采矿新技术在近距离下层煤开采中的运用.pdf
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1、24/矿业装备 MINING EQUIPMENT工 艺0 引言在煤矿开采中,受采煤技术、地质水文条件等各方面因素的影响,存在着一定的资源浪费问题和生产安全问题。新的发展环境下,社会对于煤炭资源的需求量不断增长,而煤炭的开采也逐渐进入到了深层化阶段,开采难度大大增加,面对的地质条件也更加复杂,传统开采技术暴露出的问题越来越多,需要借助采矿新技术来提高开采作业的效率。1 近距离煤层开采特点近距离煤层指煤层群的层间距离相对较小,在进行开采时,上下煤层之间容易产生相互影响,开采难度较大。对于近距离下层煤而言,因为受到上部煤层开采的影响,煤层顶板会受到破坏,顶板结构的变化使得其开采工作变得越发复杂。相比
2、一般的煤层,近距离下层煤开采中,支架与顶板之间的控制关系、回采巷道的支护方式以及安全防护措施等都会有所差异,尤其是在使用长壁式采煤法对煤层进行开采的情况下,受上层煤开采的影响,下层煤的工作面以及巷道顶板容易出现破坏,从而引发冒顶、漏顶等问题,影响矿井的生产安全1。常规开采中,对于近距离煤层的开采,通常都会选择以下三种开采方法:第一,单一煤层分层开采,先完成一层煤层的开采工作,然后对其他煤层进行开采。但是这样的开采方式存在一个很大的问题,就是成本偏高,不单单是设备的维护成本,还包括了巷道的掘进成本,而且上一煤层的开采率相对较低,并不能解决煤矿接续紧张的问题。第二,次采全高开采,将上下两个煤层当成
3、一个煤层同时开采,开采工艺相对简单,煤炭产量可以得到保障,而且回采率较高。不过,开采过程的消耗巨大,开采出的原煤中混杂有大量的岩石,导致了运输成本的提高,采空面的回填也比较复杂。第三,联合准备开采,在需要对近距离煤层进行开采时,做好相应的准备工作,确保能够在同一时间完成开采工作面的布置,考虑安全问题的前提下,实现错距同时推进,以此来实现开采效率和开采效果的提高。2 近距离下层煤开采中的采矿新技术煤矿开采本身有着极高的危险性,而传统人力开采的方式会导致危险性的增大。对于近距离煤层的开采而言,其下部煤层在开采之前,已经受到了上部煤层开采的影响,顶板出现了不同程度的损伤,而且上层煤开采后残留的煤柱会
4、导致底板压力的过度集中,引发下层煤顶板结构及应力条件的变化,进一步增大了开采的难度2。基于此,在下层煤开采中应用采矿新技术也就显得十分必要。现阶段,近距离下层煤开采中的采矿新技术包括以下几个方面。2.1 硬顶板/硬顶煤技术硬顶板技术是一种基于埋深控制和低压控制的开采技术,其基本原理是借助岩层定向水力压裂作用以及倾采矿新技术在近距离下层煤开采中的运用赵丙珍(山西铺龙湾煤业有限公司,山西大同 037104)摘要:以科学技术的飞速发展为依托,越来越多的采矿技术得以涌现,例如在近距离下层煤的开采中,也提出了一些新的采矿技术。从这些技术应用实例中,可以看出在合理应用采矿新技术的情况下,下层煤开采的效率提
5、高,挖掘量减少,巷道的支护成本降低,同时也能够在很大程度上保障生产的安全性,因而这些技术具有良好的社会效益和经济效益。关键词:近距离下层煤;采矿新技术;应用实例2023.7 矿业装备/25斜顶板作用来对煤层进行开采,可以实现“随时随采随冒”。硬顶煤技术包含了多种不同的技术形式,如高压注水压裂技术、顶煤深孔爆破技术等,以先进的技术为支撑,可以切实保障煤矿开采作业的安全性,促进开采效率的提高。2.2 深层井开采技术深层井开采技术可以有效避免煤层冲击地压以及瓦斯等问题,而在对技术进行应用时,应该关注几个方面的问题:第一,应该做好对于深井场地周边环境的全面检测。第二,对围岩状态进行分析,确定好应力场的
6、分布情况。第三,做好深井开采环节的热害处理,配合冲击地压防治技术、深井巷道掘进技术等,保障深井开采技术的应用效果3。2.3 伪倾斜柔性掩护支架技术通过对工作面倾斜角度的调节,实现近距离下层煤开采的技术应用简单,不过也存在着开采工作面长、掘进速度缓慢的问题。因此,在实际应用中,需要做好工作面与采空面的隔离,营造出良好的工作环境,降低作业人员的工作量。该技术的应用与煤层倾斜角度存在密切关联,如果煤层本身的坡度较小,稳定性好,则采煤工作会变得比较简单。在进行回采的过程中,需要连接支架,对不需要设置支架的区域及时进行处理,为后续的开采作业提供良好支撑。2.4 炮采放顶采煤技术炮采放顶采煤技术在实际应用
7、中可以分为三种。2.4.1 型钢梁放顶采煤技术该技术基本原理是利用型钢梁和液压单柱,来实现对于顶煤的有效支护,一般被应用在煤层结构稳定欠缺,又或者机械设备安装困难的区域。技术本身对于设备的要求不高,也能实现与人工作业的灵活搭配,避免资源浪费问题。不过技术的操作存在一定的复杂性,要求作业人员具备良好的协作能力4。2.4.2 滑移支架放顶采煤技术该技术基本原理是利用前后梁配合弹簧钢进行房顶支护,在梁体上安装有尾梁和挑梁,安装手段灵活,可以实现自由移动,拆卸快捷,能够显著降低采煤成本。当然,该技术在实际应用中,也存在着支撑力相对较小、设备稳定性无法保障等问题,需要技术人员做好研究和改进工作。2.4.
8、3 小阶段爆破落煤采煤技术该技术基本原理是将区段内的煤体分成多个小型区段进行开采,开采过程具有无人员、无支护、无设备的特点。小阶段爆破落煤采煤法适用于开采倾角超过 40,厚度在 3.57.5m,同时顶板和底板不容易发生滑落的不规则煤层,要求煤层中瓦斯的含量较低。对比其他开采技术,小阶段爆破落煤采煤技术的特点包括:安全性好、工效高、回采工艺简单、不过回采率相对较低、通风系统复杂、通风流的分配难度较大。在实际操作中,可以使用煤电钻,在小平巷内打眼爆破,每个区段的炮眼都需要一次打眼一次起爆。顶板方面应该沿回采工作面推进方向,每隔 30m 留出 5m 切顶煤柱,平巷与回风平巷内做好 20m 超前支护。
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