 ．4 5 5 ～．9 6 6 ．9 7 0 ．3 414 5 32 ．8 91 ．5 00 ．2 4 中煤 2 ．0 4 2 9 ．i ；3 ．46 ．5 二；．0 6 o ．3 1 2 ．3 9 15 3 06 ．0 11 ．5 3o ．4 5 下煤 1 ．2 5 1 6 ．9 2 7 ～．7 3 4 ．45 ．9 5 6 ～．0 0 6 ．2 0O ．3 0 l ～．3 0 4 ．3 6 14 1 81 ．6 91 ．6 20 ．3 4 试验过程中，煤样单轴抗拉试件的破坏主要表现为 劈裂型破坏，煤样抗压与变形破坏主要表现为剪切 型破坏，而煤样的三轴破坏状态则表现为剪切和压 碎型破坏。 根据煤样浸水试验结果，煤样浸水1 1d ，其单向 抗压强度明显降低，最大强度降低率为5 4 ．1 ％；浸 水2 2d 后煤样的单向抗压强度降低远不如浸水 1 1d 时显著，降低率仅为5 ％～1 0 ％，有些煤样甚 至没有降低。 试验中还发现，浸水煤样产生的声响及试验机 的振动均比自然状态的煤样小，破碎后的块度也小 于自然煤样，其破坏类型为剪切型。 为深入分析煤层浸水对其强度影响的实质，对 煤样浸水前后微观结构的变化进行了电镜分析。浸 水1 5d ，煤体层面裂隙增大，孔隙增多，气孑L 也增多。 由于坚硬煤层内仍然存在着大量的孔隙，即可 以认为煤层具有可注水性。因此，在选择合理的注 水时间和注水压力等参数后，可以取得较为满意的 注水预裂破煤效果。 1 ．2 综放开采顶煤冒放性分析 1 ．2 ．1 顶煤冒放性评价指标和准则 评价和预测顶煤的冒放性是确定是否采用综放 开采技术的依据，也是工艺设计和支架选型的基础。 国内外不少学者对此进行过研究，并提出了多种分 类方法[ 卜3 | 。这对推广综放开采工艺具有一定的 指导作用。但由于目前所进行的分类，多是基于自 然破碎顶煤的条件，对采取预处理措施后可能取得 的放顶煤效果缺乏深入的研究，因而对某些煤层冒 放性的预测和评价往往与实际情况相差较大，甚至 起到了误导的作用。事实上，顶煤的冒放性是相对 的，如对于较坚硬的煤层，若层、节理特别发育且性 脆，或采取有效的预处理措施后，则可使其变为可放 煤层；而对于强度并不大的煤层，但由于煤层的层、 2C o a l2 ／2 0 0 1 节理极不发育而且埋深较浅、厚度特大，这时顶煤的 冒放性也相对变差。此外，煤层开采参数，如工作面 长度、推进方向、开采高度以及巷道是否沿空等都会 对顶煤的冒放性造成影响。 因此，在对顶煤的冒放性评价时，煤层开采条件 及参数与煤层自然条件是同样重要的，如果离开实 际的工程背景对顶煤的冒放性进行分析和评价是无 实际意义的。为此，可分以下3 个层次对顶煤的冒 放性进行评价 1 基于煤层的自然条件，对综放开采的可行 性进行粗略的估计，以此对顶煤的冒放性有一个大 致的了解。 2 将煤层埋藏条件与实际的工程背景相结 合，并考虑采取某些工艺上的辅助破煤措施后，对顶 煤的冒放陛进行预测，至此，仅需考虑技术上的可行性。 3 根据第2 层次的分析，需对顶煤进行预处 理，包括为提高顶煤冒放性所进行的工程项目的技 术难度和合理性，这时，除进行技术上的分析外，还 应进行经济合理性的比较，最终形成对综放开采可 行性的综合评价。 1 ．2 ．2 坚硬顶煤的破碎特点 综放开采时，顶煤由完整煤体直到在支架后方 呈散体煤放出，先后经历了支承压力、顶板活动和支 架反复支撑的作用[ 4 f ，并依次经过弹性变形、破坏 发展、裂隙发育和垮落破碎四个阶段。 需要指出，对于不同的煤层及开采条件，上述各 破坏区范围存在较大的差异。顶煤破碎严重时，垮 落破碎区提前至煤壁前方，即在端面位置就已具备 了放出的条件，这时易于造成端面冒顶。对于坚硬 煤层，由于其强度较高而且层、节理通常不发育，顶 煤的自然破碎效果相对降低，顶煤进入支架后方仍 未出现破碎区，使顶煤无法正常放出，进而影响到顶 煤的采出率。