试论如何选择采煤方法.pdf

科技创业家 205科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 煤 矿 技 术 2011 NO.08 TECHNOLOGICAL PIONEERS 1 概述 中国是世界煤炭资源最丰富的国家之 一,据不完全统计,我国煤炭探明储量在 9000亿t以上,含煤面积55万余km2,而且煤 种齐全,我国一次性能源消费结构中,煤炭 占75以上,从煤中可以提取200多种产品, 因此煤炭工业发展的快慢,将直接关系到 国计民生和我国的社会主义经济建设。 新 中国成立后,原煤产量飞速增长,到2005年 原煤产量已达30多亿t,居世界首位。 近几年 来,由于对采煤方法进行了改革,以及更新 了一批现代化采煤设备,已使一大批煤矿 跨入了现代化高产高效煤矿的行列。 建国初期采煤方法多采用无支护的穿 硐式和高落式回采,后来使用了截煤机和 刮板输送机,之后又采用了以长壁式为主 的正规采煤方法。 1964年我国成功使用了 浅截式滚筒采煤机;1977年,我国因地制宜 积极推广了倾斜长壁采煤法、 柔性掩护支 架采煤法、 无煤柱沿空留巷采煤方法、 水力 采煤等;20世纪80年代以来采煤方法得到迅 速发展,生产技术指标明显改善,普通机械 化采煤工作面的装备发展较快,综合机械 化采煤工作面向大功率、 电牵引、 程序化发 展。 随着国民经济的发展,煤矿安全条件将 进一步得到改善,采煤生产技术必将达到 国际先进水平。 2 各种开采方法特点及适用条件 2 . 1 单一走向长壁采煤法采煤工艺 目前,我国长壁采煤工作面有炮采、 普 采和综采三种采煤工艺。 2.1.1 炮采 炮采即爆破采煤工艺,其特点是爆破 落煤,爆破后人工装煤,机械化运煤,用单 体支柱支护工作空间顶板。 我国炮采工艺 经历了三个主要发展阶段建国初期,推行 长壁采煤工艺,工作面采用拆移式刮板输 送机运煤,木支柱支护顶板;20世纪60年代 中期开始,采用能力较大,能整体前移的可 弯曲刮板输送机运煤。 用摩擦式金属支柱 和铰接顶梁支护顶板,使工作面单产和效 率有了较大提高;进入20世纪80年代,炮采 工作面装备的技术手段更新速度加快,用 防炮崩单体液压支柱代替了摩擦式金属支 柱,工作空间得到有效控制,而且工作面输 送机装上铲煤板和挡煤板,减轻工人的体 力劳动。 爆破采煤的工艺过程包括打眼、 放 炮和人工装煤、 刮板输送机运煤、 移输送 机、 人工支护和回柱放顶等主要工序。 1打眼和放炮。 落煤要求保证规定的 循环进度,工作面平直,不留底煤和顶煤, 以减轻对顶板的破坏、 降低炸药和雷管消 耗。 因此,要根据煤层的硬度、 厚度、 节理和 裂脱的发育状况及顶板条件,确定打眼爆 破参数,包括炮眼排列、 角度、 眼深、 装药 量、 一次起爆的炮眼数量以及爆破次序等。 2装煤与运煤。 炮采工作面大多采用 SGW-40或150型可弯曲刮板输送机运煤, 在摩擦式金属支柱或单体液压支柱及铰接 顶梁所构成的悬壁支架掩护下,输送机移 近煤壁,有利于爆破装煤与运煤。 3炮采工作面支护和采空区处理。 目 前,我国部分炮采工作面仍采用金属摩擦 支柱和单体液压支柱支护,其布置方式主 要有单柱、 对柱和密集支柱三种形式。 最小 控顶距应保留3排支柱,以保证足够的工作 空间,最大控顶距一般不超过5排支柱。 随 着采煤工作面不断向前推进,顶板悬露面 积越来越大,为了工作面的安全和正常生 产,需要及时对采空区进行处理。 由于顶板 特征、 煤层厚度和保护地表的特殊要求等 条件不同,采空区有多种处理方法,但最常 用的是全部垮落法。 2.1.2 普通机械化采煤工艺 普通机械化采煤工艺,简称 “普采” ,其 特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工 序,而运煤、 顶板支护和采空区处理与炮采 工艺基本相同。 普采面使用单滚筒和双滚筒两种采煤 机工作方式。 