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[摘 要]随着我国采煤业的飞速发展,采煤技术与方法显得越来越重要,本文主要阐述了采煤方法的一般分类,选择采煤方法的原则及需要考虑的各种因素。
[关键词]采煤方法 分类 原则 因素 高效
中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)07-0044-01
随着我国采煤业的飞速发展,采煤技术与方法显得越来越重要,合理科学的采煤方法有利于保障煤炭生产安全、提高生产效益,下面是我对我国采煤方法的一些认识。
采煤方法是指根据不同的矿山地质及技术条件,可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合,从而构成多种多样的采煤方法。采煤方法是指采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。不同采煤工艺与采区内相关巷道布置的组合,构成了不同的采煤方法。
我国煤炭资源分布广,赋存条件复杂多样,开采地质条件各异,从而形成了多样化的采煤方法。采煤方法的分类方法很多,通常按采煤工艺、矿压控制持点,一般将采煤方法分为壁式体系和柱式体系两大类。
1.壁式体系采煤法
又称长壁体系采煤方法,以长工作面采煤为主要特征,是我国目前应用最普遍的一种采煤方法。该方法具有如下一般特点:
(1)在采煤工作面的两端各至少布置一条巷道,构成完整的生产系统。其中,为采煤工作面运煤、通风、行人等服务的巷道称为区段运输平巷,为工作面运料、回风等服务的巷道称为区段回风平巷。
(2)采煤工作面长度较长,一般在80~250m以上。
(3)采煤工作面可分别采用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机破煤和装煤,用与工作面煤壁平行铺设的可弯曲刮板输送机运煤,用自移液压支架或单体液压支柱与铰接顶梁组成的单体支架支护采煤工作面工作空间,用全部垮落法或充填法处理采空区。
(4)随着采煤工作面推进,顶板暴露面积增大,矿山压力显现较为强烈。
壁式体系采煤法,按煤层倾角的大小,可分为缓斜、倾斜煤层采煤法和急斜煤层采煤法。
按开采煤层的厚度大小,可分为薄煤层采煤法、中厚煤层采煤法、厚煤层采煤法。
按工作面布置和推进方向不同,分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。前者的主要特点是采煤工作面沿煤层倾斜布置、沿走向推进,后者则是采煤工作面沿煤层大致的走向布置、沿倾斜向上或向下推进。倾斜长壁采煤法又分为仰斜长壁和俯斜长壁两种类型,工作面沿煤层倾斜方向自上而下推进的称为俯斜长壁,工作面沿倾斜方向自下而上推进的称为仰斜长壁。
按采煤工艺不同,分为爆破采煤法、普通机械化采煤法和综合机械化采煤法。
按采空区的处理方法不同,分为全部垮落采煤法、煤柱支撑(刀柱)采煤法、充填采煤法。
按煤层的开采方式不同,分为整层采煤法和分层采煤法。整层开采可分为单一长壁采煤法、放顶煤采煤法与掩护支架采煤法。分层开采可分为倾斜分层采煤法、水平分层采煤法、斜切分层采煤法、水平分段放顶煤采煤法。
2.柱式体系采煤法
柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤法,是以房、柱间隔采煤为主要特征,常见的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。
采煤方法的选择是煤矿安全生产的重要内容,它将直接影响矿井安全生产和煤矿企业各项技术经济指标。选择采煤方法应当结合区域经济特点,根据煤层赋存条件、矿井开采技术水平等因素,选用技术先进、经济合理、安全生产条件好、资源回收率高的采煤方法。
