综放工作面安全高效回采技术研究
条带综放工作面提高回采率技术优化及实践
条带综放工作面提高回采率技术优化及实践高伟明，史守忠，白林国（兖矿集团济宁二号煤矿，山东济宁272072）摘要条带综放工作面端头不易放煤，回收率低。
为提高条带工作面的回采率，采取了端头放煤、超前退锚索锚杆措施、后部放煤工序优化、初采停采放煤距离延长等针对性措施，有效地提高了煤炭回收，提高了煤炭回收率。
关键词条带工作面回收率提高针对措施优化实践中图分类号TD823．4+9文献标识码BStrip fully －mechanized Sublevel caving mining technology improve the Rate of optimization and practiceGao Wei －ming ，Shi Shou －zhong ，Bai Lin －guo（Yankuang Group．jining no．2coal mine ，jining 272072，Shandong ）AbstractStrip of full －mechanized caving mining face not easily end caving ，recovery rate is low．To improve the bands recovery rate ，take the end putcoal ，advance the measures ，the refund anchor caving process optimization ，in the coal mining stop put distance extended and corresponding measures ，ef-fectively improve the coal recovery ，improve the coal recovery．Key wordsStrip mining facerecoveryimproveaccording to measuresoptimizationpractice*收稿日期：2012－03－15作者简介：高伟明（1986－），男，2007年毕业于山东科技大学土木工程（原矿井建设）专业，本科学历，助理工程师，现在济宁二号煤矿生产技术科从事生产技术管理工作。
综采综放工作面回采撤除方案安全技术措施
建立持续改进机制，定期对安 全技术措施进行评估和改进， 确保综采综放工作面的安全生
产。
06
总结与展望
Chapter
本次项目成果总结
成功实施综采综放工作面回采 撤除方案，提高了煤炭资源回 收率和生产效率。
通过采用先进的安全技术措施 ，确保了回采撤除过程中的安 全生产，减少了事故发生的可 能性。
对所有参与撤除工作的施工人员 进行必要的安全培训和技术交底 ，确保他们了解撤除方案和安全
操作规程。
培训内容包括但不限于：撤除设 备的结构、性能、操作方法；危 险源辨识与风险控制；应急处理
措施等。
培训结束后，应对施工人员进行 考核，合格后方可参与撤除工作
。
现场监管制度及执行情况
01
02
03
04
制定严格的现场监管制度，包 括安全检查制度、作业许可制
安全事故发生率统计
通过对比实施前后的安全事故发生率，评估安全技术措施的实际 效果。
作业人员安全意识调查
通过问卷调查、访谈等方式，了解作业人员安全意识的变化情况。
生产效率变化分析
观察实施安全技术措施后，生产效率是否受到影响，以及影响程度 。
数据收集、整理和分析
建立数据收集机制
