煤矿综采技术在厚煤层开采中的应用

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:郝慧强
[导读] 摘要:我国绝大多数煤矿仍采用传统的留煤柱护巷方式,但大多数煤柱留设不大合理,造成了相当一部分煤炭资源浪费。
        黑龙江省龙煤矿业有限公司鹤岗兴安煤矿  黑龙江鹤岗  154100
        摘要:我国绝大多数煤矿仍采用传统的留煤柱护巷方式,但大多数煤柱留设不大合理,造成了相当一部分煤炭资源浪费。在开采过程中,由于煤柱尺寸留设的不科学而引起的巷道围岩变形十分严重,造成了巷道维护困难,巷道返修率高等问题,给采场工作面正常开采带来很大阻碍。
        关键词:煤矿综采技术;厚煤层开采;应用
        引言
        就煤矿开采工作而言,其属于应用广泛与难度较高的工程,需要在不同地质环境中开展煤矿作业,对此要想促进煤矿开采效率的提升,就需要对现有技术予以全面的研究,进而在优化的基础上,促进开采水平的不断提升。而厚煤层开采作业在开采技术和工艺方面的要求更高,为了能够提升开采效率,我们就需要将综采技术应用到厚煤层之中,增强开采水平。
        1煤矿综采技术特点
        防治煤壁剥落的综合技术已经克服了地层控制,高效率和高回收率的顶煤崩落的困难,并且能够在大型采矿的单个放顶煤工作面实现>1000万吨的生产率。超厚煤层的高度。液压支架具有5.2m的支撑高度和抗岩爆能力,采煤机具有高可靠性,后面有大功率的刮板输送机,以及大负荷和长距离的前门带式输送机,提高了煤层设备可靠性的关键技术,克服了在超厚煤层中设置采煤高度大的采煤顶板的挑战,符合超厚煤层大断面巷道的变形特征。
        2存在的不足
        2.1缺乏对厚煤层情况的了解
        在进行煤矿开采的过程中,环境一般比较复杂,涉及多个环节和步骤。在开采厚煤层的过程中,由于不同环节地质因素和环境因素的制约,厚煤层的煤炭开采仍有很大的难度以及不确定性,是需要攻克的问题之一。对这个问题进行解决,需要对先进的科学技术手段进行有效的应用,从而对煤矿的效益进行提升。在实际厚煤层开采的过程中,相关的工作人员不能对厚煤层的情况进行有效的了解,从而导致不能够相关的影响因素进行分析研究,不能选择合适的方式进行厚煤层的开采工作,从而导致厚煤层的开采效果不是很好,挖掘的质量也有待完善。
        2.2粉尘问题
        综采放顶煤开采技术有效应用大幅提高了煤矿产量,同时也带来了较为严重的粉尘问题,严重影响工作人员与周边居民的健康。相较与一般的煤矿开采技术,综采放顶煤开采技术应用在移驾与落煤过程中也会产生大量粉尘。顶板操作过程中会产生粉尘,尤其是顶板破碎会使粉尘量数倍增加。此外没采煤机在开采过程中也会造成大量粉尘,而且即便是对破碎机采取的密封防尘处理,综采工作面产生的粉尘依然较多。
        3煤矿综采技术在厚煤层开采中的应用
        3.1分层综采技术
        分层综采技术是现阶段我国应用较为成熟的开采技术之一,该技术主要针对较深煤层。分层综采技术顾名思义,是对目标煤层进行进一步的细化分层,根据煤层的实际测量厚度分为2-3层,并基于各煤层特点采用差异化的方式进行分层开采。分层开采中各个煤层工作面的推进方式都沿走向方式进行推进,在每个带开采煤矿分层内进行回采工作面建设以及分层平巷建设。采区港道采用翼形建筑工艺,根据实际情况选择单翼或双翼工具。区段高度范围一般在15m-30m以内。同时工作面的长度应参照煤层的水平厚度进行设定。在分层巷的施工中,应注意应根据煤层的水平厚度,选择分层巷设置的具体位置,如煤层的水平厚度处于8m以上时,在该分层的底板位置设分层巷最为合理,如低于8m时则应在顶板处也开掘一条分层巷进行协同施工。在低于8m煤层进行双分层巷施工时,两条分层巷之间要设立对应的连接煤门,同时应注意两条分层巷之间的最小间距应大于15m。


        3.2应用顶煤弱化技术