选择采煤方法,必须满足安全、经济、煤炭采出率高的基本原则,努力实现高产高效安全生产。所谓安全,就是必须贯彻“安全第一”的生产方针,做到采煤工艺先进合理,采煤系统可靠,技术措施完善。经济就是指高产、高效、低耗、低成本,煤炭质量好。采出率高就是要求尽量减少煤柱损失,减少采煤工作面留煤损失和泼洒损失,最大限度地提高煤炭资源采出率,以达到国家要求。选择采煤方法应当遵循的三个基本原则,是密切联系又相互制约的,在选择时应当综合考虑。
为了满足采煤方法选择的原则要求,在选择和设计采煤方法时,必须充分考虑到具体的地质、技术和经济因素的影响。
1.地质因素。煤层倾角。煤层倾角是影响采煤方法选择的重要因素。煤层倾角的变化不仅直接影响到采煤工作面推进方向、破煤方式、运煤方式、工作面长度、支护方式、采空区处理方法,而且还直接影响到采区巷道布置、运输方式、通风系统、顶板灾害防治措施以及各种参数的选择。一般条件下,倾角小于12?的煤层,有利于采用巷道系统简单的倾斜长壁采煤法;倾角大于12?的煤层,多数采用走向长壁采煤法。
煤层厚度。煤层厚度及其变化也是影响采煤方法选择的重要因素。根据煤层的厚度,可以选择相应的采煤方法。一般条件下,薄及中厚煤层通常采用一次采全高的采煤方法,厚煤层可采用大采高综合机械化采煤一次采全高、放顶煤采煤方法,也可以采用分层开采的方法。此外,煤层厚度还会影响到采煤工作面的长度,影响采空区处理方法的选择。在开采自然发火期较短的厚煤层时,就必须采取综合预防煤层自然发火的措施,采用全部充填法或局部充填法处理采空区。
煤层特征及顶底板稳定性。煤层的硬度、煤层的结构(含夹矸情况)、含煤层数及煤层顶底板岩石的稳定性,都直接影响到采煤机械、采煤工艺以及采空区处理方法的选择,影响着采区巷道布置、巷道维护方法、采区主要参数的确定。
煤层地质构造。采煤工作面内的断层、褶皱、陷落柱等地质构造,直接影响着采煤方法的选择和应用。由于地质构造的影响,有时不得不放弃技术先进的采煤方法,而采用适应性较强、安全可靠性較高的采煤方法。一般情况下,对于地质构造简单,埋藏条件稳定的煤层,有利于选用综合机械化采煤方法;对于地质构造复杂、埋藏条件不稳定的煤层,可选用普通机械化采煤、爆破落煤采煤方法以及其他适应性较强、安全可靠性较高的采煤方法;多走向断层的煤层宜采用走向长壁采煤法;多倾斜断层的煤层,宜采用倾斜长壁采煤法。因此,在选择采煤方法之前,必须加强地质勘查和测量工作,准确掌握开采范围内的地质构造情况,以便正确地选择适宜的采煤方法。
煤层含水性。煤层及其顶底板含水量较大时,需要在采煤工作面开采前采取疏排水措施,或在采煤过程中布置疏排水设施,应在选择采煤方法时加以充分考虑。
煤层瓦斯含量。煤层瓦斯含量较高时,在选择采煤方法时,应当考虑布置预抽瓦斯专用巷道和预抽瓦斯钻孔,并通过瓦斯管网进行瓦斯抽放。还要考虑在开采过程中加强通风和瓦斯管理,防止瓦斯事故的发生。
煤层自然发火倾向性。煤层自然发火倾向性直接影响着采区巷道布置、工作面参数、巷道维护方法和采煤工作面推进方向等,决定着是否需要采取防火灌浆措施或选用充填采煤法,在选择采煤方法时应予以考虑。
2.矿井管理水平
矿井管理水平及员工素质对采煤方法的选择也会产生一定的影响,在选择和应用那些技术要求高、生产组织复杂、管理比较复杂的采煤方法(如大采高一次采全高综采、大倾角综采、急斜煤层伪斜短壁采煤法、急斜煤层伪俯斜走向长壁采煤法等)时,应在加强对员工安全技术培训的前提下,按照先易后难原则,有计划地、循序渐进地逐步试用,在掌握其技术要领并积累一定实践经验后再推广应用。选择采煤方法时,应避免忽视企业管理水平和员工素质的实际情况,在条件尚不具备的情况下,盲目采用新的采煤技术和新工艺。
3.矿井经济效益
矿井的经济效益是选择采煤方法的重要因素。在选择采煤方法时,要研究拟采用采煤方法的投入和产出关系,考虑企业的投资能力和采煤方法的经济效果。还要考虑设备供应和配件、消耗材料的供应情况,尽量保证生产消耗材料能就地取材,以降低原煤生产成本。