这也是白芨沟矿推行综放开采所面临 万方数据 的主要技术难题。 顶煤架前完整与架后破碎是综放开采中的主要 矛盾，而这一矛盾的转化通常是由支架完成的，因此 在支架选型时应予以充分考虑。 1 ．3 综放开采可行性的综合评价 白芨沟矿2 煤层赋存较为稳定，平均厚度 2 11 “ 1 3 ．，煤层倾角4 ～1 2 。，平均为8 。，煤层中普遍发育 2 层厚度较大的夹矸层。在此，基于白芨沟矿南二 和南四采区2 煤层的条件，按上述3 个层次对顶煤 的冒放性进行分析和评价。 分析结果表明，仅从煤层自然条件考虑，该煤层 在矿山压力的作用下冒放性较差，支架后方仍难以 出现破碎区，不适宜综放开采。若一次采放煤层厚 度不超过6m 分3 ～4 个分层 ，选用高强度、高阻 力支架并辅以常规的工艺措施，可以实现综放开采。 当一次采放厚度在6m 以上时，则需要采取弱化顶 煤强度、增大顶煤载荷等措施，改变顶煤的性质和结 构，以增大煤壁前方的塑性区范围和顶煤的冒放性。 但这时需进行某些辅助破碎顶煤的工程项目，还需 进行经济合理性的评价和分析。 由对坚硬顶煤破碎特点的分析，白芨沟矿2 煤 层采用2 个或3 个分层综放开采在技术上都是可行 的，但在经济上采用2 个分层更为合理。因此宜首 先进行2 个分层综放开采的试验，视其效果确定合 理的开采模式。 2 主要技术措施及试验方案的确定 提高坚硬顶煤的冒放性通常应从增大顶煤载荷 和降低煤层强度两个方面考虑，其技术思路为 f 改变开采工艺，增大j 社，相应增加支 I 承压力的预破煤作用。 增大载刮曩竺蒹善豢嚣≯湘麟颃 J 选用高强度、高阻力枝架，加强支架的 【辅助破煤作用。 煤层超前预注水，降低煤层强度，破坏 顶煤的完整性。 深 浅 孔预裂爆破，增加顶煤中的裂隙 密度，破坏顶煤的整体性。 优化采放工艺，充分利用顶煤破坏发展 的时空关系，提高破碎效果。 提高坚硬顶煤冒放性的技术措施主要包括选 择合理的巷道布置方式及采放工艺、对坚硬顶煤及 顶板进行预处理、选择高强度、高阻力综放支架以及 在必要时使用破碎剂等。 对于白芨沟矿2 煤层综放开采的实际条件，选 择提高顶煤冒放性技术措施的顺序为支架选型及 工艺技术措施一工作面内局部范围的浅孑L 预裂爆破 技术一工作面两巷内煤层注水及深孑L 预裂爆破一专 用巷道内煤层注水及深孔预裂爆破技术一专用巷道 内坚硬顶板的弱化技术等。 2 ．1 提高坚硬顶煤冒放性的主要技术措施 2 ．1 ．1 综放支架的选型及工艺设计 针对坚硬顶煤的条件，以选择高强度、高阻力支 架加强破碎顶煤为原则。基于综放采场上覆岩层复 合结构以及松软顶煤改变“支架一围岩”关系的观 点【_ 5 ．】5 ，可确定出该条件下综放支架的工作阻力为 49 5 3k N ，考虑支架载荷的不均匀性，支架工作阻力 可确定为55 0 0k N 。鉴于坚硬顶煤的实际条件，宜 选用较高的支架初撑力，可设计为工作阻力值的 8 5 ％～9 0 ％，其值为48 0 0k N 左右。 在分析的基础上，同时考虑到支架设计的系列 化要求，最终选定低位、正四连杆的z F S B 5 4 0 0 1 7 ／ 3 3 型低位放顶煤支架作为基本支架，反四连杆的 Z T F C 5 4 0 0 2 0 ／3 3 型支架作为过渡支架，Z T l 8 0 0 0 2 0 ／3 3 型支架作为端头支架。 为有利于顶煤的破碎和放出，机采高度设计为 2 ．8 ～3 ．0m ，采放比约为1 2 。拟采用双轮顺序放 煤，放煤步距为1 ．2m 左右。 2 ．1 ．2 工作面浅孔预裂爆破设计 预裂松动爆破是破碎坚硬顶煤的重要手段之 一，当其所提供的能量满足裂隙扩展的基本条件时 即可起到破碎顶煤作用。依据顶煤的坚硬程度及完 整陛，可分别对顶煤实行浅孔辅助爆破和深孔预裂 爆破，或将两者有机地结合，以取得最佳的破煤效果。 工作面浅孔爆破以松动顶煤为目的，因此钻孔 的装药量要适当，并采用分段装药的方式。