        顶煤属于厚煤层开采作业之中的重要技术,其可以促进煤矿开采作业回采率的提升,并实现煤矿资源的全厚开采,让煤矿损耗能够得到有效的降低,避免资源浪费的情况。要想促进工作效率的提升,在放顶煤时,需对顶煤开展弱化处理,此项技术被称之为顶煤弱化,即在实际开采时,首先结合顶煤特点以及基本规律,在未出现支撑压力前,通过正确的爆破技术将煤矿顶煤结构进行破坏,使之力学性质发生改变,进而弱化结构强度。如此一来,顶煤层结构强度就会下降,同时爆破形成的应力在顶煤层之中的传递范围就可以进一步的扩大,进而促进放顶煤工作效率的全面提升。但需要注意的是,将顶煤弱化技术应用于厚煤层开采作业之中,并不是让所有顶煤层都弱化,而是弱化一部分,作用在顶煤的破碎程度需要符合放顶煤的相关条件。因此,运用此技术的过程中,还需要考虑到岩体应力,以便于实现厚煤层在开采方面的最佳效果。
        3.3加强仰采顶板控制
        综采仰采主要针对的是煤层赋存倾角大条件下的开采,工作面推进过程中基本是仰视角,顶板会产生指向采空区的分力,在这个沿层的分力作用下,就有可能出现煤壁片帮;顶板悬臂岩层有可能会朝向采空区发生滑动;顶板有可能出现裂缝,也有可能破碎。如果大量顶板岩石向采空区移动,就会发生安全事故,因而需要制订仰采方案来提前控制煤壁片帮及顶板漏顶。a)调整开采作用面的伪倾斜,减小地质岩石构造与作业面之间的夹角,避免大面积裸露,减少顶板破碎区域的揭露时间以及因预应力过于集中而造成的漏顶事故。b)加强对煤壁片帮的控制。煤壁片帮会使得顶板失去竖向支撑力,整个顶板压力前移,压力不对称会导致顶板压力集中区断裂,发生顶板漏顶事故。当仰采坡度大于15°时,采高要控制在4.0~4.2m之间;当顶板破碎时,采高应该控制在3.5~3.8m之间。同时,采煤机械割煤时必须采用机械遥控,操控人员要远离滚筒3m以上,防止割下来的煤块滚落砸伤人。
        3.4减沉注浆工艺技术
        对地下煤层进行开采时,岩层结构经常会产生沉离带与冒落带,当煤矿开采作业完成后,会对原始平衡造成影响。通过对沉注浆技术的正确运用,能够发挥出压实以及支撑的作用,可以对阻挡向上发展的岩层,进而让岩层对地表产生的影响得到降低。其次,在厚煤层地面钻孔中运用此技术,可让岩层高压顺利的注入到混合浆液之中,通过水的作用把填充物传递到空洞之中,再输送到隔离层填充移动岩层,如此一来便能够实现填充物的沉淀,优化填充物体积和密度,彰显出减沉注浆技术支撑厚煤层的作用。
        3.5大采高综采技术
        大采高综采技术与前文所述机械化采煤工艺相比具有较高的技术领先性。首先该采煤工艺具机械化程度更高,对各类巷道需要较低,一般简单巷道足以满足机械设备的开采需求,同事高度机械化的生产流程,让高综采技术具有更强的生产能力,同时受机械设备工作能力决定,大采高总裁技术具有开采环境要求较低,吨煤成本低、工序简单、回采功效高等诸多优势。但受工艺特点决定,大采高综采技术在开采过程中,工作面高度远超其他采煤工艺,对煤矿覆盖岩层的破坏度较高,因此工作面需要极高的支护强度,支架周围岩石系统的稳定性较低,容易发生坍塌事故。
        结束语
        综上所述,现阶段厚煤层开采中,应用煤矿综采技术仍然存在一定的不足。因此在具体的厚煤层开采的过程中,相关的工作人员仍要结合不同综采设备的特点,以及实际的情况,选择合适的开采技术,最终对厚煤层开采效果进行有效的提升,同时降低对环境造成的影响。
        参考文献
        [1]姚钊.煤矿综采技术在厚煤层开采中的应用[J].建筑工程技术与设计,2018(26):3084.
        [2]董江.煤矿综采技术在厚煤层开采中的应用探讨[J].能源与节能,2018(7):42-43.
        [3]卢红岩.综放综采混合开采技术在煤矿开采中的应用分析[J].科技风,2016(19):83-84.
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