选择合适的采煤方法,对提高矿井生产管理水平和煤矿企业经济效益,改变矿井技术面貌起着决定性作用。我国采煤方法的发展方向,就是要因地制宜地发展高产高效安全的采煤方法。
[关键词]采煤方法 分类 原则 因素 高效
中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)07-0044-01
随着我国采煤业的飞速发展,采煤技术与方法显得越来越重要,合理科学的采煤方法有利于保障煤炭生产安全、提高生产效益,下面是我对我国采煤方法的一些认识。
采煤方法是指根据不同的矿山地质及技术条件,可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合,从而构成多种多样的采煤方法。采煤方法是指采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。不同采煤工艺与采区内相关巷道布置的组合,构成了不同的采煤方法。
我国煤炭资源分布广,赋存条件复杂多样,开采地质条件各异,从而形成了多样化的采煤方法。采煤方法的分类方法很多,通常按采煤工艺、矿压控制持点,一般将采煤方法分为壁式体系和柱式体系两大类。
1.壁式体系采煤法
又称长壁体系采煤方法,以长工作面采煤为主要特征,是我国目前应用最普遍的一种采煤方法。该方法具有如下一般特点:
(1)在采煤工作面的两端各至少布置一条巷道,构成完整的生产系统。其中,为采煤工作面运煤、通风、行人等服务的巷道称为区段运输平巷,为工作面运料、回风等服务的巷道称为区段回风平巷。
(2)采煤工作面长度较长,一般在80~250m以上。
(3)采煤工作面可分别采用爆破、滚筒式采煤机或刨煤机破煤和装煤,用与工作面煤壁平行铺设的可弯曲刮板输送机运煤,用自移液压支架或单体液压支柱与铰接顶梁组成的单体支架支护采煤工作面工作空间,用全部垮落法或充填法处理采空区。
(4)随着采煤工作面推进,顶板暴露面积增大,矿山压力显现较为强烈。
壁式体系采煤法,按煤层倾角的大小,可分为缓斜、倾斜煤层采煤法和急斜煤层采煤法。
按开采煤层的厚度大小,可分为薄煤层采煤法、中厚煤层采煤法、厚煤层采煤法。
按工作面布置和推进方向不同,分为走向长壁采煤法和倾斜长壁采煤法。前者的主要特点是采煤工作面沿煤层倾斜布置、沿走向推进,后者则是采煤工作面沿煤层大致的走向布置、沿倾斜向上或向下推进。倾斜长壁采煤法又分为仰斜长壁和俯斜长壁两种类型,工作面沿煤层倾斜方向自上而下推进的称为俯斜长壁,工作面沿倾斜方向自下而上推进的称为仰斜长壁。
按采煤工艺不同,分为爆破采煤法、普通机械化采煤法和综合机械化采煤法。
按采空区的处理方法不同,分为全部垮落采煤法、煤柱支撑(刀柱)采煤法、充填采煤法。
按煤层的开采方式不同,分为整层采煤法和分层采煤法。整层开采可分为单一长壁采煤法、放顶煤采煤法与掩护支架采煤法。分层开采可分为倾斜分层采煤法、水平分层采煤法、斜切分层采煤法、水平分段放顶煤采煤法。
2.柱式体系采煤法
柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤法,是以房、柱间隔采煤为主要特征,常见的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。
采煤方法的选择是煤矿安全生产的重要内容,它将直接影响矿井安全生产和煤矿企业各项技术经济指标。选择采煤方法应当结合区域经济特点,根据煤层赋存条件、矿井开采技术水平等因素,选用技术先进、经济合理、安全生产条件好、资源回收率高的采煤方法。
选择采煤方法,必须满足安全、经济、煤炭采出率高的基本原则,努力实现高产高效安全生产。所谓安全,就是必须贯彻“安全第一”的生产方针,做到采煤工艺先进合理,采煤系统可靠,技术措施完善。经济就是指高产、高效、低耗、低成本,煤炭质量好。采出率高就是要求尽量减少煤柱损失,减少采煤工作面留煤损失和泼洒损失,最大限度地提高煤炭资源采出率,以达到国家要求。选择采煤方法应当遵循的三个基本原则,是密切联系又相互制约的,在选择时应当综合考虑。
