煤礦采煤方法合理優(yōu)化及實(shí)踐

應用技術(shù)|EChina Science and Technology Review煤礦采煤方法合理優(yōu)化及實(shí)踐吳芝林(張家口蔚縣煤炭工業(yè)安全管理局技術(shù)科075700)[摘要]目前國內一些中小煤礦因管理水平等因素,一直維持簡(jiǎn)單再生產(chǎn),采用落后的房柱式采煤方法,并下裝備簡(jiǎn)陋,安全條件差,資源回收率低。為了合理開(kāi)發(fā)煤炭資源,提高礦井資源回收率,采煤方法合理優(yōu)化,保證礦井安全生產(chǎn),提高礦井經(jīng)濟效益,對采煤方法改革勢在必行。[關(guān)鍵詞]煤礦,采煤方法,經(jīng)濟行中圖分類(lèi)號:TD82文獻標識碼:A 文章編號 :1009 -914X(2009)5(b) -0110 -01一、采煤方法優(yōu)化的定義開(kāi)采后條帶煤柱應有足夠的強度和穩定性，能長(cháng)期、有效地支撐上點(diǎn)是地下作業(yè)。采用礦井開(kāi)采時(shí),要開(kāi)鑿井覆巖層,從而達到減少地表移動(dòng)和變形的目的。條帶的開(kāi)采寬度,其尺筒通至地下,掘進(jìn)巷道，布置采區(盤(pán)區)和采煤工作面,進(jìn)行采煤,采掘寸應限制在不使地表出現明顯的波浪狀下沉盆地,而是僅出現單-平緩工作面要及時(shí)支護,采煤后的采空區應進(jìn)行處理,采出的煤、研要運輸并的下沉盆地范圍內。提升到地面。因此，煤礦地下開(kāi)采的生產(chǎn)環(huán)節多，工序復雜，要以開(kāi)采為2、采留比的確定方法中心,搞好掘進(jìn)、運輸、提升、通風(fēng)、排水、動(dòng)力供應、通訊、地面布置及生采出寬度b的確定。采出寬度一般根據實(shí)踐確定 ,參考國內外開(kāi)采產(chǎn)系統等的配合,搞好生產(chǎn)方法及組織管理。經(jīng)驗,采寬b可按(1/4- 1/8)選取。采煤方法優(yōu)化的含義就是在所在礦區采用或引進(jìn)新的采煤方法或保留條帶寬度a的確定。在一-定的采寬條件下,無(wú)限制地加大a,也裝備,對礦井的相關(guān)生產(chǎn)系統進(jìn)行優(yōu)化改造,對相關(guān)生產(chǎn)組織制度和作會(huì )使地表出現多個(gè)下沉盆地，因此a值應通過(guò)計算,而不能隨意確定。業(yè)方式進(jìn)行變革,從而達到提高生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益和安全水平的目的。煤柱強度不僅與煤柱試塊的單軸強度、煤柱長(cháng)度、寬度和高度有關(guān)，二、采煤方法設計準則還與煤柱弱面頂底板巖性和煤柱側應力等圍巖體系有密切關(guān)系。在一在選擇煤層下開(kāi)采方法時(shí)，首先應考慮下列技術(shù)原則:般條件下,條帶煤柱的強度計算,推薦采用Wilson 方法。Wilson 通過(guò)對采動(dòng)影響的特征與程度。根據采動(dòng)影響理論的研究成果,采動(dòng)影響煤柱加載試驗,發(fā)現在加載過(guò)程中煤柱的應力是變化的,從煤柱應力峰的主要特征是地表移動(dòng)與變形,設計煤層下采煤方法時(shí)，應考慮地表移值到煤柱邊界這一區段,煤體應力超過(guò)屈服點(diǎn),稱(chēng)這區域為屈服區,其寬動(dòng)與變形的特征與程度，在采深較小及急傾斜煤層時(shí),還應考慮“上三度為Y ,邊界峰值內的煤體變形較小,應力沒(méi)有超過(guò)屈服點(diǎn),大致符合彈帶”的特征與程度。性法則,稱(chēng)這區域為煤柱核區,寬度用S表示。實(shí)驗證明，屈服區寬度與資源回收率。為了減少采動(dòng)有害影響,實(shí)現煤層下采煤,有時(shí)需要開(kāi)采深度H和開(kāi)采厚度M有關(guān)。條帶煤柱的留寬。滿(mǎn)足下列關(guān)系:采取降低回采率的開(kāi)采措施。因此，如何處理資源回收率問(wèn)題，是選擇采煤方法的主要原則。Y =0.00SMH三、煤礦采煤方法合理優(yōu)化式中,S:核區寬度(m)Y:屈服區寬度( m)法，只要具有合適的覆巖結構、選準離層帶的位置、掌握好隨工作面推進(jìn)保留的條帶長(cháng)煤柱是沿走向或傾向所留設的完整煤柱,當保留條帶離層發(fā)生、發(fā)展及閉合的動(dòng)態(tài)時(shí)空規律,也可取得良好的效果,但這種方煤柱寬度a>0. 01MH時(shí),煤柱承受荷載的計算公式:法充填量大、充填水體進(jìn)入裂隙帶后可形成事故隱患。