地方煤矿中倾斜长壁采煤法的应用研究
姜波
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姜波,. 地方煤矿中倾斜长壁采煤法的应用研究[J]. 煤炭技术研究,20223. DOI:10.12721/ccn.2022.157222.
摘要: 随着各领域科技的不断发展,我国针对矿井的开采方法也有了深入的研究,有效地对煤炭资源展开了合理的开发,目前,煤炭开采企业对于煤炭的开采还面临着一定的挑战,为了使煤炭资源能够实现稳定的供应,还需要对开采方法进行不断的改良。本文首先对倾斜长壁开采方法的优缺点进行了分析,然后对于此采煤法,在地方煤矿中的实际应用进行详细的分析,希望能够使煤炭实现科学高效的开采。
关键词: 地方煤矿;倾斜长壁采煤法;应用研究
DOI:10.12721/ccn.2022.157222
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引言:通过本文倾斜长壁开采方法在煤矿区的实际应用的分析,这种煤矿开采方法,不仅在采面生产系统上得到了简化,而且矿井投产前的工程量也有所减少,不再开采区使用上下山巷道,煤矿的开采建设达到了高产高效的目标。另外,倾斜长壁采煤法的使用在地方煤矿中,其优势要比走向长壁采煤法更高,能够实现高产高效的煤炭开发。

一、倾斜长壁开采的优缺点分析

(一)倾斜长壁开采的优点

1.巷道布置简单,巷道掘进和维护费用低,准备时间短、投产快。由于减少了一些采区准备巷道,巷道工程量和掘进费用能减少15%左右,能够缩短矿井建设时间;在井底车场和少量的大巷施工完毕后,能很快准备采煤工作面,组织生产;在生产期间,巷道工程量的减少,有利于采掘接替;同时,还能减少巷道维护工作量和维护费用。

2.运煤系统简单,占用设备少,运输费用低。工作面出煤可经一套运输设备直达水平大巷,减少运输环节,简化生产系统,运输设备占用量和辅助人员可减少53%左右。

3.可以保持固定方向,因此,能使回采工作面长度基本不变,减少由于工作面长度变化需要增减工作面支架数目、输送机长度而产生的辅助工作时间和辅助工作量。同时,工作面沿倾斜推进长度增大,减少采煤工作面的搬迁次数,对于机械化采煤,十分有利。

4.倾斜长壁工作面的通风线路、风流方向变化步,巷道交叉和风桥等通风建筑物减少约30%,漏风少,有效风量较高,还能较好地保证工作面独立通风。

5.技术经济效果好。工作面单产、巷道掘进率、煤炭采出率、劳动生产率、吨煤成本等指标,都能相对提高。

(二)倾斜长壁开采的缺点

1.长距离的倾斜巷道,掘进速度较慢,工效较低,辅助运输和行人困难。

2.采掘、运输设备对煤层倾角较大的倾斜长壁工作面适应性差。

3.采用矿车运煤时,大巷装车点较多,相邻分带之间运输干扰较大,大巷运输能力受限。

4.分带斜巷和俯采工作面内积水排出困难;对水文地质条件复杂,涌水量较大的矿井,仰斜开采时,工作面下部要布置泄水巷和排水设施。随着煤矿技术人员应用倾斜长壁开采的实践和创新,以及煤矿机械设计制造水平的提高,通过采用先进的辅助运输机械、改进现有工作面设备、加强瓦斯检查等合理的技术措施,上述缺点正逐步得到解决。

二、倾斜长壁采煤法在地方煤矿中实际应用分析

(一)矿井概况

淮南张集煤矿设计生产能力为400万t/a。采用立井开拓,东西两翼集中大巷的开拓布置方式,井田内含可采煤层12层,煤层倾角一般3~10。,局部10。以上。矿井首先开采的13—1煤层,600m水平大巷上方采用倾斜长壁、顶板全部垮落的采煤方法,实行综合机械化开采。

(二)倾斜长壁开采主要参数

1.工作面长度

据统计,国外先进采煤国家综采工作面平均长度约为250 m,国内综采放顶煤工作面平均长度约为170 m,最长达220m。

2.工作面推进方向

考虑到井田内煤质松软易片帮及瓦斯含量较大等因素,根据矿井开拓布局,600 m水平大巷上方采区均划分条带采用俯斜长壁开采。

3.工作面推进长度

煤矿工作面推进长度则根据煤层自然条件即采区边界确定,西一13-1上采区上至井田回采上限防水煤柱线,下至水平大巷的保护煤柱线,各工作面可推进长度为900~1500 m;东一13—1采区则上至采区边界大断层,下至水平大巷的保护煤柱线,各工作面可推进长度为1500~2000m。