为了满足采煤方法选择的原则要求,在选择和设计采煤方法时,必须充分考虑到具体的地质、技术和经济因素的影响。
1.地质因素。煤层倾角。煤层倾角是影响采煤方法选择的重要因素。煤层倾角的变化不仅直接影响到采煤工作面推进方向、破煤方式、运煤方式、工作面长度、支护方式、采空区处理方法,而且还直接影响到采区巷道布置、运输方式、通风系统、顶板灾害防治措施以及各种参数的选择。一般条件下,倾角小于12?的煤层,有利于采用巷道系统简单的倾斜长壁采煤法;倾角大于12?的煤层,多数采用走向长壁采煤法。
煤层厚度。煤层厚度及其变化也是影响采煤方法选择的重要因素。根据煤层的厚度,可以选择相应的采煤方法。一般条件下,薄及中厚煤层通常采用一次采全高的采煤方法,厚煤层可采用大采高综合机械化采煤一次采全高、放顶煤采煤方法,也可以采用分层开采的方法。此外,煤层厚度还会影响到采煤工作面的长度,影响采空区处理方法的选择。在开采自然发火期较短的厚煤层时,就必须采取综合预防煤层自然发火的措施,采用全部充填法或局部充填法处理采空区。
煤层特征及顶底板稳定性。煤层的硬度、煤层的结构(含夹矸情况)、含煤层数及煤层顶底板岩石的稳定性,都直接影响到采煤机械、采煤工艺以及采空区处理方法的选择,影响着采区巷道布置、巷道维护方法、采区主要参数的确定。
煤层地质构造。采煤工作面内的断层、褶皱、陷落柱等地质构造,直接影响着采煤方法的选择和应用。由于地质构造的影响,有时不得不放弃技术先进的采煤方法,而采用适应性较强、安全可靠性較高的采煤方法。一般情况下,对于地质构造简单,埋藏条件稳定的煤层,有利于选用综合机械化采煤方法;对于地质构造复杂、埋藏条件不稳定的煤层,可选用普通机械化采煤、爆破落煤采煤方法以及其他适应性较强、安全可靠性较高的采煤方法;多走向断层的煤层宜采用走向长壁采煤法;多倾斜断层的煤层,宜采用倾斜长壁采煤法。因此,在选择采煤方法之前,必须加强地质勘查和测量工作,准确掌握开采范围内的地质构造情况,以便正确地选择适宜的采煤方法。
煤层含水性。煤层及其顶底板含水量较大时,需要在采煤工作面开采前采取疏排水措施,或在采煤过程中布置疏排水设施,应在选择采煤方法时加以充分考虑。
煤层瓦斯含量。煤层瓦斯含量较高时,在选择采煤方法时,应当考虑布置预抽瓦斯专用巷道和预抽瓦斯钻孔,并通过瓦斯管网进行瓦斯抽放。还要考虑在开采过程中加强通风和瓦斯管理,防止瓦斯事故的发生。
煤层自然发火倾向性。煤层自然发火倾向性直接影响着采区巷道布置、工作面参数、巷道维护方法和采煤工作面推进方向等,决定着是否需要采取防火灌浆措施或选用充填采煤法,在选择采煤方法时应予以考虑。
2.矿井管理水平
矿井管理水平及员工素质对采煤方法的选择也会产生一定的影响,在选择和应用那些技术要求高、生产组织复杂、管理比较复杂的采煤方法(如大采高一次采全高综采、大倾角综采、急斜煤层伪斜短壁采煤法、急斜煤层伪俯斜走向长壁采煤法等)时,应在加强对员工安全技术培训的前提下,按照先易后难原则,有计划地、循序渐进地逐步试用,在掌握其技术要领并积累一定实践经验后再推广应用。选择采煤方法时,应避免忽视企业管理水平和员工素质的实际情况,在条件尚不具备的情况下,盲目采用新的采煤技术和新工艺。
3.矿井经济效益
矿井的经济效益是选择采煤方法的重要因素。在选择采煤方法时,要研究拟采用采煤方法的投入和产出关系,考虑企业的投资能力和采煤方法的经济效果。还要考虑设备供应和配件、消耗材料的供应情况,尽量保证生产消耗材料能就地取材,以降低原煤生产成本。
选择合适的采煤方法,对提高矿井生产管理水平和煤矿企业经济效益,改变矿井技术面貌起着决定性作用。我国采煤方法的发展方向,就是要因地制宜地发展高产高效安全的采煤方法。