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        綜采放頂煤開采技術(shù)發(fā)展分析及實(shí)施要點(diǎn)探析

        2019-07-22 01:39:34翟戈馮冉
        山東工業(yè)技術(shù) 2019年19期
        關(guān)鍵詞:技術(shù)要點(diǎn)

        翟戈 馮冉

        摘 要:為提高綜采放頂煤開采技術(shù)應(yīng)用效益,進(jìn)一步提高煤炭資源回收率,本文基于綜采放頂煤開采技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀,分析了實(shí)施綜采放頂煤開采技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn),并提出了一系列提高綜采放頂煤開采技術(shù)煤炭資源回收率的技術(shù)措施,以期有助于綜采放頂煤開采技術(shù)的進(jìn)一步推廣與應(yīng)用,為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

        關(guān)鍵詞:綜采放頂煤;技術(shù)要點(diǎn);資源回收率;安保措施

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.074

        1 綜采放頂煤開采技術(shù)分析

        1.1 頂煤冒放性的評價(jià)方法

        在頂煤開采的過程中,頂煤所具有的冒放性發(fā)揮著十分重要的影響,該因素決定了煤炭的回收率。針對冒放性的評價(jià),我國很多科研人員都提出了相應(yīng)的方法,就影響因素來講,首先對其量化處理,然后進(jìn)行回歸,之后再計(jì)算相應(yīng)的冒放性;通過模糊聚類法來計(jì)算冒放性。在開采的場所中,其最常見的方法就是加權(quán)模糊推理。它是通過對煤層的開采及地質(zhì)的條件進(jìn)行系統(tǒng)的評估,但沒有考慮其他的方法,因此無法掌握其他措施對冒放性所產(chǎn)生的影響。若輔助手段對冒放性會造成影響,其開采及地質(zhì)的條件也會隨之產(chǎn)生改變,該方法具備可行性。

        1.2 支架圍巖與綜放面頂板之間存在的關(guān)系

        頂板的壓力:在相關(guān)的研究中,頂板與支架圍巖之間所存在的關(guān)系是其最關(guān)鍵的一個(gè)課題。一種觀點(diǎn)認(rèn)為,頂板所具備的壓力與放頂煤的采出厚度存在正比關(guān)系,因此大部分廠家都會建設(shè)較大噸位的支架,但是這些支架極易產(chǎn)生問題,對回采的效益受到極大的影響;另一方面,頂板所具有的壓力會因冒落矸石厚度的增加而受到緩沖,降低些許壓力,因此大部分礦井都會選取一部分小噸位的支架,但是也因此產(chǎn)生了一些惡劣的安全事故,如油缸變形等。目前,在支架型號的設(shè)計(jì)與選擇中,其最關(guān)鍵的一個(gè)問題就是放頂煤采場所具備的壓力。

        采場頂板的構(gòu)造:目前,針對礦壓的相關(guān)規(guī)律及綜放采場的頂板運(yùn)動方面,我國取得了較大的研究進(jìn)展,其最具代表性的為:基于三硬條件下來研究礦業(yè)所存在的規(guī)律;針對頂板與支架圍巖間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行研究;基于三軟條件下來分析等,以上這些研究成果都綜合反映出了各個(gè)類型頂板所具有的礦壓規(guī)律,促使開采技術(shù)得以迅速發(fā)展。很多學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn),處于放頂煤開采的條件下,與采出相比,直接頂所具備的冒落厚度是其1.9-2.5倍。直接頂具有力的傳遞結(jié)構(gòu),在冒落趨于穩(wěn)定后,傳統(tǒng)的頂板結(jié)構(gòu)將會被取代。

        支架圍巖的關(guān)系:在一般的結(jié)構(gòu)下,下支架主要具備三種壓力,分別為直接頂和老頂間之間的接觸力、直接頂?shù)娜炕蚓植孔饔昧?、頂煤的重?對于堅(jiān)硬的梁式結(jié)構(gòu),如果直接頂所具備的厚度較小,則對支架所產(chǎn)生的作用主要是依據(jù)頂荷載所產(chǎn)生,同時(shí)支架還承載著老頂斷裂所形成的沖擊力,因此,通常情況下,對于堅(jiān)硬梁式結(jié)構(gòu)的支架圍巖關(guān)系而言,大多采用動力學(xué)法來加以闡述。

