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摘要:通过对极复杂地质条件煤柱回收技术的研究和实践,总结出了切实可行的回收技术,应用此技术可提高矿井煤炭资源的回收率,延长矿井的服务年限。
关键词:煤柱;仰采;提高资源回收率
1. 前言
淮北石台矿业有限责任公司石台煤矿于1976年投产,主采3 煤层,煤种为主焦煤,设计产量60万吨/ 年,最高年产量达150万吨/ 年,经过45年开采,剩余可采储量512.5万吨,属于资源枯竭矿山。为了减少各类煤柱损失,提高资源回收率,根据现场的地质情况,积极研究复杂地质条件下煤柱的回收技术,顺利实现了岩浆侵蚀区回收煤柱,提高资源回收率。取得了较好的经济效益和社会效益。
2. 工作面概况
Ⅱ3101工作面位于南一采区中段,为一水平南大巷保护煤柱,一水平回采结束后,准备回收该煤柱,Ⅱ3101工作面四周均为采空区,工作面走向長度564m,斜长126m,3煤层后3.6m,煤层倾角0°~27°,平均23°,童台向斜从工作面中部穿过,工作面附近有392、Ⅰ42-4封闭不良钻孔,切眼位置地面为龙河。该工作面受岩浆侵蚀影响,煤层顶部多蚀变为天然焦或被侵蚀为火成岩,厚0.2~1.2m,平均厚度0.6m;煤层局部含一层夹矸,厚0.1~0.3m。可采储量32.6万吨;工作面平面图如下图所示(图1)。
该工作面直接顶为泥岩,厚6.3m,深灰色,致密块状,性脆。老顶为细砂岩,厚度5.9m,灰黑色,块状,含砂质不均。
直接底为砂质泥岩,厚4.3m,深灰色,微含炭质。
老底为细砂岩,厚13.2m,灰白色,中粒,石英为主,含细砂岩条带,中厚层状,性硬。
3. 方案的提出
Ⅱ3101工作面煤层受到童台向斜影响,回采时必须先大角度俯采,过向斜轴部后进入大角度仰采,若采用普通倾斜长壁采煤法对该上山煤柱进行回收,仰采角度过大,无法保证安全回采,若采用走向长壁采煤法进行回采,则不能将上山煤柱完全回收。通过特殊三机配套和支架改造将能实现上山煤柱的安全回收。
4. 开采技术难度分析
4.1 Ⅱ3101工作面倾角大,煤机与溜槽,支架超前护帮防片工作十分重要,安全与机械现场管理上管理难度巨大。
4.2 Ⅱ3101工作面沿走向推进过程中,需过10处老巷,蹬空4 处,管理工作量大,管理较困难。
4.3 Ⅱ3101工作面为孤岛工作面,周边均已回采,且向斜轴部应力集中,支护难度增加,顶板管理困难。
4.4 工作面前期俯采,后期工作面整体仰采,工作面回采角度转换期间顶板管理难度随之加大。
5. 技术方案研究
5.1 煤机选择
煤机在大角度仰俯采期间煤机滑靴是最易损的部位,所以在选择煤机时我们对滑靴进行改造,采用可替换的不同高度的滑靴解决仰俯采期间滑靴易损问题;同时考虑到仰采角度最大27度的现场情况,煤机滚筒选择小截深的,以改善煤壁片帮程度,减小顶板支护难度。
5.2 支架选择
在支架选择上对初撑力与工作阻力提高一个档次进行选择,超前支护采用二级护帮,并且对支架立柱前进行改造,加装防飞矸网板,提高仰采期间的安全防护等级。支架采用电液控,实现远距离操作,将操作人员从威胁区域转移到安全区域进行支架控制。
5.3 特殊的安全技术措施
本工作面在回采前编制了俯采期间、俯采与仰采转换期间及仰采期间的三个专项安全技术措施,措施中对主要几个关键工序进行了详细的规定,并且在关键地点设置了视频监控,工序转换要现场安全确认并举牌示意。
6. 效果
Ⅱ3101工作面通过一系列的安全技术措施和有效现场管理,克服了煤焦混采、蹬空采煤、过老巷、俯采和仰采在向斜轴部的转换等一系列技术难题,取得了成功,经报表统计,其累计采出量为336127吨,工作面回采率达93.6%,扣除原计算采出的煤量326077吨,天然焦累计采出量为10050吨,按目前主焦煤综合煤炭市场价850元 /吨计算,可为石台煤矿增加经济净收入10083.8万元。
7. 结论
在极复杂地质条件下对上山煤柱进行回收是完全可行的,工作面采取的措施科学合理,能够有效的解决在回采过程中的一系列技术难题,减少了煤炭资源的损失,缓解了采掘衔接矛盾,延长矿井服务年限,取得了良好的经济效益和社会效益,对后期煤柱工作面的回采具有指导意义。
参考文献:
[1] 康建安.我国煤矿机械发展现状及发展趋势[J].山西煤炭,2005.06。