爆破钻 孔布置在支架之间且在前梁位置，通常情况下，在顶 煤特别坚硬的局部地段每天布置一排钻孔，并安排 在检修班进行爆破，以尽量减小对工作面生产的影响。 钻孔深度以距煤层顶板 网下假顶 1 ．0 ～ 1 ．5m 为宜，并且在距支架顶梁1 ．51 T I 以下的顶煤 不宜爆破，以此来确定装药方式和装药量。视顶煤 的完整性不同，每孔装药3 ～8 块。采用5 段毫秒延 期雷管，5 个炮眼为一组，正向装药，串联起爆。 2 ．1 ．3 注水软化顶煤方案设计 超前工作面注水使煤岩体中潜在的原生裂隙进 一步扩展贯通，并溶化了裂隙的骨架结构，降低了煤 煤第1 0 卷第2 期3 佳 放 冒 煤 顶高提 万方数据 岩体的强度，这是注水弱化煤体的基本原理。但在 注水软化煤体时，应注意处理好两个方面的问题，既 要充分利用超前支承压力的预压裂煤体以提高注水 效果，同时又要使注水期间煤体中的裂隙不致于大 量贯通以防压力水沿主裂隙大量流出。这就要求选 择合理的注水位置和注水时间，并设计出合理的注 水压力和方式。 注水钻孔长度及间距的确定应以充分预裂和松 动煤体为原则。钻孑L 的注水量取决于煤层注水后所 增加的水分含量，鉴于该煤层的孑L 隙率较小，同时根 据实验结果对煤层吸水率的测定，拟确定该煤层注 水后煤层水分的增加幅度为0 ．6 ％～1 ．0 ％，由此 可确定相应的注水量。一般来说，当注水孔一定时， 流量越大，注水压力越高。当高压水压裂煤体后，注 水压力会降低，并基本维持一个相对值不变。 煤层注水主要包括打钻孔、封孔和注水三项主 要工序。封孔长度以6m 为宜，鉴于煤体浸水1 0d 左右强度降低最多，工作面的日推进度为4 ～6 个循 环，即2 ．4 - - 3 ．6m ，同时考虑到下分层综放开采支 承压力的集中程度较小，因此宜超前煤壁4 0 - - 8 0m 开始注水。 此外，应考虑常压长时注水与高压预裂注水相 结合，并在实际注水过程中不断调整各注水参数，以 期取得最佳的预裂破煤效果。 2 ．1 ．4 专用工艺巷内深孔预裂爆破方案设计 在采取诸如浅孑L 爆破、煤层超前注水以及某些 工艺技术措施后，仍不能取得满意效果的情况下，则 可考虑超前工作面深孔预裂爆破与煤层注水相结合 的技术措施，从而达到减小顶煤块度和提高采出率 之目的。 1 钻孔布置方式。钻孔布置采用双排钻孔 三花眼的布置方式，排间距为1 ．0m ，孔距为2 ～ 3m ，钻孔深度为3 0m 左右，工作面预裂爆破方案 见图1 。在具体实施过程中，可依据煤层强度及裂 隙发育情况对钻孔间距进行调整，当顶煤破碎效果 较好时可适当加大钻孔间距进行试验。 2 钻孔工艺。钻孔施工采用T X U 一7 5 型 液压钻机和Z Y l 0 0 一1 5 0 型钻机。按照设计的倾角 打眼，用水排粉。在确定钻孔倾角时，孔底距机采层 面的距离不小于1 ．0m ，以保证工作面端面顶煤的 完整；同时考虑到工作面上方为再生顶板，钻孑L 距金 属网假顶也应保持1 ．0m 以上的距离。钻孔直径为 5 5 ～6 0r 1 2 ／- f l o 4C o a l2 ／2 0 0 l 图12 3 2 1 四 综放面深孔预裂爆破钻孔布置 3 装药工艺与结构。坚硬厚煤层深孔预裂 爆破采用不耦合连续装药，煤矿导爆索串联正向起 爆，电雷管采用两并一串的联结方式，两发雷管可布 置在同一包炸药内，也可布置在不同的药包内。不 同钻孔间采用串联方式联结，不同钻孔内采用煤矿 许用毫秒延期电雷管起爆。 炸药单耗量设计为0 ．2 ～0 ．4k g ／m 3 ，炸药品种 可选用二级煤矿许用水胶炸药或二级煤矿许用乳化 炸药，据此可计算出每孔的装药量。 利用过筛的微黄泥将炮孔连续封实，封孑L 长度 一般不小于6 ．0m 。 为保证安全起爆，每个炮孔采用双起爆药包并 联起爆，每次起爆2 ～4 个爆破孔，注意不同钻孔间 毫秒延期雷管的配合。