单滚筒采煤机的滚筒一般位 于工作面下端头,这样可缩短工作面下缺 口的长度,使货量不通过机体下方,装煤效 果好。 双滚筒采煤机解决了工作面两头做 缺口的工作量,有利于工作面技术管理。 采 煤机有单向和双向两种割煤方式。 双向割 煤,往返进两刀。 中厚煤层单滚筒采煤机常 采用单向割煤,往返进一刀,它适合于采高 在1.5m以下的薄煤层,滚筒直径接近采高、 顶板较稳定,煤层粘顶性不强等条件。 2.1.3 综采 综采即综合机械化采煤工艺, 即破、 装、 运、 支、 处五个主要生产工序全部实现 机械化,因此,综采是目前我国最先进的采 煤工艺。 2.2 倾斜长壁采煤法 倾斜长壁采煤法与走向长壁采煤法相 比,主要是采煤工作面及两巷的布置不同, 并取消了采区上下山的巷道,倾斜长壁采 煤法,在一定的地质开采技术条件下,技术 效益比较显著。 1矿压显现及支护特点对于仰斜工 作面,由于倾角的影响,顶板将产生向采空 区方向的分力,在此分力作用下,顶板的悬 臂岩层将向采空区方向移动,使顶板岩层 产生拉力作用。 2采煤工艺特点仰斜开采时,水可以 自动流向采空区,工作面无积水,劳动条件 好,当煤层倾角10 左右时,采煤机及输送 机工作稳定性尚好,如倾角较大则截煤效 果达不到理想状态。 3适用条件按目前的设备条件,倾斜 长壁采煤法主要适用倾角在12 左右,目前 矿井应用较少,对于倾斜和斜交断层较多 的区域,能大致划分成较为规则分带的情 况下,也可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长 壁采煤法。 2.3 放顶煤采煤法 放顶 煤采 煤法 的实 质就 是在 厚煤 层 中,沿煤层底部布置一采高23m的长壁工 作面,用常规方法进行回采,利用矿山压力 的作用辅以人工松动方法,使支架上方顶 煤破碎后由支架后方放出。 放顶煤有许多 的优点比如降低成本,提高效率等,它主 要适用于煤层厚度在6m以上,顶煤厚度过 小易发生超前冒顶。 顶煤破碎主要依靠顶 板岩层的压力,其次是反复支撑作用。 因 此,煤的坚固性系数一般应小于3,且适用 于倾角不太大的煤层。 缺点是资源回收率 低。 3 开采方法的选择 采煤方法的选择必须坚持安全、 经济、 回采率高的原则。 采煤方法的选择在基于 上述原则的基础上,应大力提高煤炭的回 采率,根据具体煤层的条件以及它所适应 的最合理的开采方法,减少资源浪费,减轻 工人的体力劳动,加强环保。 归纳起来有以 下几点 1煤层比较理想。 地质条件比较好的 煤田中应大力提倡综采。 2对于煤层比较理想,顶板破碎的情 况可采用放顶煤开采技术。 如山东兖州矿 业集团东滩矿综采工作面,采用两柱式的 综采设备开采,在2006年2月创出月产50万 t的全省记录。 在2006年创年产600万t的全 省纪录。 同时解决了个别煤层因顶板破碎 而冒顶的难题。 3对于煤层块段储量不大,地质条件 复杂,工作面搬家次数较多的工作面易采 用普通机械化采煤方法。 如徐矿集团庞庄 矿进入后期开采,工作面搬家次数较多,基 本采用普通机械化采煤方法。 4对边角煤层块段,地质构造区域内 的煤柱,在保证安全、 回收资源的前提下只 能采用炮采方式。 4 结束语 煤矿开采技术随着煤层赋存条件的不 同而有很大的差异。 我国煤层赋存条件多 种多样,目前国有重点煤矿缓斜、 倾斜和急 斜煤层可采储量分别占86.3,10.1和3. 6;这些特点决定了我国采煤方法必然是 多种多样的。 试论如何选择采煤方法 刘世 忠 皖北煤电恒源集团公司刘桥一矿 安徽淮北 235100 摘 要采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。 该文介绍了采煤技术的发展、 采煤工作的现状及目前采煤工作 中存在的问题;对单一走向长壁采煤法,采煤工艺、 倾斜长壁采煤法以及放顶煤采煤技术进行了论述;提出了采煤方法的选择原则以 及具体 措施。 关键词采煤方法 综采 放顶煤 万方数据