[2] 徐永圻.采矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003。
关键词:煤柱;仰采;提高资源回收率
1. 前言
淮北石台矿业有限责任公司石台煤矿于1976年投产,主采3 煤层,煤种为主焦煤,设计产量60万吨/ 年,最高年产量达150万吨/ 年,经过45年开采,剩余可采储量512.5万吨,属于资源枯竭矿山。为了减少各类煤柱损失,提高资源回收率,根据现场的地质情况,积极研究复杂地质条件下煤柱的回收技术,顺利实现了岩浆侵蚀区回收煤柱,提高资源回收率。取得了较好的经济效益和社会效益。
2. 工作面概况
Ⅱ3101工作面位于南一采区中段,为一水平南大巷保护煤柱,一水平回采结束后,准备回收该煤柱,Ⅱ3101工作面四周均为采空区,工作面走向長度564m,斜长126m,3煤层后3.6m,煤层倾角0°~27°,平均23°,童台向斜从工作面中部穿过,工作面附近有392、Ⅰ42-4封闭不良钻孔,切眼位置地面为龙河。该工作面受岩浆侵蚀影响,煤层顶部多蚀变为天然焦或被侵蚀为火成岩,厚0.2~1.2m,平均厚度0.6m;煤层局部含一层夹矸,厚0.1~0.3m。可采储量32.6万吨;工作面平面图如下图所示(图1)。
该工作面直接顶为泥岩,厚6.3m,深灰色,致密块状,性脆。老顶为细砂岩,厚度5.9m,灰黑色,块状,含砂质不均。
直接底为砂质泥岩,厚4.3m,深灰色,微含炭质。
老底为细砂岩,厚13.2m,灰白色,中粒,石英为主,含细砂岩条带,中厚层状,性硬。
3. 方案的提出
Ⅱ3101工作面煤层受到童台向斜影响,回采时必须先大角度俯采,过向斜轴部后进入大角度仰采,若采用普通倾斜长壁采煤法对该上山煤柱进行回收,仰采角度过大,无法保证安全回采,若采用走向长壁采煤法进行回采,则不能将上山煤柱完全回收。通过特殊三机配套和支架改造将能实现上山煤柱的安全回收。
4. 开采技术难度分析
4.1 Ⅱ3101工作面倾角大,煤机与溜槽,支架超前护帮防片工作十分重要,安全与机械现场管理上管理难度巨大。
4.2 Ⅱ3101工作面沿走向推进过程中,需过10处老巷,蹬空4 处,管理工作量大,管理较困难。
4.3 Ⅱ3101工作面为孤岛工作面,周边均已回采,且向斜轴部应力集中,支护难度增加,顶板管理困难。
4.4 工作面前期俯采,后期工作面整体仰采,工作面回采角度转换期间顶板管理难度随之加大。
5. 技术方案研究
5.1 煤机选择
煤机在大角度仰俯采期间煤机滑靴是最易损的部位,所以在选择煤机时我们对滑靴进行改造,采用可替换的不同高度的滑靴解决仰俯采期间滑靴易损问题;同时考虑到仰采角度最大27度的现场情况,煤机滚筒选择小截深的,以改善煤壁片帮程度,减小顶板支护难度。
5.2 支架选择
在支架选择上对初撑力与工作阻力提高一个档次进行选择,超前支护采用二级护帮,并且对支架立柱前进行改造,加装防飞矸网板,提高仰采期间的安全防护等级。支架采用电液控,实现远距离操作,将操作人员从威胁区域转移到安全区域进行支架控制。
5.3 特殊的安全技术措施
本工作面在回采前编制了俯采期间、俯采与仰采转换期间及仰采期间的三个专项安全技术措施,措施中对主要几个关键工序进行了详细的规定,并且在关键地点设置了视频监控,工序转换要现场安全确认并举牌示意。
6. 效果
Ⅱ3101工作面通过一系列的安全技术措施和有效现场管理,克服了煤焦混采、蹬空采煤、过老巷、俯采和仰采在向斜轴部的转换等一系列技术难题,取得了成功,经报表统计,其累计采出量为336127吨,工作面回采率达93.6%,扣除原计算采出的煤量326077吨,天然焦累计采出量为10050吨,按目前主焦煤综合煤炭市场价850元 /吨计算,可为石台煤矿增加经济净收入10083.8万元。
7. 结论
在极复杂地质条件下对上山煤柱进行回收是完全可行的,工作面采取的措施科学合理,能够有效的解决在回采过程中的一系列技术难题,减少了煤炭资源的损失,缓解了采掘衔接矛盾,延长矿井服务年限,取得了良好的经济效益和社会效益,对后期煤柱工作面的回采具有指导意义。
参考文献:
[1] 康建安.我国煤矿机械发展现状及发展趋势[J].山西煤炭,2005.06。
[2] 徐永圻.采矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003。