长房式采煤法在小煤矿中应用的探讨.pdf

第3 2 卷第4 期 2 0 0 3 年 8月 贵 州 工 业 犬学 学报 自然科 学 版 J O URNALOFG UI Z H OUUNI VE R S I T YOFTE C H NO L O GY N a t u r a l S c i e n c e E d i t io n Vo 1 ． 3 2 No ． 4 Au g u s t ． 2 0 0 3 文章编号 1 0 0 9 0 1 9 3 2 0 0 3 0 4 0 0 1 0 0 3 长房式采煤法在小煤矿中应用的探讨 李希建 贵州工业大学 资源与环境学院， 贵州 贵阳 5 5 0 0 0 3 摘要 论述 了 目前 小煤矿开采技 术存在 的主要 问题 ， 探 讨 了采 用长房 式采煤法改革 小煤矿开 采 的技 术 问题 ， 此法适 用于条件合适 的小煤矿 。 关键词 小煤矿 ； 开采技 术 ； 长房 式采煤 法 中图分类号 1 1 8 2 3 ． 5 ； TD 8 2 3 ． 4 ； TD8 2 2 ． 2 文献标识码 B 1 阻碍小煤矿发展的技 术问题 小煤 矿十多年来 获得了快速 的发展 ， 其煤炭产量 占全 国煤 炭总 产量 的一半 ， 但存 在 的问题也 较 多 ， 如 技 术问题、 安全问题、 管理问题、 规模问题、 环保问题等。小煤矿开采技术落后 ， 安全得不到保证 ， 管理混乱 ， 生 产能力太低 ， 破坏资源和环境等问题严重阻碍小煤矿 的健康发展， 而其中核心的问题是技术问题。小煤矿 开采技术落后制约着安全、 管理水平和规模的提高， 也不能保障资源和环境保护。 1 ． 1 采煤方 法落后 据作者调查发现 ， 有的小煤矿是凭经验布置巷道的， 没有充分考虑煤层倾角、 煤层厚度、 可采煤层数 、 顶 底板岩性等地质因素 ， 也没有充分考虑矿山压力、 通风、 运输等影响； 有的小煤矿没有正规设计 ， 见煤就挖； 虽然现在有证小煤矿都有了正规设计 ， 但有的小煤矿并没有按正规设计布置巷道和回采。 据作者了解 ， 小煤矿设计一般采用壁式炮采和机采 ， 厚煤层采用分层开采。但由于小煤矿资金、 技术和 管理水平有限 ， 许多小煤矿不采用单体液压支柱支护 ， 而是采用木支柱支护， 这样巷道维护和顶板支护就 比 较 困难 ， 工作面安全程 度相对就低 。由于顶板管理 问题 难 以解决 ， 壁式炮 采和机 采就难 以实施 ， 因而许 多小 煤矿仍沿用巷采 即掘进巷道出煤 。 1 ． 2 通风 系统 不合理 小煤矿通风系统要求稳定 、 可靠、 安全， 但小煤矿中经常使用的鱼刺式和巷柱式巷道布置很难满足通风 安全的要求 ； 因为鱼刺式巷道布置的工作地点要靠扩散通风 ， 巷柱式巷道布置有角联通风。鱼刺式和巷柱 式巷道布置要形成完整的通风系统是困难的， 极易导致工作地点通风不 良和瓦斯积聚， 不能保证通风安全。 所以， 小煤矿安全形势严峻， 不仅是管理上的问题 ， 更是技术上的问题。要想扭转小煤矿大小事故频出 的局 面 ， 必 须改革小煤矿 的开采技术 ， 从根本上 消除小 煤矿的事故隐患 。 2小 煤 矿 开 采技 术 的改 革 采用单体液压支柱支护、 采煤机落煤和壁式采煤法， 是小煤矿的发展方向， 应在小煤矿 中逐步推广采 用 。 但小 煤矿的技术改革 必须从实际 出发 。由于小煤矿 资金有 限 ， 技术人 员缺乏 ， 管 理水平 低 ， 所 以相 当多 的小煤矿无法采用先进的技术和设备 ， 如单体液压支柱和采煤机。