摘要:在矿井采煤作业中,采煤技术的选用会对整体采煤效率产生一定影响。由于矿井长距离工作面采煤技术的应用优势较为明显,因此可以将这种技术应用在实际的采煤工作中,帮助煤矿企业在单位时间内获得更多的经济利润。本文从回采工作面长度对采煤效率的影响入手,对矿井长距离工作面采煤技术进行分析和研究。
关键词:矿井;长距离工作面;采煤技术
一、影响工作面长度的因素
1.1地质因素
(1)地质构造
地质构造是影响煤炭开采作业的重要因素,因此矿井采煤常常伴有安全隐患。回采工作面长度也受着地质灾害的干扰和限制。其中,最主要的是断层和褶皱这两种地质构造,一些比较大的断层构造和褶皱的边缘,常常被规定做工作面的边界。因此,这两种地质构造往往会使工作面的长度无法延长一些小的断层构造,还经常会打乱工作面的正常规律,影响机械的正常采煤进程。一般来说,此断层在工作面里的差值在1.5m-5.0m之间,会很不利于回采工作的完成,超出1.5m的时候,会干扰非综采工作面的布置。
(2)煤层厚度
在采矿的过程中,煤层的厚度较小的情况下,工作面的开采高度一般都低于1.3m。这样一来,工作面控制顶部的范围以及两边的工作区域比较狭窄,不利于开采工作的进行以及人们的通过。此时,工作面长度不应该太长:反之,当煤层厚度大的时候,开采高度高于2.5m,对非综采工作面的支持和保护工作都十分不便利,开采难度比较大。
(3)煤层倾斜度
煤层的倾斜角度,也会在不同程度上干扰工作面的长度,而且还会在采取何种采煤方式的问题上带来困扰。一般来说,煤层的倾斜程度小,对工作面的长度限制的程度也就比较小,如果煤层的倾斜度达不到100的时候,工作面的长度可以适量的增加:煤层倾斜度在10-250这一范围内的时候,采用一般的工作面长度:煤层倾斜度在25-550这一范围内,工作面长度竖直方向上的工程量加大,此时工作面不应该太长:当煤层的倾斜度超出550的时候,工作面的长度则要小于100m。
(4)围岩因素
围岩性质对工作面长度的影响主要是顶、底板,另外煤层自身的软硬程度对工作面长度也有一定的影响通常伪顶过厚(厚度大于1.0m)和顶板过于破碎或坚硬条件下的工作面回采-由于支护工作量大复杂,支护难度较大．此时工作面不宜布置过长:“三软”煤层工作面底软、支护易扎底、顶底板移近量大,加之煤软,极易片帮,因而生产管理极其困难,这样的工作面也不宜过长。
(5)瓦斯含量
瓦斯的多少同样也会制约工作长度的布置,工作面的长度布置一般会被通风的情况影响,瓦斯的成分比较少的煤层,受其影响力可以忽略不计;反之,瓦斯成分比较大的煤层,由于煤炭的开采量比较大,需要有很充足的通风条件。瓦斯含量高,通风量不足,会导致很严重的后果。因此,瓦斯的含量制约着工作长度的布置。
1.2技术因素
(1)回采工艺的选择
工作面采用的回采工艺不同,对确定工作面长度有明显的影响。掩护支架工作面由于其回采工艺本身要求其出煤由下至上通过面向溜槽自溜运输,这就从客观上限制了工作面的长度不宜过长,高档普采工作面,为了充分发挥采煤机组的效能,实现工作面的高产高效,在同样的条件下工作面长度应比炮采长,简易支架放顶煤工作面,由于其开采煤层较厚,工艺上存在采、放煤,工作面生产能力大,因而在通常情况下,其面长应比普通炮采工作面长度要短些。
(2)装备的选择
不同的采煤方法,其支护和运输系统均不相同。装备对工作面长度的影响主要表现在工作面设备运输能力和有效铺设长度掩护支架工作面,由于煤炭自溜而受工作面装备条件影响甚微,但要保证运输设备出煤能力必须与工作面生产能力相匹配,综采(放)工作面,大多数采用500KV~或630KW以上功率的输送机目前,我国已独立研制了新一代大功率、大运输量,长距离,高可靠性超重型工作面成套设备。随着煤炭市场经济运行形势的进一步好转和机械工业的不断发展,建设安全、优质高产高效矿井和工作面是形势所需,其要求综采(放)工作面“三机”设备必须向高层次发展,根据我国现阶段工作面生产能力,加之考虑到井下工作面生产条件和作业环境,各种型号输送机的有效长度按其最大铺设长度的75％计,以便能充分发挥设备效能,达到提高单产的目的。
(3)现场管理水平
煤炭生产企业安全为天,加强技术管理则又是实现煤矿安全生产的前提煤矿事故,特别是重大恶性事故的发生,有相当一部分是由于技术管理不到位或出现漏洞而造成的。因为技术管理具有超前性,规划性和指导性的特点,因此,加强技术管理,提高技术管理水平是实现安全生产的前提。管理工作水平的高低,对确定工作面长度的影响很大,如技术管理水平较高,具有能确保工作面的规格质量和设备正常运转,并对因地质条件局部变化出现的困难,能迅速采取措施进行正常回采。工作面长度宜取长些,否则应取短些从生产管理来看,短工作面易于管理,这是由于地质变化小,顶板管理相对简单,工作面容易做到“三直两平”,机电事故也少。对于初采初放用新的采煤方法矿井,由于受技术管理水平和设备操作熟练程度等因素的制约,工作面长度宜短些。
1.3经济因素
在煤矿实际工作中,人们多以地质和技术因素来确定工作面长度,但在一定装备和地质条件下,可以通过理论分析和计算,同样可以得到一个最优工作面长度范围。通常按产量和效率最高法(简称“双高法”)确定工作面合理长度区间,再进行工作面成本最低法(简称“一低法”)的分析计算,得出最佳的工作面长度。
二、推广前景
回采工作面长度的选择不仅要考虑地质和技术要素,还要进行经济要素的分析计算,寻求出技术上可行,经济上合理,又适合矿井具体条件的最佳工作面长度,提高矿井技术经济效益。回采工作面长度与工作面产量和回采工效的关系并非线性增加,其增幅随面长的加大而逐渐减少:回采工效则随面长增加而呈先减升后降低的趋势,其间有一个最优值区间。假如生产系统如通风、人员和材料运送、煤炭运送和巷道维护等方面都能满足工作面生产能力的需要,采用高生产能力、高可靠性、大功率的采煤机及工作面输送机,加之良好的工作面支护系统:走向长壁工作面最优长度可达180-10m。
三、核定工作面长度的分析
根据理论分析,并结合平时的生产实践以及高产高效工作面实例,在充分地调研认证的基础上,初步提出了回坡底矿回采工作面长度的合理范围。
结论
相对于其他技术而言,矿井长距离工作面采煤技术的应用优势主要表现在采煤效率和采煤量稳定性方面。结合我国煤矿企业的实际井下作业经验可知,矿井工作面距离的控制难度较高。在实际的井下作业环境中:管理水平、所选用回采工艺类型、井下作业环境中的瓦斯含量等因素,都会从一定程度上影响工作面距离。因此,为了保证矿井长距离工作面采煤技术的有效推广应用,煤矿企业需要在充分分析自身技术水平、施工现场条件的基础上,实现矿井长距离工作面采煤技术的应用目的。
参考文献:
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