考虑到超前支承压力的分布 特点及工作面的推进速度，般超前工作面2 0m 起爆。 在深孔预裂爆破的基础上，利用爆破后的钻孔 及预裂效果对顶煤实行常压注水，以提高破碎效果 并有效地防尘。 2 ．1 ．5 煤层坚硬顶板弱化技术 由于顶板活动是顶煤实现再破碎的重要因素， 而随动顶板岩层的范围对坚硬顶煤的破碎块度具有 显著影1 1 向[ 6 j ，因而坚硬顶煤的存在对顶煤的破碎是 不利的。为此，在白芨沟矿2 煤层顶分层综放开采 时，可深孔预裂破碎坚硬顶板，减小其垮落步距，相 应增加顶板活动对顶煤的破碎作用。 2 ．2 试验工作面巷道布置及方案设计 2 3 2 1 四 工作面为太西集团白芨沟矿第一个综 放试验工作面，工作面长度1 4 91 T I ，走向长度9 5 0m ， 已采用分层综采开采3 个分层，剩余厚度平均为 万方数据 8 - - 9r n 。为确保该工作面试验成功，在工作面初采 阶段的1 8 0m 范围内采取三进两回的五巷布置方 式，其中两条底板巷 即轨道巷和运输巷 ，三条顶板 巷 一条为排放瓦斯专用巷，两条顶板工艺巷，用于 深孔预裂爆破或煤层注水 ，巷道的布置方式见图2 。 ／开切眼 哥 赢巷． 暑 o 、 _ 顶板工艺巷 。 西 口 寸 7 一 4 0m 运输巷＼ - - 一A 爿，4 瓦斯巷VL ’文，，刈 叠．叫l 顶板工艺巷l 小’ l6 0ml4 0n lJ l、轨道巷 ’’ ，、运输巷 1 4 9m 图2 试验工作面初采期间巷道布置 为保证初采期间顶煤的顺利放出，在初采 1 5 0m 范围内以深孔预裂爆破为主，并进行不同参 数的对比试验。具体方案为自开切眼开始7 0m 范 围内仅实行深孔预裂爆破；7 0 ～1 0 0m 施行深孔预 裂爆破加注水；1 0 0 ～1 5 0m 工作面单独进行注水， 不施行深孑L 预裂爆破。需要指出，在工作面内施浅 孔爆破仅作为一种辅助措施，并且在上述三个试验 阶段必要时均配合使用。 经过初采期间1 5 0m 范围内的试验及各种参数 的调整，最终确定出合理的坚硬顶煤预破碎方案和 有关参数，并在工作面的正常推进过程中施行，而且 当情况发生变化时作进一步的调整，使坚硬煤层综 放开采工艺逐步趋于完善。 3 现场试验效果 在近9 个月的工业性试验中，通过调整试验方 案和技术参数取得了较为理想的放顶煤效果。在煤 层及顶板坚硬、高瓦斯和浅埋深的特厚煤层条件下 试验取得了成功，这对放顶煤开采是一个技术上的 突破。在生产中虽也暴露了一些向题，但所幸的是， 本项目的超前研究比较充分，各项技术措施在工作 面投产前就已完成了详细的设计，因而对技术问题 的处理非常主动，未对工作面的生产造成影响。 试验过程中，成功地进行了工作面局部端面冒 顶控制、局部大块顶煤的破碎、采放工艺的优化完善 以及瓦斯的有效治理。根据实测结果，取消了顶板 瓦斯专用巷，形成了该煤层条件下的综放开采工艺 模式，它的主要特点是深孔预裂爆破与局部浅孔爆 破相结合，并辅以高强度支架和可靠的瓦斯控制技术。 4 结论与建议 1 在国内外率先成功地进行了特厚坚硬煤 层综放开采的实践，这是厚煤层综放开采技术的一 大突破。对类似煤层条件下的综放开采具有普遍的 借鉴作用。 2 对于总厚度在2 0m 以上的特厚坚硬煤层 宜采用分层综放开采，每个分层的厚度控制在1 0m 左右为宜，白芨沟矿2 煤层宜分两个分层开采。 3 特厚坚硬煤层综放开采的主要工艺特点 是超前工作面深孔预裂爆破与工作面内浅孔爆破相 结合，并辅以高强度、高阻力支架和有效的采放工 艺。在爆破钻孔内常压注水则可同时弱化煤体和降 低粉尘。 4 Z F S B 5 4 0 0 一1 7 ／3 3 型综放支架可以满足 白芨沟矿综放开采的要求，可作为类似特厚坚硬煤 层条件下综放开采的架型模式。 5 为进一步提高工作面产量，建设高层次的 高产高效矿井，建议在综放工作面两巷内尽快推行 锚梁网支护，以实现综放面的快速推进。 