協(xié)調開(kāi)采是利用極限荷載:網(wǎng)個(gè)煤層或分層同時(shí)開(kāi)采所產(chǎn)生的地表移動(dòng)和變形相互抵消的原理來(lái)長(cháng)煤柱P =40RH (a-4.92MH x 10-4)達到減少開(kāi)采對地表的影響。實(shí)際承受荷載:.(-)離層注漿長(cháng)煤柱P2 =10 R[ Ha+ b/2(2H- b/0.6)]1、離層帶充填技術(shù)簡(jiǎn)述式中,P :保留煤柱能承受的極限荷載( KN/m)離層帶注漿減緩地表沉降技術(shù)是通過(guò)地面鉆向采空區上方覆巖中P2:保留煤是荷載值( KN/m)的離層帶高壓注入液體充填材料以達到控制覆巖下沉為途徑,最終實(shí)現M:煤層采厚(m)控制地表沉降的目的。充填漿液在離層空間中的作用主要是,充填離層R:上覆巖層平均容重( KN/m3 )空間控制覆F沉，充填液體脫水后能形成足夠強度的“似巖體”支撐保留煤柱應有足夠的強度,其安全系數K必須滿(mǎn)足K=P,/P2>1。上覆巖體。離層帶注漿與采空區充填方法不同,它不在井下施工,對現我們在實(shí)例部分設計條帶開(kāi)采參數時(shí)，就是通過(guò)對具體的地質(zhì)、采有的生產(chǎn)系統無(wú)干擾，設備比較簡(jiǎn)單投資也少，噸煤成本僅增加不超過(guò)礦條件分析,按照上述原則進(jìn)行的,最終得到的是采出率高、煤柱穩定、2元。充填效果也非常明顯,煤炭的回收率很高。地表移動(dòng)變形小的優(yōu)化方案。實(shí)施離層 充填技術(shù)的關(guān)鍵是創(chuàng )造有離層存在的條件,控制采空區尺3、條帶開(kāi)采地表移動(dòng)和變形預測寸,使之不能達到充分采動(dòng),也即要準確確定可充填離層帶位置。開(kāi)采根據實(shí)測資料可得,條帶開(kāi)采的地表移動(dòng)和變形規律與正規工作面尺寸是與離層分布規律密切相關(guān)的主要因素,在一定采深條件 下開(kāi)采尺回采相似,條帶開(kāi)采的地表移動(dòng)和變形可用概率積分法求解,但它的下寸直接決定于覆巖中拱梁平衡結構的形成，覆巖中達到極限拱時(shí)的最大沉系數、主要影響角正切、水平移動(dòng)系數比正規工作面回采的小。開(kāi)采尺寸為形成離層空間的最佳開(kāi)采尺寸,開(kāi)采尺寸直接限定離層分布四、煤礦采煤方法合理優(yōu)化實(shí)踐的評價(jià)范圍,隨工作面的推進(jìn),離層發(fā)展高度增加,并趨于定值，當工作面推進(jìn)條帶 開(kāi)采法是-一種局部開(kāi)采方法,它將開(kāi)采區段劃分為比較規則的距離超過(guò)0.85倍的開(kāi)采尺寸時(shí)達到充分采動(dòng),這時(shí)覆巖中的拱梁平衡條帶形狀,采- -條,留一條,留下的條帶煤柱能夠充分支撐上覆巖層的載結構遭到嚴重破壞,離層消失,此時(shí)地表將大幅度下沉。荷,在整個(gè)開(kāi)采條帶采完后,地表形成- -個(gè)單- - 均勻的下沉盆地,產(chǎn)生微2離層注漿的效果實(shí)踐小的移動(dòng)和變形,該方法與全部開(kāi)采方法相比,回采率較低,但能有效控1991年10月,離層充填技術(shù)被引入大屯煤電公司徐莊礦,并于制地表的沉陷實(shí)現煤層下安全開(kāi)采。條帶開(kāi)采法不需要額外的設備投1992年3月在該礦的7215工作面進(jìn)行試驗,該工作面走向長(cháng)960m,傾斜長(cháng)110m,煤厚4.83m, 分層開(kāi)采,煤層傾角為20° -23。,平均采深對于煤層下開(kāi)采,有時(shí)采用一種方法達不到理想效果時(shí),可以輔用529m,采用走向長(cháng)壁開(kāi)采，冒落法管理頂板。通過(guò)地表觀(guān)測結果,采用其它方法,各種方法相互配合,達到減小地表移動(dòng)和變形的目的。離層充填技術(shù)后,地表最大下沉減少了34% ,地表下沉速度也減少了.參考文獻:43% ,表明對地表建筑設施起到了較好的保護作用。1.地方小型煤礦采煤方法改革探討豐尚奇山西煤炭2008/04(二)條帶開(kāi)采.西山斜溝煤礦特厚煤層采煤方法探討宋偉陜西煤炭2008/06條帶開(kāi)采法是一-種特殊的開(kāi)采方法,將被開(kāi)采的煤層劃分為比較正3.河西煤礦采中國煤化工西煤炭科技200規的條帶形狀,采- - 條(采寬b),留一- 條(留寬a) ,使留下的條帶煤柱足4. 寶雨山煤法周英煤炭工程以支撐上覆巖層的重量,而地表只產(chǎn)生較小的移動(dòng)和變形。2004/09YHCNMH G1、條帶開(kāi)采設計原則110|科技博覽