(三)巷道布置及回采工艺

1.巷道布置形式

按照少投入、早投产、滚动发展的精神,矿井首采区选择在紧邻工业广场煤柱的西一13—1上采区。首采区内布置两个工作面:A工作面和B工作面。矿井井筒和井底车场工程完毕后,西翼轨道大巷、西冀胶带机大巷和西翼回风大巷共3条水平大巷各向前掘进一段,即可施工首采面准备巷道。准备巷道仅有4条:1212进风提料小上山、1212工作面煤仓、1212轨道回风斜巷、1212运输回风斜巷,最长线工期不超过半年,然后可转入轨道巷和运输巷的掘进,1212工作面可以很快准备出来投入生产;1215工作面巷道布置形式与1212工作面完全相同。

2.巷道布置特点

在准备或回采工作面的同时,水平大巷之间每隔一定距离增加必要的联络巷道,仍可以继续向前施工。大巷每到一个工作面位置,可以根据生产安排预留位置或施工工作面准备巷道;随着水平大巷的向前推进,同一采区同一煤层可以布置多工作面同时开采。另外,倾斜长壁工作面巷道是沿倾向布置的,由于存在倾角因素,煤层巷道总的趋势是一定的,与走向巷道相比,倾向工作面巷道形成波状凹洼的情况极少,从而使巷道内轨道或胶带机的趋向一定,运行就比较稳定、排水系统等也较通畅。

3.回采工艺

综放工艺:首采面1212(3)工作面设计为综合机械化放顶煤开采,其回采工艺过程为:割煤、移架、推前刮板输送机、拉后刮板输送机、割煤、移架、推前刮板输送机、放煤、拉后刮板输送机。采用煤机端头斜切进刀,双向割煤,往返进两刀,割煤步距为0.6m。工作面采高为2.2~2.4 m,放煤高度为1.2~2.55 m,采放比为1:0.55~1.16。放煤步距为1.2m。作业方式为两采一准,即夜、早班采煤,中班检修。

大采高综采工艺:矿井投产第二个面1215工作面设计为一次采全高综合机械化开采其回采工艺过程为:割煤、移架、推刮板输送机、割煤。采用煤机端头斜切进刀,双向割煤,往返进两刀,割煤步距为0.6m。工作面采高为3.7m。作业方式为两采一准,即夜、早班采煤,中班检修

(四)安全生产效果

1.安全情况

斜巷运输:与走向长壁开采相比,倾斜长壁开采长距离的巷道斜巷增加了许多不安全因素。虽然采用了先进的SQ一1200型无极绳绞车,但矿车掉道时有发生,处理起来则非常困难和不安全。另外,紧随工作面的开关列车时刻悬挂在运输巷道斜巷内,由于移动频繁且重量大,给安全管理增加了难度。首采面1212工作面接近收作段,煤层倾角局部偏大,检修班下移开关列车时,发生了一起放大滑事故,撞坏几台大设备,直接经济损失达2000万元。因此,倾斜长壁工作面要特别加强巷道的运输管理工作。

2.瓦斯管理:由于是俯斜开采,工作推进方向与瓦斯上浮方向相反,另外又采取了沿工作面煤层打顺层钻孔抽放煤层瓦斯及工作面顶板距回风巷侧18 m布置瓦斯抽排巷及合理配置风量等综合治理措施,两工作面均无瓦斯超限现象,确保了安全生产。

3.高产高效

张集煤矿于2001年11月18日正式投产,首采面1212工作面在正常情况生产的8个月内,累计出煤141.7万t,平均月产17.7万t,最高月产23.02万t;1215工作面在正常生产的4个月内,累计出煤84.1万t,平均月产21.04万t,最高月产22.29万t。其投产第一年达到且超过了设计生产能力,实现了高产高效矿井目标。

三、结语

倾斜长壁开采方法,取消了采区上、下山巷道,简化了采面生产系统,减少了矿井投产前工程量,实现了建设高产高效矿井的目标。倾斜长壁采煤法在张集煤矿的成功实践说明,在煤层条件适宜的矿井(或采区),采用倾斜长壁采煤法,明显优于走向长壁采煤法。

参考文献:

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