对某些条件合适的小煤矿可采用长房式 采煤法 长壁式和房柱式相结合的采煤法 的巷道布置 ， 及放炮落煤 、 木支柱支护 、 刮板输送机运输的回采工 艺。这样可以在现有支护水平下 ， 提高煤矿的安全水平 ， 降低坑木消耗。 2 ． 1 巷道布置 的改革 长壁式巷道布置的优点是巷道布置简单 ， 通风系统稳定可靠安全 ， 工作面生产能力大， 回采效率高， 资 源浪费低 。但顶板管理采 用全部 垮落法 ， 工作面矿 山压力 大 ， 并有周期 来压 ， 工作 面采用木 支柱 支护就 比较 收稿 日期 2 0 0 30 4一O 3 维普资讯 第 4期 李希建 长房式采煤 法在 小煤矿 中应 用的探 讨 1 1 困 难 。 房柱式 巷道布置 的优 点是上覆岩层 主要 由煤柱 支 承 ， 矿 山压力 小。煤柱 支 承老顶 ， 木支柱 支 承直接 顶 和伪顶 ， 没有周 期来压 。并且 没有老顶垮落 ， 上 覆岩层 移动不 明显 ， 地表下沉值小 ， 适合 在村庄下采煤 。 长房式采煤法就 是采用类 似于长壁 工作 面的巷道布置进 行 回采 ， 工作 面长度较 短 ， 用煤柱 支 承老顶 ， 老 顶不垮落 ， 直接顶和伪顶随支柱 回收垮落 ， 回采空间像一间长房， 是一种结合长壁式和房柱式优点的采煤方 法 。采用长 房式采煤法 的工作 面没有周期来压 ， 矿山压力相对 较小 ， 没有直 接顶 的工作 面不用支 护 ， 因此 可 以大大降低坑木消耗。工作面长度和长房沿煤层走向的长度 ， 根据顶底板条件和煤层埋藏深度、 厚度、 倾角 等赋存参数确定 ， 一般取 1 5 4 0 m． 长房之间和区段之间支承老顶的煤柱宽度， 也要根据顶底板条件和煤层 埋藏深度、 厚度、 倾角等赋存参数确定 ， 一般为 4 1 2 m． 工作面回采一定距离后 ， 另开切眼进行新房回采， 新 旧长房之间留保护煤柱 ， 再用永久密闭密封采空区。 长房式采煤法 巷道布置示意 图 ， 见 图 1 ． 图 1 长房式采煤 法巷道布置 示意图 图中 L 一工作面长度或长房长度， m， 可按公式计算 ， 一般取 1 5 4 0 m； 一长房之间或区段之间煤柱宽度 ， m， 可按经验公式计算 ， 一般为 4 1 2 m． 长房长度或工作面长度 包括工作面上下顺槽宽度 可按下述公式计算[ 1 ] L 式 中 L一工作 面长度 ， m； h1 一 直接顶 上第一层老顶岩层 的单层厚度 ， m； R一直接顶上第一层老顶岩层的抗拉强度 ， MP a ； 愚 一安 全系数 ， 取 愚6； q ～第 层 老顶岩层对第一层影 响所形 成的载荷 ， MP a ． El h l 7 1 h 1 Y 2 h 2 ⋯ ， ， q 一El h1 3 E2 h 2 3 ⋯ “ E h 3 式中 E1 ， E 2 ， E 3 ， ⋯， E 各岩层的弹性模量 ， MP a ， 为岩层数； h1 ， h 2 ， h 3 ， ⋯ ， 各岩层 的厚度 ， m； y 1 ， y 2 ， y 3 ， ⋯， 各岩层的容重 ， k N m一． 维普资讯 1 2 贵 州 工业 大 学 学报 自然科 学版 2 0 0 3年 当计 算到 q l q 时 ， 则 以 q 作 为作用 于第一层 岩层 的单位 面积上 的载荷 q． 长房之 间或 区段之 间煤 柱宽度 可按下述经验公式计算 2 W 2X 2 式 中 w煤 柱宽度 ， m； X 4． 92 1 0 3 H h 式 中 X一 塑性 区宽度 ， m； 层埋藏深度 ， m； 煤层 厚度 ， m． 