明确数据收集的范围、频 率和责任人，确保数据的 准确性和完整性。
原则
确保安全、经济合理、技术可行、环保达标，同时 考虑人员、设备、材料等资源的优化配置。
撤除顺序及时间安排
撤除顺序
按照先采后撤、由上至下、由里向外的原则进行撤除，先撤除采煤机、刮板输 送机等大型设备，再撤除液压支架等支护设备，最后进行巷道维护和封闭。
时间安排
根据工作面长度、设备数量及撤除难度等因素，合理安排撤除时间，确保在规 定时间内完成撤除任务。
综放工作面回采技术探讨
面 采 厚 之 比 为 １ ２ ４ 。③ 采 动 对 地 表 波 及 影 响 ： ． 范 围（ 作 面以外） 般 ６ 工 一 ０～８ ｍ， 呈 现 台 阶式 ０ 已
７６
２１ ０ ２年 ９月
尹 宝 杰 ： 放 工 作 面 回 采 技 术 探 讨 综
第 ３期
４ ５ ｍ ／ ｎ 煤 尘 有 爆 炸 危 险 性 ， 炸 指 数 ． ０ ｍｉ， 爆
于 顶 煤 裂 隙破 碎 质 量 。
２ 概 述
架 的前移 ， 煤 冒落 ， 顶 然后 打开液 压 支架放 煤 窗 口 ， 顶 煤 放 出 后 流 入 后 部 输 送 机 运 走 。 综 采 放 将 顶 煤 开 采 的核 心 是 放 煤 工 艺 ， 而放 煤 工 艺 又 是 决 定综采放 顶 煤开 采 回采 率和 含矸 率 的关 键 。在 矿 山压 力 作 用 下 ， 煤 裂 隙 不 断 扩 大 形 成 松 散 煤 顶
采 用 Ｓ Ｚ一７ ０ ４ ０前 部 刮 板 输 送 机 和 Ｓ Ｚ一 Ｇ ３／０ Ｇ ９ ０ ２×３ ５后 部 刮 板 输 送 机 运 输 。采 用 多 轮 顺 ６／ ７
序放煤 ， 采放 实 施 分 段 平 行 作 业 。 工 作 面 外 采 用
Ｓ Ｚ一 ６ ／ ７ Ｚ ９ ０ ３ ５转 载 机 和 Ｓ Ｊ一１ ０ ／ Ｓ ２ ０ ２×２ ０胶 带 ０ 机运 输 ， 子 道 超 前 安 装 Ｐ Ｍ 一２ ０ Ｗ 破 碎 机 处 溜 Ｃ ０ｋ
综放工作面旋转回采的关键技术与实践
８ １ 放面 布 置 ９ ７综 ４架 Ｚ ６０ ／７５ ２ Ｆ００ １．／８型液 压 支 架 ，１ Ｍ ２ ３０ ７０型采煤 机 ， Ｇ 一 ６／ ３ 部 Ｇ — ０／ ２ Ｓ Ｚ ７４ ６０
型前 、后刮 板输送 机 各 １台 ，机巷 设 有 Ｐ Ｍ一 ５ ０ Ｌ １０ 型 破 碎 机 、 Ｓ Ｚ一８ ０ ２ ０ 型 转 载 机 各 １部 及 Ｚ ３／ ０
采面 及 ８煤 层 回采上 限一 ４ ｍ，下 邻 二 区段 ８３和 ２０ ７ ８４工 作 面 （ 回采 完毕 ） ７ 已 。面 长 １０ ４ ｍ，煤 层 厚 度 ３６ ．３～１层 倾 角 ５～１ 。 ２， 直 接顶 为砂 质泥 岩 ，厚 １５— ． ｍ，基 本顶 为 细砂 ． ３０
方式 。
本 工作 面 由南段 进人 中段 时 ，工 作 面需 向下旋
转 ，风巷超 前机 巷一 定距 离 ，机尾端 推进 距离 要大
于机 头端 ，因此 ，以工作 面机 头端 为旋转 中心 ，旋
转机尾 端 。
图 １ ８ １综 放 工作 面巷 道 布 置 平 面 ７
２ ２ 风巷 转 折点位 置 的确定 ．
１ 工作 面 设备布 置情 况
由于 工作 面转 角开采 ，工 作 面机头 端为旋 转 中
心 ，旋转 机 尾 端 ，机 尾 推 进 度 远 远 大 于 机 头 推 进 度 ，导致 工作 面支 架和刮 板输 送机 有较 快 向机 头滑 动趋 势 ，所 以 选 择 开 始 转 角位 置距 转 折 点 越 近 越 好 ，故选 择 留有一 定提前 量及 延后 量 的虚心分 段割 煤旋 转 方 式 。 本 次 设 计 提 前 量 和 延 后 量 相 等 ，