6 鉴于白芨沟矿所开采的太西煤为稀有煤 种，对提高采出率具有更高的要求，因此建议考虑坑 口跳汰选矸系统，以提高综放开采的综合效益。 参考文献 [ 1 ] 靳钟铭，康天合，弓培林，等．煤体裂隙分形与顶煤冒放 性的相关研究[ J ] ．岩石力学与工程学报，1 9 9 6 ，1 5 2 、1 4 3 ～1 4 9 ． [ 2 ]张海戈．综放开采顶煤活动机理与端面稳定控制的研 究J - D ] ．北京中国矿业大学北京研究生部，1 9 9 4 ． [ 3 ] 宋选民．综放采场顶煤冒放性研究及其控制[ D ] ．徐 州中国矿业大学，1 9 9 8 ． [ 4 ]张顶立．综合机械化放顶煤开采采场矿山压力控制 [ M ] ．北京煤炭工业出版社，1 9 9 9 ． [ 5 ] 张顶立．综放工作面岩层控制[ J ] ．山东科技大学学报， 2 0 0 0 ，1 9 1 8 ～1 1 ． [ 6 ] 张顶立．夹层对层状岩体稳定性的影响分析[ J ] ．岩石 力学与工程学报，2 0 0 0 ，1 9 2 1 4 0 - - 1 4 4 ． [ 责任编辑李月成] 下转第3 7 页 煤第1 0 卷第2 期5 万方数据 5 计算其它 非最大阻力 风路需要增加的 阻力大小，找出加阻最少的风路。 6 从加阻最少的风路开始，分析加阻最少的 风路各分支的情况，解定出可加阻分支，供通风管理 人员选择决策，根据所选加阻分支进行加阻计算。 为减少调节风窗数，本程序设计加阻风路的所 加阻力集中加于一个分支上。 7 对所有风路阻力重新计算、排队，计算各 风路所需加阻大小，确定下一个加阻最少的风路。 因为当对某条风路加阻后，其它风路阻力也有 的会相应发生变化，各风路阻力大小排序也可能发 生变化，而加阻操作必须从加阻最少的风路开始，否 则就会出错。故，必须对各风路阻力重新进行计算 和阻力大小排序。 8 重复 6 、 7 ，直到完成对各加阻风路加 阻分支的选择决策及加阻计算。 9 核查所有加阻风路所选的加阻分支是否 满意，不满意则重新选择决策。 1 0 根据巷道断面积和加阻大小计算调节风 窗面积。至此，风量调节方案决策完毕。 2 程序设计 本套微机辅助风量调节方案决策的应用程序设 计为五个模块，以框图说明，见图1 。 主 控 模 块 数据输入、修改模块 输入、修改数据 丕巫玉正垂豆垂垂匿基卜I 器客葬萋吲5 队 I 网路分析，查找风路 I 局部并联风路分配计算 I 加阻分支选择决策 亘查垂至函重亘垂i ] 一蠹零蔫誓器蓑加阻大小确定 二垂亘豆亚亟爱叫耋宣i 塑窭董耋望昼差鍪 西1 订 图1 风量调节程序模块 3 结语 用微机辅助矿井风量调节方案的决策，使得复 杂的分析、计算工作变得相当容易，可以有效地提高 工作效率，大大缩短解决问题的时间，能实现快速、 合理的确定风量调节方案，提高管理水平。 [ 责任编辑宋建勋] 上接第5 页 F u l l y ’m e c h a n i z e dS u b ‘l e v e lC a v i n gM i n i n gT e c h n i q u e o fS p e c i a lT h i c ka n dH a r dC o a lS e a m Z H A N GD i n g - l i l ，H EZ u o - d e 2 ，L UW e n - c a i 2 ，M A OT i n g y u 2 ，L IX i a n 9 2 1 ．R e s e a r c hC e n t e ro fT u n n e l i n ga n dU n d e r g r o u n dE n g i n e e r i n g ，N o r t h e r nJ i a o t o n gU n i v e r s i t y ，B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a ；2 ． N i n g x i aT a i x i g r o u p C o ．