小煤矿采用长房式采煤法 ， 可以降低支护投入 ， 降低坑木消耗 ， 降低生产成本 ， 提高 回采工作面安全水 平 ， 也能提高一定的产量。这种采煤方法比较适合小煤矿的实际情况 ， 尤其是采区上部有村庄的煤矿。 2 ． 2回采工艺 的改革 长房式 工作 面具有 长壁式 工作 面的特点 ， 工作 面相对较长 ， 工作空 间较大 ， 可采 用炮 采。考 虑到木 支柱 的支护特 性 ， 采高一般不超 过 2 m， 落煤进 度取 0 ． 51 ． 0 m， 无伪顶和直 接顶 的工作 面可 一次采全 高 。落煤 进度根 据煤层顶底 板条件 和煤层 厚度等地质 因素确 定 ， 顶底板条 件好 可取 大些 。虽然 长房式 采煤法 采用煤 柱支撑顶板 ， 但对于有伪顶和直接顶的顶板， 仍需要采用木支柱支护 ， 并采用三四排或三五排控顶。 2 ． 3 通风 系统 的改革 长房式采煤法同长壁式采煤法的通风系统相类似， 与鱼刺式采煤法和巷柱式采煤法比较 ， 具有安全 、 稳 定 、 可靠 的特点 。但 由于老顶没 有垮 落 ， 采空 区的空间和 冒落岩石 的空 隙 比长壁式 大 ， 导致 瓦斯涌 出量 比长 壁式 大 ， 须加强 工作 面瓦斯管理 。 若煤层 容易 自燃发 火 ， 工作 面走 向长度不宜过长 。 3结语 长房式采煤 法适 用于单一水平 、 缓倾斜 及倾斜 的薄或 中厚煤层 ， 无伪 顶 和直接顶 的厚煤 层 ， 并且是 低瓦 斯矿井 。采用长房式采煤法成功的关键在于合理选取工作面长度和煤柱宽度。多煤层开采要求垂直重叠 布置 煤柱 ， 对小煤 矿而言 ， 技术 上有一定 困难 。条件 合适 的小煤 矿若 能采用 长房式 采煤法 ， 坚持 正规 循环作 业 ， 则小煤 矿 的安全 、 效率 和管理必将得 到提 高。 参考文献 [ 1 ]钱鸣高 ， 刘听成 ． 矿山压力及其控制[ M] ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 1 9 8 4 [ 2 ]徐永圻 ， 王悦汉． 短壁开采技术 [ M] ． 徐州 中国矿业学院出版社 ， 1 9 8 7 Di s c u s s i o n o n Lo ng Ro o m S ys t e m Ap pl i e d i n S m a l l Co l l i e r y L I Xi - j i a n C o l l e g e o f R e s o u r c e s a n d En v i r o n me n t ， GUT， Gu i y a n g 5 5 0 0 0 3 ， C h i n a Ab s t r a c t Th i s p a p e r p o i n t s o u t ma i n d i s a d v an t a g es o f mi n i n g t e c h n o l o g y b e i n g u s e d i n s ma l l o o l l i e r i es an d d i s c u s s e s h o w t o a d o p t l o n g r o o m s y s t e m to r e f o r m t h e c u r r e n t t ech n o l o g y o f mi n i n g ． Ke y wo r d s s ma l l c o l l i e r y ； t ec h n o l o g y o f mi n i n g； l o n g r o o m s y s t e m 维普资讯