南段风巷 ８总回 ７ 风副巷
增多 ，造 成旋转 中 心 附 近 顶 煤 （ ） 及 煤 壁 破 坏 板
大倾角煤层综采工作面安全回采技术实践范文（5篇）
大倾角煤层综采工作面安全回采技术实践范文随着煤炭资源的逐渐枯竭，越来越多的煤矿开始开采大倾角煤层。
然而，由于大倾角煤层的特殊性，传统的矿山开采方法已经无法满足安全、高效的要求，因此需要对大倾角煤层综采工作面进行安全回采技术的研究和实践。
本文将围绕大倾角煤层综采工作面的安全回采技术进行探讨，并结合实践案例进行分析。
一、大倾角煤层的特点及综采工作面的安全回采技术需求大倾角煤层是指煤层倾角大于45°的煤层。
相对于普通煤层，大倾角煤层存在以下几个特点：首先，大倾角煤层产量高，资源丰富；其次，大倾角煤层的顶板和底板稳定性差，易发生顶板下垮、底板破裂等地质灾害；另外，大倾角煤层的综合利用价值低，难以进行分层开采；最后，由于大倾角煤层的开采顺序受限，存在安全隐患。
为了解决大倾角煤层的开采问题，需要开发适应大倾角煤层特点的综采工作面安全回采技术。
具体而言，需要解决以下几个方面的问题：首先，需要解决综采工作面的支护问题，确保顶板和底板的稳定；其次，需要解决煤矿通风和瓦斯抽放问题，保证矿井的安全作业环境；最后，需要解决大倾角煤层回采的顺序问题，合理安排回采顺序，降低安全风险。
二、大倾角煤层综采工作面的安全回采技术实践1. 综采工作面的支护技术大倾角煤层综采工作面的支护技术是保证工作面稳定的重要措施。
传统的支护方法在大倾角煤层的工作面上存在一定的局限性，因此需要开发适应大倾角煤层特点的新型支护技术。
一种适用于大倾角煤层的支护技术是采用锚杆支护。
锚杆支护具有支护强度高、适应性强的特点，能够有效支撑大倾角煤层的顶板和底板，减少顶板下垮的风险。
在实践中，可以将锚杆支护与喷浆锚索支护相结合，既能增加支护刚度，又能增强顶板的稳定性。
另一种适用于大倾角煤层的支护技术是采用综合支护方法。
综合支护方法包括采用支架、锚杆、喷浆等多种支护方式，综合运用不同的支护措施，提高支护效果。
在实践中，可以根据倾角和煤层的稳定性特点，灵活选择支架的数量和支护方式，以达到最佳的支撑效果。
大倾角综放工作面开采技术研究课件
采用综采放顶煤技术进行回采，即在 工作面推动过程中，通过放顶煤的方 式将顶煤垮落，利用支架进行支撑， 并采用刮板输送机等设备将煤炭运输 至地面。
设备配置与选型
采煤机
选用具有大功率、大倾角适应性 的采煤机，能够在大倾角工作面
上稳定运行，提高开采效率。
液压支架
选用具有足够支撑力和防滑性能的 液压支架，能够有效地支撑工作面 顶板，防止工作面塌落和滑坡。
大倾角综放工作面开 采技术研究课件
目录
CONTENTS
• 大倾角综放工作面开采技术概述 • 大倾角综放工作面的工程地质条件 • 大倾角综放工作面的开采技术方案 • 大倾角综放工作面的工程实践与效果分
析 • 大倾角综放工作面开采技术的经济与社
会效益分析
01 大倾角综放工作面开采技 术概述
定义与特点
技术创新与改进方向
支架防倒防滑
针对大倾角工作面支架易倒滑的问题，研究新型支架防倒防滑技 术，提高工作面安全稳定性。
采煤工艺优化
结合工程实践经验，对采煤工艺进行优化改进，提高采煤效率和质 量。
智能监测与控制
引入先进的智能监测与控制技术，实现对工作面开采过程的实时监 控和自动控制，提高开采过程的自动化和智能化水平。