L i d ．，S h i z u i s h a n7 5 3 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t I nt h ep a p e r ，f u l l y m e c h a n i z e ds u b l e v e lc a v i n ga th o m ea n da b r o a di ss y s t e m a t i c a l l ys u m m a r i z e d ，i t i Sp r e s e n t e dt h a th o wt oi n c r e a s ec a v a b i l i t yo fh a r dr o o fC o a li Sm a i nt e c h n o l o g yd i f f i c u l tp r o b l e mt ob ef a c e d ． B a s e do ne x p e r i m e n tr e s e a r c h i n ga n dt h e o r ya n a l y a i n g ．f i s s u r em e c h a n i s mo fh a r dr o o fc o a li sr e v e a l e dt e n t a t i v e l y ，a n di ti si n d i c a t e dt h a ta p p r a i s i n gc a v a b i l i t yo fh a r dr o o fc o a ls h o u l db ed i v i d e di n t o3a d m i n i s t r a t i v el e v e l s ，a c c o r d i n g l y ，t h ep r i n c i p l ea n dm a i nt e c h n o l o g ym e a s u r e m e n t st oi n c r e a s ec a v a b i l i t yo fh a r dr o o fc o a la r ea d v a n c e d ． F i n a l l y ，i ti si n t r o d u c e dt h a tt h i st e c h n i q u eh a sb e e ns u c c e s s f u l l ya p p l i e di nB a i j i g o uc o l l i e r y ，N i n g x i a ，a n dt h ea n n u a lo u t p u to fm o r et h a n1 ．5m i l l i o n sh a sa c h i e v e d ．T h i si sa n o t h e rb r e a k t h r o u g ht os u b l e v e lc a v i n gm i n i n g t e c h n i q u e ，a n daw o r l dd i f f i c u l tp r o b l e mh a sb e e ns o l v e di nt h ec e r t a i ne x t e n t ． K e yw o r d s s p e c i a lt h i c ka n dh a r dc o a ls e a m ；s u b l e v e lc a v i n gm i n i n g ；c a v a b i l i t y ；r e f r a c t u r ee x p l o d i n g 煤第1 0 卷第2 期3 7 万方数据