缓倾斜特厚煤层综放开采合理开采厚度的确定

作者:樊运策;毛德兵 刊名:煤矿开采 上传者:邱晓珏

【摘要】在高产高效综放开采技术飞速发展的同时,特厚煤层综放也存在着直接顶冒落充填高度不够,存在安全隐患和放顶煤液压支架压坏等问题。从综放安全开采的角度出发,提出了综放开采一次采全厚合理开采厚度的确定方法。

全文阅读

1综放开采的发展及其安全开采问题高产高效综放开采技术近几年取得了前所未有的发展。2003年在兖州矿业集团兴隆庄煤矿试验成功“600万吨综放工作面设备配套与技术研究”,试验工作面取得了平均日产20376t(最高日产24047t),平均月产570532t(最高月产631668t),平均工效313t/工(最高工效36939t/工),累计采出率为8743%,工作面年产达到了684Mt的好成绩。此后,在潞安、平朔矿区相继装备了年产50Mt以上的大采高综放工作面。特别是平朔安家岭煤矿综放工作面的年产量已达到10Mt。年产15Mt的大同塔山煤矿,2个综放工作面即可保证矿井的产量。神华集团万利公司在建的宝德煤矿、柳塔煤矿以及亿利能源黄玉川煤矿等大型矿井所装备的综放工作面,年产达到5~10Mt。这些矿井多半开采10m以上的特厚煤层,其中一些矿井的煤层厚度在15m以上。尽管采用大采高综放,部分突破了《煤矿安全规程》第68条关于放顶煤开采采放比不能大于13的限制,但在实际生产过程中仍遇到一些难以克服的难题。主要表现为:(1)在煤层直接顶的垮落厚度偏小的情况下,冒落的直接顶不能充满采空区,在采空区形成空洞,容易积聚瓦斯,形成瓦斯库,很容易发生不测事故;(2)在冒落的直接顶不能充满采空区的情况下,工作面的支护体系发生结构性的变化,致使在厚层坚硬基本顶来压时,压垮支架。因此,对于特厚煤层有必要在给定直接顶和基本顶的条件下,确定一次采全厚开采的合理厚度。2合理综放开采厚度的确定21按采放比确定一次采全厚煤层厚度《煤矿安全规程》(2007版)第68条规定,“采放比大于13”的严禁采用放顶煤开采。这一条明确规定,在放顶煤工作面采高确定以后,工作面的采放厚度,即煤层厚度不能大于工作面采高的4倍。例如,工作面采高为3m时,可采煤层厚度的上限为12m。22按采空区充填高度确定一次采全厚煤层厚度《煤矿安全规程》(2007版)第68条同时规定,“坚硬顶板、坚硬顶煤不易冒落,且采取措施后冒放性仍然较差,顶板垮落充填采空区的高度不大于采放煤高度”的,严禁采用放顶煤开采。放顶煤开采的基本要求就是顶煤和直接顶能随采随冒,而且直接顶的冒落高度应能满足冒落的直接顶的充填高度应等于或大于采放煤高度,可以用下式表示:hmKp(1)式中,h为冒落直接顶厚度;m为开采煤层的厚度(采放煤高度);Kp为直接顶的碎胀系数,视岩性不同变化为115~18。因此,一次采全厚放顶煤的开采厚度为:mKph(2)在某一煤层条件下,按公式(2)和采放比计算的放顶煤开采厚度,可能有较大差距,但从执行规程角度考虑,应当以二者计算值最小的为准。例如某矿开采13m的特厚煤层,可冒落的直接顶厚度为98m。按公式(2)计算,进行一次采全厚放顶煤开采的厚度为1372m;如果综放开采工作面的采高确定为30m的话,则按采放比13计算,一次采全厚放顶煤开采的厚度为12m。如果不改变工作面采高,按照《煤矿安全规程》第68条的规定,该矿就不能采用一次采全厚放顶煤开采。3直接顶冒落高度不足的问题分析当综放工作面直接顶的冒落高度达不到采放高度时,除违反《煤矿安全规程》第68条的规定外,还会带来安全及工作面矿压显现诸方面的严重问题。(1)由于冒落的直接顶不能充满采出煤的空间,就在放煤口破碎矸石的上方与基本顶之间形成一个空洞(图1所示)。由于这一空洞的存在,在下一个开采循环顶煤垮落时,有一部分顶煤就落到这个空洞里而丢失。(2)冒落空洞的存在,给瓦斯积聚提供了空间,容易形成瓦斯库。同时,直接顶垮落充填厚度不足以形成工作面和采空区空洞之间的安全隔离带造成漏风。给空

参考文献

引证文献

问答

我要提问