特点
提高开采效率，降低生产成本， 增加煤炭资源回收率。
定义：大倾角综放工作面开采技 术是一种在煤层倾角较大（通常 大于15°）条件下，采用综合机械 化放顶煤技术进行开采的方法。
适应大倾角煤层开采，有效解决 传统开采方法中工作面布置困难 、设备稳定性差等问题。
对开采设备要求较高，需具备较 好的防滑、防倒和稳定性。
05 大倾角综放工作面开采技 术的经济与社会效益分析
经济效益分析
提高综放工作面回采率及降低混矸率的技术探讨
李 励 （ 辽宁省抚顺矿务局 工学院。 辽宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ ８ ）
摘 要： 选择 适应煤层赋存特征的综放开采设备 ， 采 用合理的开采 方法和 开采顺序 、 回采工 艺设计是保证 综放开采获得较 高的 回采 率的基本保 证 ， 同时 － ＝ ｊ － ￣降低煤炭混矸 率提 高煤质。综放 支架架型选择是设备 选型的重点， 开采方法中确定合理的放煤段 高， 以及在 回采 工艺设 计 中选择合理 的放煤 步距和放顶煤方式 ， 直接 影响 到综放设备能力的发挥 和采 出率的高低 。 关键 词 ： 综放开采 ； 采 出率； 开采方法 ； 回采工 艺： 技术探讨 我国综采放顶煤技术已经运用多年，相应的支架类型及其配套设备 放煤机会， 被丢弃在采空区不能收回。放煤步距 已有多种规格， 其性能已分别能适应各种不同地质条件的煤层开采需要。 选择过 小时，由于工作面后方冒 落的煤 不充分， ／－ ４ 但是在保证综放面安全生产的Ｊ ／ ￣ ｆ Ｃ － Ｔ（ 瓦斯不超限 、 不发生 自然发火 ） ， 最 使得放煤时后方已经冒落的上覆岩石有放煤口 ／ ３ 大限度地提高综放采出率、降低煤的含矸率仍是综放开采的最大追求 目 流人， 增加了煤炭的含矸率。只有合适的放顶步 ／ 标。 提高采出率和降ｆ 时颞干 率应 犁蔚 设 备、 开采方法和回采工艺设 距才自 征最 大限度的 放出煤炭 ， 并控制矸石的 一／ 计等 门 ／ 卜 方面着手。 混入。而放顶步距的大小主要受到煤的硬度 、 周 １ 影响综放开采采出率和混矸率的主要因素分析 边区域采动情况 、 综放设备架型等综合因素的影 一 ～ ２ １ ． １ 综放支 架架型 响， ！ 洽 分析来确定。 煤的硬度在 ｆ ＝ １ ． ５ ～ ３ ． Ｏ ， 一 ～ ｌ 影响顶煤放出率的主要因素是支架的架型。综放设备的选择非常重 顶煤厚度不大时通常以一采—放较为合适， 顶煤 要， 因此必须认真考察ｌ 真重选择。 现在常用的综放架型分为单输ｊ 羞 机高位 厚度较大时（ 大于 ６ ｍ ） 时， 要采用两采一放或三 放顶煤支架、 双输送机中位放顶煤支架、 双输送机低位放顶煤支架。单输 采—放的放煤方式 ， 这样能 保证顶 充分破 送机高位放顶煤支架稳定 ． 好， 结构简单。但是由于是鞠 重 输机 ， 使得 碎澈 出。 运输能力受限， 且采 、 放不能平行作业。这种架型适用于急倾斜特 喋层 放顶煤方式， 主要是指综采支架之间的放煤 或缓倾斜喋质较软的煤层。而双输送机中位放顶煤支架 、 双输送机低位放 顺序和每架的放煤时间。目 前常用的方 法很多， 在Ｉ ｝ Ｉ ＝ ． 仅 就常用的 两种放顶 顶煤支架 ， 具有支撑梁较短、 掩护梁较长、 放煤 口 较大的优 ， 由于具有双 煤方式做论述。 ①顷『 芋、 间隔、 多轮 、 等量均匀放煤方式： 这种晚 扔§ 拮 降 运输机 ， 采、 放工艺可以平行作业等优点 ， 特别是低位放顶煤支架 由于放 工作面沿长度方向分成数段， 分段放顶煤 ， 在每段中将支架编号 ， 首先顺 煤 口较低 ， 能最大限度地降低采空区遗煤。使其具有较广泛 ７ ｊ 置 田胜。 序打开单号 架放煤口， 放出架上总放煤量的 １ ／ ３ — １ ／ ２ 时， 关闭单号架放煤 １ ２开采方法 和开 ｊ 并 口。 然 ｌ 婷 打开双导 ｒ 煤 口， 放出 架上总 放煤量的 １ ｉ ３ ～ １ ／ ２ ｏ ￣ ｍ Ｈ 扳 复 放顶煤开采其关键工序是在下 煤炭采出后，如何保证支架上部后 多轮放煤， 直到顶煤全部放出。注意每次打开的 放煤口 数量不能过多， 一 冒落， 并最大限度的由￣ Ｊ Ｊ ； ！ ｉ ｔ ！ ｄ 放出。对于厚度 般为 ２ ～ ３ 个， 否则放煤量过大会 压住运输机。 ②多轮 、 顺序、 等量 均匀放煤 １ ２ ｍ以上的煤层， 可以在煤层全层开采之前预采顶部分层 ， 即在靠近煤层 方式： 这种放煤方式与前者的差别是不做单双号划分， 只 按照综放支架的 顶板， 用静 百 综采采出顶分层， 同时铺设双层金属网 ， 作为下段综放开采 顺序逐个打 开放煤口 放煤。 这种放煤方式通常不会在支架后 部形 莆背 的人工假顶。顶分层的预采能够起到两方面的作用 ： 一是将 噪层与上部岩 煤” 主要适用于煤质 硬度中等、 落煤破碎饺充 分的综放面。 另外 ， 在放煤过 层彻底分离， 在下分层进行网下综放开采时煤层能够充分冒落 ， 提高采出 程中及时调节和控制支架反复支撑破 碎上部ｉ ￣ ｉ Ｊ ＇ ｇ Ｃ Ｐ ． ， 也是提高 采出 率的 率。同时金属网能够起到挡矸石的作用降低煤的含矸率； 二是因上分层的 重要 技术措施 。 开采 ， 使得下分层煤充分卸压 ， 可以有效的防止下分层综放开采过程中瓦 ２实践效果分 析 斯大量涌出， 造成工作面瓦 斯超限和防止瓦斯突出事故的发生。因 此， 分 抚顺老虎台 矿特厚煤层采用倾斜或水平分层下行综放开采， 分为 ２ ～ 段预署 特别适用于煤层瓦斯涌出量大和有突出危险的煤层综放开采时使 ３ 个－ 开 噪 层。 各分层均采用一次采全高的综放回采工艺。 因—分层矿压大， 用。如果煤层厚度过大 １ ８ ２ ０ ｍ以上， 可以进行分段开采， 即将煤层划分 煤的硬度较低， 层 发育， 易冒 落， —般采高为 １ ８ — ２ ５ ｍ 。 二、 三分层因 为两个（ 或多个 ） 合理的段高 ， 在各个段高内分别进行预采顶分层或分段 煤层硬度变大 ， 矿压减小， 采高相对降低 ， 一般在 １ ５～ ２ ０ 米之间。该矿 放 顶煤开采 。 ５ ５ ０ ０ ２ ＃ 综放工作面于 ２ ０ １ ０ 年１ 月１ ３日试刀正式投入生产到 ２ ０ １ １ 年 １ ． ３划分 合理 的放 煤段高 １ １ 月１ ６日开采结束，运输Ｊ Ｉ 艚 回采长度 ６ ５ ５ ． ４米，回风顺槽回采长度 确定合理的放顶煤高度是保证优良煤质及较高回采率的重要前提条 ６ ５ ４ ． ５ 米， 工作面面长 ２ ０ ５ ． ２ 米， 共生产原煤 ４ ７ ４ 万吨。 历时—年零十个月。 件。在放矿理论中有实验证明， 放煤椭球体的形成于放煤段高 ＨＩ （ 顶煤厚 该工作面安装低位放顶煤液压支架 １ ３ Ｉ 组， 其中中间架 Ｚ Ｆ ８ ０ ０ ０ — １ ９ ／ ２ ９ Ｈ 度） 及放煤口的直径 Ｄ （ 放煤口内接圆直径， Ｄ ＝ ２ ｂ ） 有关。