基于厚煤层大采高开采技术分析

基于厚煤层大采高开采技术分析

某矿井采矿地质条件

某矿井工作面每煤层在178~328m,整个煤层呈单斜构造,走向为279°~348°,斜角为7°~9°,煤层厚6.38~6.97m。经过一系列开采后发现,该煤层厚度稳定,可采性好。厚煤层开采过程中经常出现资源浪费等问题,为了提高生产效益,确保生产活动安全,必须采用合适的开采技术和工艺。

开采方法分析与确定

经过几十年的发展,我国出现了多种煤炭开采技术,但采用何种开采技术才能减少资源浪费、提高生产效益并确保生产活动安全成了一个重要问题,综合分析了国内常用的几种开采技术的优劣势,以期达到预期效果。目前,国内一些大中型煤坑一般采用斜角分层、放顶煤开采工艺,很少采用成套设备进行大采高工艺技术,为此,应重点分析大采高、放顶煤和分层开采等三种采煤工艺技术,以期找到最适合该矿井采矿地质条件的开采技术。分层开采工艺是当前国内大中型矿井常用的采煤技术,并在长期工作过程中积累了丰富的经验,工艺水平已经发展到了一定的水平。尽管如此,由于这种采煤工艺采准巷道系统复杂,巷道掘进效率低,导致巷道维护与掘进的费用高,加上特厚煤层单产低、效率低,该矿井的开矿条件并不适合采用这种方法。放顶煤开采工艺起源于二十世纪六七十年代,由于受到某些因素限制,该开采工艺目前已经很少使用,如适合应用此种开采工艺的煤层少、回采效率低、易自然发火等,因而此种开采工艺也不适合。根据该矿井的开矿条件,采用大采高技术能够取得好的经济效益,但要在项目初期投入大量的进口设备,投入较高。正是因为庞大的投资限制,大采高厚煤层开采工艺在我国并没有得到广泛应用和发展,但只要解决好大采高配套和回采工艺方面的技术难点,就可以有效提高我国厚煤层开采的安全生产水平和资源回收率。

大采高综合工艺方式的确定

确定大采高综合工艺方式并不是一个简单的过程。首先,要要确定采煤机、支架移架和刮板输送机推移等速度是否处于正常工作状态,然后根据相关情况分析工作面主要事故可能分布的位置。之后,需要确定开采工艺的各种开采参数,并结合参数确定设备的日工作量,即工作面采用双向割煤,日进6刀,日产量6498t。

大采高厚煤层在我国的应用与发展研究

大采高厚煤层开采技术的应用,虽有效提高了安全生产工艺技术的水平和资源回收的效率,但是由于工作系统大多采用进口的设备,需要较高的资本投入。也正是由于这个原因,国内一些矿井生产企业并不中意这种开采技术,制约了大采高厚煤层开采技术在我国的广泛应用与发展。为了使大采高厚煤层开采工艺在我国得到持续推广,应积极研究并探索应用国产设备进行大采高综采面生产的可行性。为了研究这种可行性,对一般覆岩活动规律进行了模拟分析。根据模拟结果得到了煤层工作面初次、周期来压时的矿压显现的基本规律,即初次来压时步距在50m左右,周期来压时步距大于15m。工作面推进过程中,煤层上方的土层能够基本形成具有一定承载力的岩层结构,一定程度对上覆岩层起到了控制的效果,由此证明国产设备对上覆岩层的运动有着良好的适应性。为了进一步确定这一结果的正确性,进行了工业性实验。实验过程中,初期来压时步距在50m,周期来压时步距在16m。初次来压时,采场顶板下沉部分越来越大,为了保证其稳定性,需要结合现有支护技术控制定顶板下沉对采场的影响,避免出现冒顶、突水等事故。由于周期来压时顶板所承受的强度会越来越大,支护所承载的荷载也会越来越大,因此应适当减少支架的工作阻力,以确保支护装置的良好性。由此可见,分析总结到采用国产设备进行厚煤层大采高工艺施工,可以节约投资成本,简化生产环节,为其在我国的广泛应用奠定了坚实基础。

结论

大采高厚煤层采煤工艺技术有着生产安全性高、资源回收率高等优势,为了克服其投资成本高的缺陷,应切实研究如何应用国产设备达到采用进口设备的生产效果,只有这样,才能使其在我国得到广泛应用,为我国煤矿开采产业所服务。

本文作者:李伟山 单位:龙煤集团 鹤岗分公司 兴安煤矿安装区