        綜放支架的受力與頂板結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系:通過相關(guān)的研究可知,綜放面所具備的壓力不只與頂板的構(gòu)造相關(guān),而且與采區(qū)所具備填充狀態(tài)存在密切關(guān)系。就一般的頂板而言,其關(guān)鍵問題并非是平推力,也不會產(chǎn)生較大的沖擊荷載。針對梁式結(jié)構(gòu)的煤礦,應(yīng)當(dāng)由以下幾方面來預(yù)估支架的類型及頂板的壓力:以預(yù)定放出率為核心來預(yù)估直接頂?shù)暮穸?通常,都需要與采場內(nèi)頂板巖層的構(gòu)造相對比,以此判其所處的位置;對該結(jié)構(gòu)的運(yùn)動空間進(jìn)行有效的計(jì)算,就是采空區(qū)所具有的空虛度;當(dāng)結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定時(shí),對作用力的方向及最大荷載實(shí)施預(yù)估;針對支架的型號及參數(shù)提出更高的要求。

        1.3 提升煤炭回收率的關(guān)鍵措施

        基于綜放的背景下來開展空掘巷的技術(shù),促使其支護(hù)具備較強(qiáng)的錨網(wǎng)化,確保該區(qū)域保持最少的煤柱數(shù)量;對過渡放煤支架進(jìn)行研究,促使其具備較高的回收率;對于厚度較高的煤層,應(yīng)當(dāng)運(yùn)用分層鋪底網(wǎng)技術(shù),不僅可以使回收率得以提升,而且能夠減少混矸;注重攻關(guān)回采技術(shù),以研發(fā)出新的工藝;在布置工作面的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大傾斜的長度,促使工作面的設(shè)置具備較強(qiáng)的靈活性,盡量避免部分地質(zhì)構(gòu)造的工作面設(shè)置,增強(qiáng)可采儲量。

        1.4 新型的綜放支架及其配套設(shè)備

        目前,綜放支架有著極其廣泛的運(yùn)用,換言之,它在我國的煤礦開采中有著極其重要的作用。經(jīng)過長期的研究,將放頂煤支架低位放置在較厚煤層的緩傾斜綜放面已經(jīng)成為了應(yīng)用潮流?,F(xiàn)階段,我國已經(jīng)研制出多個(gè)厚度的煤層及傾角的支架,其具備的牢固性及使用壽命都達(dá)到了全球最高的水平。

        2 提升煤炭回收率的策略與安全保障機(jī)制

        2.1 提升煤炭回收率的策略

        目前,我國科研人員開展工作的核心內(nèi)容是提高煤炭的回收率,將設(shè)備、回采技術(shù)等作為課題,通過反復(fù)實(shí)踐研究,我國對煤炭的回收率進(jìn)行了較大的改善,已超過了80%,其主要由以下幾點(diǎn)內(nèi)容來進(jìn)行優(yōu)化:①利用對空掘技術(shù)來進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn),在全面實(shí)施之后,可以降低區(qū)域內(nèi)的煤柱數(shù)量;②與以往相比,使用端頭放煤支架可以增加兩個(gè)百分點(diǎn);③對預(yù)采頂分層鋪底網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行較好的應(yīng)用,可以使回收率得以提升,同時(shí)降低混矸的含量;④對回采技術(shù)進(jìn)行有效的改善,例如某礦井在改善升級煤炭回采技術(shù)之后,其回收率得到了極大的提升。

        2.2 綜放工作面安全保障機(jī)制

        導(dǎo)致綜放工作面出現(xiàn)事故的關(guān)鍵因素主要為瓦斯等。對于瓦斯用處的特點(diǎn)及預(yù)防策略開展詳細(xì)的闡述。

        瓦斯在綜放面的涌出量越來越多,例如與某個(gè)礦井的分層工作面相比,其綜放面的產(chǎn)量明顯高出1.5-2倍,而瓦斯量要明顯高出1-1.6倍;與第1層相比,分層開采面所具有的涌出量較低,但與其他的分層相比,其涌出量較高。防治的具體措施為:本鄰或鄰層抽放等。

        3 結(jié)語

        在未來很長的時(shí)期內(nèi),綜放開采技術(shù)因其具備較強(qiáng)的高效性及安全性,逐漸成為煤炭行業(yè)開采的核心技術(shù)。但是我國具備較寬廣的地域,綜放技術(shù)因較厚煤層的開采及埋藏條件所具有的多元化而呈現(xiàn)多樣化,不能局限在單種或者多種方法的傳統(tǒng)組合;也不能局限在現(xiàn)有的礦井模式下。對傳統(tǒng)礦井的改善及對新礦井的開發(fā),都應(yīng)當(dāng)以采煤技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)行,以最大化的獲取經(jīng)濟(jì)及安全的效益。

        參考文獻(xiàn):

        [1]楊永旺.綜采放頂煤開采技術(shù)在大傾角松軟厚煤層中的應(yīng)用[J].礦業(yè)裝備,2019(01):40-42.

        [2]李海飛.綜采放頂煤工作面提升資源回收率分析[J].能源與節(jié)能,2018(09):88-90.

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