当放煤段高与放 型 １ ２ ６ 组，过渡支架 Ｚ Ｆ Ｇ ８ ０ ０ ０ — ２ ３ ／ ３ ０ Ｈ型 ５ 组， ￣Ｊ ｌ ｂ ＝ ｉ ｛ 累计安装巷道支架 ５ 组； 下端头安装端头支架 ２ 组， 型号为 ｚ Ｆ ｒ ２ ８ ０ ０ ０ ／ ２ ０ ／ ３ ０ Ｓ ｉ 采煤机型号 煤 口直径的比值 ２ ～ ３时， 放顶煤过程中， 煤炭及其上部的垮落岩石 ７ Ｍ Ｇ ４ ０ ０ ；工作面前部运输机型号为 Ｓ Ｇ Ｚ － ７ ６ ４ ／ ６ ３ ０ ，后部运输机型号为 基本是按近似椭球体形状流出来的， 在椭球体的边缘有矸石的混入。 ２ ｂ 为 Ｓ Ｇ Ｚ 一 ９ ６ ０ ／ ８ ０ ０ 。 工作面 １ ３ 进度： １ ２ 米。 放煤步距 ： 采用 ” 两刀—放 ” ， 放煤步 矿物椭球体的宽度。椭球体有如下特征 ， 见图 １ 。①放出煤炭形成的椭球 距ｌ ２米。 放煤方法： 采用 ｌ Ｉ Ｊ ｌ 婷、 多轮次、 均匀等量放煤 ” 。 该工作面的原 体， 其高度为 ｈ 。 ②放出漏斗。 这是由放出的顶煤形成的漏斗。 ③松动椭球 煤产量 ２ ０ ２ 万吨， 回采率 ９ ３ ％， 煤炭混６ 千 率在 ２ ０ ％以下。 体， 它是由全部因方 兜 污臆蚣 动的岩层组成 ， 其高度为 Ｈ。④移动漏斗。 ３结论 这是因下部煤炭放出而引起上部破碎岩石移动形成的漏斗。当放煤段高 对于厚煤层采用综放开采 ， 必须综合分析各种影响因素 ， 在选择合适 与放煤口直径的比直 ） ２ — ３时 ， 放出体不再遵循椭球体的放出规律 ， 而 的综放设备基础之上。确定与之相适应的开采方法和回 采工艺就能取得 是基本上按漏斗状流出。因此， 在确定采用分层综放开采工艺时一定要保 较高的 厦 证分层厚度大于放煤 口最大边长的 ２ － ３ 倍 。通常放顶煤的厚度要大于 参考文献 ３ ｍ 。这样才能发挥放顶煤开采的综合效益。 【 １ 险洪 元， 李承军 ． 煤炭 技术综放工 作面的开采设计优化 ２ ０ ｏ ４ ， １ １ ： ５ ０ － ５ １ 。 １ ４综放工作面回采工艺溺 十 ４ 兴国威矿理论基础呻 北京： 冶金工业出版社， １ ９ ９ ５ ． 在回采工艺设计中， 主要是选择合理的放煤步距和放顶煤方式。 当放 瞒 学 云． 综采面工艺参数 研究 嗍 徐州： 中国 矿业大学出 版 社， １ ９ ９ ４ ．
提高综放工作面顶煤回采率的技术探讨
文 献标 识 码 Ｃ
煤 损 失 的原 因 ， 并制 定 技 术 措 施 提 高 综放 工作 面 回采 率 ， 高 经 济 效 益 。 提 关 键词 综采 放 顶 煤
中 图分 类 号 Ｔ ８ ３４ Ｄ ２ ． ９
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｃ ｎ ｃ ｌＥｎｈ ｎ ｉ ｓ ｕ ｓｏ ｎ Ｔｅ ｈ ｉ ａ ａ ｃ ｎｇ Ｆｕｌ Ｍ ｃａ ｉ ｅ ｖ ｎｇ Ｍ ｉ ｎｇ Ｒａｔ ｌ ｅ ｈ ｎ ｚ ｄ Ｃａ ｉ ｎｉ ｅ
区煤柱 ， 减少端 头损失及初 、 末采损失 。从 而减少采 区 煤 炭损 失 ， 提高 回采率 。
（ ） 采放顶煤措施。 ２综
① 减少初采损失 。在综采 放顶 煤 中 ， 采损 失不 初 可避免 ， 但采取 措施能 够将煤炭 损失 降低 到最 低。通 常采用顶板打眼放松动炮 ， 破坏顶 板岩石 的完整性 ， 使 顶板压力增大 ， 有利 于顶煤 的放 出。 ② 在条件允许 的情 况下 ， 采取 可靠 、 可行 的措 施 ， 确定合 理的顶 煤 留存 的距离 ， 证撤 架巷 的巷道 支 护 保 完好性 ， 减少 顶煤造成 的损失量 。 ③ 改善煤体原 始特性 ， 高 冒放 性 。理 论和 实践 提 表明， 煤层普 氏硬度系数 ｆ ２ ０以上 时 ， 在 ． 顶煤不 易在 矿压作用下 自行垮落 ， 必须 采取措施 ， 以改善顶煤 的 冒 放性 ， 主要有超前爆 破松动及注水 弱化等方法。 ２ ２ 选 择科 学合理 的综 放工 艺 ． （） １ 采用合 理 的放 煤 工序 ， 正确 的放煤顺 序 可 以 使顶煤 的放出量最多、 混矸量最少 ， 背煤损失少 。该 脊
