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近距极近距下部煤层采煤工艺特征与措施

收藏本文 2024-01-23 点赞:6956 浏览:23492 作者:网友投稿原创标记本站原创

【摘要】由于自然运动作用的影响,很多煤矿的煤层分布都呈现出各种各样,形态不一的分布方式,这些不同的煤层分布给煤矿的开采带来了很大的困难。其中极近距煤层就是这样一种较为特殊的煤层分布形态。在我国的很多煤矿中都有这种煤层分布方式的存在。如何在不影响彼此开采作业的条件下保证生产的作业效率就成为了业界技术人员研究的重点问题。本文中主要针对了极近距煤层中下部煤层的开采技术特点以及相应的技术措施进行了研究。文章首先概述了极近距煤层的定义,继而以某矿区为例,来探讨了极近距下部煤层采煤的技术措施。
【关键词】极近距煤层;采煤技术;工艺特点;安全生产
随着我国煤矿产业的不断发展,越来越多的煤矿资源被发现并投入生产,极大的满足了我国社会经济发展中的煤炭需求。在这诸多的煤矿生产中,常常会遇到一些煤层的分布较为特殊,矿体形状与分布较为复杂,使煤矿开采具有了一定难度。本文中主要探讨了在极近距煤层的开采中,下部煤层所采用的开采技术与措施方法。在这种煤矿分布中,对上部的开采会在一定程度上对作业面的地下结构造成一定的损坏,而上部的地下结构也正是下部煤层的顶板结构,由于两层煤层之间的土层厚度较小,因此土体不够稳定,极易发生事故,影响到下部煤层的安全生产。如因上部煤层对底板产生集中压力,就会使下部的煤层遭受破坏,出现冒顶、漏顶或者漏风等现象,给下部煤层的支护施工、安全管理、回采施工都带来很大影响。因此,采取措施确保极近距煤层的正常生产与回采,是确保矿井工作效率与经济效益的关键。

1、极近距煤层概述

一般来讲,当煤矿的不同煤层之间的群层间距较小,会在开采的过程中出现相互影响的煤层都属于极近距煤层的范围,这种影响主要是指采煤工作面、巷道围岩、支护工程、自然灾害防治等等各种与开采生产有关的影响因素。极近距煤层之所以会出现煤层之间的相互影响作用,主要是因为当对上部的煤层进行开次时,会在一定程度上使上部的底板遭受破坏,应力的分布也会发生相应的变化,这样就会使得下部煤层的顶板压力也随之变化,这种不确定性的变化就会使得下部煤层的支护巷道等结构的稳定性受到很大影响,不利于下部煤层的施工。

2、极近距下部煤层采煤工艺特点及措施

为了能够更好的研究极近距下部煤层的施工技术方法,笔者决定以某煤矿区的开采为例,通过分析其在开采中所采用的工艺技术来具体介绍在这种煤层的开采中应当注意的事项。某矿区的工作面是该矿井中最上层的工作面,也是需要最先进行开采作业的工作面。该工作面的地质条件较为复杂,且煤层的产状并不如其他作业面的稳定。煤层厚度为2.6—6.68m,平均4.35m,中间夹有一层0.3m的夹石,煤层倾角1—6o,平均30,直接顶为粉砂岩,厚度1.7—3.16m,煤尘爆炸指救37%,煤的自然发火期为6个月。上覆为14号煤层为采空区,10号煤层,平均厚度1.97m。
2.1由于极近距煤层开采工作面超前支撑压力对煤璧压酥作用不大,煤壁、煤体坚硬,采煤机组截剖困难。为此采取以下措施:①在条件允许的情况下,增大采煤机机组功率,同时缩小滚筒直径来减小截谋阻力。②采用对煤体松动爆破方法。在极近距离煤层下层煤开采时,对煤体松动爆破既要起到煤体松动的作用,又不能破坏顶板的完整性。经过分析和试验后,决定采用爆破的施工方案来进行开采。
2.2开采极近距煤层时,其下部煤层工作面的矿压显现规律不同于单一煤层工作面,其开采过程大致分为三个阶段:从实体煤向采空区推进、在采空区下开采、从采空区向实体煤推进。以实体煤向采空区推进为例。本工作面实体煤下推进时,支架阻力平稳,安全阀按周期来压步距28—35 m均匀开启;当工作面推进到上覆采空区前30-7m时,工作面及巷道片帮严重,顶板压力增大,局部顶板破碎冒落,支架阻力增大到30MPa左右,安全阀开启率逐渐增加;当工作面推进至距采空区边界7m时,工作面进入煤体的塑性变形区,顶板压力变小,煤壁片帮现象减轻,但是工作面的顶煤无法留住。根据此情况下的矿压显现规律采取如下措施:在实体煤与采空区分界线前后20m范围内加强支护。两巷安全出口处,支设抬棚,并与顺槽平行,抬拥梁使用6m长钢轨,抬腿使用单体柱。在端头支架与顺槽煤壁间,每根棚梁支设2根单体柱。工作面支架采用及时超前移架,更换大护壁板为短护璧板。
2.3工作面顺槽两端头易形成冒落区并与上层采空区形成漏风通道,严重影响工作面的运输和通风。为此采取以下措施:
在极近距煤层下层煤开采时,为了防止工作面顺槽两端头形成冒落区,根据工作面初、末采的位置相对上层采空区边界可以选择外错或内错布置,不同的顺槽布置方式,超前支护的强度也有所不同。
内错式巷道时,巷道是在减压区内布置,围岩压力、压力显现、屈服范围均较小,易于施工和维护;外错式布置时,巷道布置在煤柱集中应力区域之内,巷道压力显现明显,围岩屈服范围较大,顶板易受拉破坏,以致使巷道难以维护。
顺槽内错布置时,工作面端头顶板压力最小,内错距离一般不小于4—7m,开在原来的顺槽支护基础上,每隔1m增加一排点柱对顶板进行加强支护即可,超前支护距离一般可以控制在15m左右,切眼和停采位置围岩控制可选锚网辅以锚索

摘自:毕业论文 格式www.udooo.com

补强支护方式。
顺槽外错布置时,由于端头区城的顶板处于上层煤柱传递的压力影响范围,压办明显升高,此时韵超前支护强度需要增强,支护密度应为顺槽内错布宜时的2倍,点柱的排距应减小至0.5m,超前支护距离也扩大至20—25m范围,外错距离应大于上层采空区支承压力影响距离,工作面在接近上层采空区边界25—30m之前请斜推进,以避免顶板大面积同时遭受上层采空区外的支承压力作用。
从巷道施工和维护角度考虑,在极近距离煤层开采条件下,下部煤层工作面巷道布置应避开支承压力显现区,即采用内错式巷道布置明显好于外错式。
2.4由于受上部煤层开采的影响,下部的煤层常会与上部的采空区相通,使得工作面出现了漏风现象,甚至上部煤层的瓦斯气体等有害其他还会随风进入下部采煤作业面,影响下部开采人员的正常呼吸。为此,为了能够有效控制通风系统,可以采取在回采的工作面安装一定的局扇来减少风力带来的压强,减小回风顺槽的负荷。
3、结语
总之,在煤矿开采的过程中,若遇到极近距煤层的煤矿分布形式,就应当尤其注意开采中的现场管理,协调好上部煤层与下部煤层的施工进度与施工方式,尽可能的避免上部煤层在开采中对下部煤层的工作面造成影响,同时下部煤层要积极采取措施来应对其所遇到的不利于生产的问题,以便在上部煤层开采时造成的空洞、漏风等现象发生时能够及时应对,以此来全面保障煤矿生产的安全、稳定与高效。

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