２１年 期 ０１ 第１
童ｔ，斜ｌ ／ 技 茬
ｌ１ ０
提 高 综 放 工 作 面 顶煤 回 采 率 的技 术 探 讨
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综放工作面安全高效回采技术研究
摘要:为提高牛山煤矿煤炭资源回收率及改善巷道的稳定状况,3203综放工作面采用留小煤柱沿空掘巷技术来进行巷道布置;并且工作面在顶板控制、放煤、防治水等方面采取一系列安全技术措施来保证安全高效回采工作的顺利进行。
关键词:综放工作面安全高效回采技术
牛山煤矿是高平市主要煤炭支柱产业之一,该矿现主要开采3#煤层,3#煤层为低灰、低硫、发热量高的无烟煤。
该矿所产原煤是化工、冶金工业的最佳原料,产品远销浙江、湖北、山东、河南等十多个省市地区。
由于受开采条件和支护方式的限制,该矿3#煤层的工作面巷道基本上是采用留煤柱护巷方式进行巷道布置,预留煤柱宽25m,煤柱损失煤量较大。
目前牛山煤矿3#煤层所剩储量不多,如何能够提高资源的回收率,提高生产效益,是该矿积极探索的问题之一。
1 试验工作面概况
3203综放工作面煤层平均厚度5.4m,煤层结构简单,煤层层理一般,节理发育,煤质较松软f=1.5,煤的容重为1.45,煤层倾角3°～25°,所在区域有南北走向的小断层,煤层大致呈南北走向。
煤层伪顶为砂质泥岩,厚0.1～0.3m,赋存不稳定;直接顶为砂质泥
岩,深灰色,较坚硬,厚约1.5m;基本顶为中粒砂岩、粗粉砂岩,厚约8m,淡白色,以石英为主;直接底为砂质泥岩,厚0.1～0.5m深灰色,易底鼓;基本底为砂质页岩厚2m,深灰色,较坚硬。
在保证安全开采的情况下,如何进一步提高煤炭回收率,保证3203综放工作面高效回采,采取了一些较为有益的技术研究。
2 实施小煤柱沿空掘巷技术
2.1 实施沿空掘巷的必要性
在煤矿地下开采过程中,为了防止采动支承压力的对巷道的影响,采准巷道一直采用留煤柱护巷的方法。
经验表明随着开采深度的增加,护巷煤柱的尺寸变得越来越大。
其结果是不仅使煤炭损失量增加,而且残留的护巷煤柱由于所受应力过大,会发生类似冲击地压等安全事故。
牛山煤矿以前在区段巷道的布置上也是采用留较大煤柱的的布置方式,区段煤柱一般25m宽,这不仅造成大面积的资源浪费,而且给矿井的安全生产带来很大的隐患。
为了提高煤炭的回采率和解决残留煤柱安全隐患的问题,牛山煤矿在决定在3203工作面进行小煤柱沿空掘巷的试验研究。
2.2 沿空掘巷小煤柱宽度的确定
2.2.1 小煤柱合理宽度设计原则
(1)保证锚杆有较稳定的着力点。
当沿空掘巷的巷道采用锚杆支护时,帮锚杆的长度应较小于煤柱的宽度,并且锚固端应位于较稳定的煤体中,这样锚杆的锚固端才有着力点,才能保证帮锚杆在煤体中的锚固力。
(2)巷道处于应力降低区。
将沿空掘进巷道布置于上区段工作面回采结束后形成的垂直应力相对较低的区域,有利于巷道围岩稳定控制。
(3)尽可能提高回收率。
当沿空掘进的巷道采用锚杆支护时,在小煤柱尺寸满足上述要求的同时,煤柱尺寸越小,煤炭的回收率越高。
2.2.2 小煤柱宽度的确定
工作面回采后,导致围岩应力重新分布,在采空区沿倾斜方向产生侧向支承力。
沿空掘巷的巷道应位于采空区边缘的应力降低区,因此有必要对侧向支承压力峰值区与煤体边缘的距离进行计算。
沿煤层倾斜方向支承压力的峰值离煤体的距离(L)可按以下经验公式[5]进行估算:
式中:
f0为煤层坚固系数,1.5;
Rc为顶板岩石单向抗压强度,40MPa;
a为煤层倾角,a=14°;
M为煤层厚度,M=5.4m;
H为开采深度,H=150m。
根据以上参数计算可得:L=16m。
根据上述理论及计算,侧方支承压力峰值位于煤体边缘约16m,考虑巷道应布置在低压区、锚杆锚固效果、采空区积水、瓦斯及漏风等因素,最终确定煤柱宽度为5m。
巷道采用小煤柱沿空掘巷和预留煤柱护巷方式相比,煤炭回收率大幅度增加,预计可多回收煤炭7万多吨,经济效益显著。
2.3 沿空掘巷巷道支护质量检验
为了监测沿空巷道的支护质量,在沿空巷道内布置测点进行巷道围岩变形量监测,结果表明,3203工作面采用小煤柱沿空掘巷技术后,巷道较以前相比稳定状况有较大改善,巷道变形量减小,支护成本下降,巷道返修率大幅度降低。
3 工作面安全回采技术措施
3.1 顶板控制及支护形式
3203工作面为轻型综放工作面,采用3架ZFG2400/16/24Z端头过渡液压支架和78架ZF2200/16/24Z型液压支架;下端头采用3架ZFG2400/16/24Z端头过渡液压支架和3mπ型钢梁(DFB1000/300)一对二梁支护;上端头采用ZF2200/16/24Z液压支架和3mπ型钢梁(DFB1000/300)一对二梁支护;超前支护采用DW31.5-300/100液压单体柱配合DJB-600×1200十字铰接梁和DJB-1000/300铰接顶梁双排支护,支护长度不少于30m。
3.2 放煤安全技术措施
(1)放煤前,要认真检查工作面顶板情况、后部煤溜运转情况,工作面支架各部件的完好情况,发现问题及时处理后方可开始工作。
(2)放煤前,必须首先调整好后部煤溜,使溜子处于有利于放顶煤位置。
(3)放煤时,要适当控制放煤量,防止压溜。
如大块岩堵塞放煤口要反复升降支架尾梁和插板处理,见矸封口。
(4)放煤时,严禁人员从放煤支架通过,无关人员要远离放煤地点5m以外,放煤工要站在有利于自己安全的地方操作,密切观察后部煤溜的工作状态和支架状态,发现隐患立即停止工作。
(5)工作面上、下端头不放顶煤,放煤与运行的采煤机距离不得小于10m。
3.3 防治水
(1)工作面初采老顶来压时,要注意观察顶板水进入老空,如果有老空水突然增大出水的危险,应立刻组织人员按既定避灾路线撤退,并迅速报告调度室处理。
(2)因工作面是窄煤柱开采,应经常观察煤柱受压情况,必要时应钻孔放水释放压力,避免造成水灾危害。
(3)工作面及两顺槽积水大时,要及时启动排水设备进行处理。
4 结语
(1)3203综放工作面施行留小煤柱沿空掘巷技术以来,巷道支护效果较好,支护成本下降,巷道稳定状况得到较大改善;工作面多回收煤炭7万多吨,经济效益显著。
(2)3203综放工作面在顶板控制、防治水、瓦斯及放煤等方面,采取相应的一系列安全技术措施,确保了工作面安全高效回采。
(3)为了能进一步增加煤炭回收率,应积极探索无煤柱沿空掘巷技术和工作面端头放煤技术,为矿井的安全高效生产积累经验。
参考文献
[1] 司利军,等.浅谈推广沿空掘巷的必要性和可行性[J].煤炭工程,2003.
[2] 孟金锁.综放开采“原位”沿空掘巷探讨[J].岩石力学与工程学报,1999.。