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摘 要: 针对国投新集三矿开采急倾斜煤层所采用的伪倾斜柔性掩护支架采煤法回采率问题,以该矿的241105工作面为例,从技术到管理方面,成功的将该工作面回采率实现达到95%,不仅提高工作面资源回收率,也创造可观的经济效益,为今后提供技术支持和实践经验。
关键词: 急倾斜煤层;伪倾斜柔性掩护支架;工作面回采率;技术与管理
中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)0820131-01
0 引言
煤炭作为非再生能源,不论储量多么丰富,都会有取尽用竭的时候。因此,煤炭的回采率关系到国家的能源安全与发展。煤炭的工作面回采率是指工作面采出煤量占工作面动用储量的百分率。从这个定义来看,要想提高工作面回采率,关键是怎样使工作面的采出煤量尽可能多,也就是说,对工作面煤炭资源进行最大程度的回收,力争不丢煤或少丢煤。国投新集三矿根据多年来开采急倾斜煤层的经验,根据伪倾斜柔性掩护支架采煤法的特点和技术更新,综合采取了一系列旨在提高回采率的措施,取得了良好的效果。
1 概况
1.1 矿井概况
国投新集三矿为国投新集公司的第三对矿井,位于安徽省凤台县城西4km。主要开采急倾斜煤层,主采煤层为13-1煤、11-2煤和8-1煤,平均厚度3.2m,采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法。该矿井于1996年10月投产,设计年产量60万吨。由于十年多的高强度开采,矿井一水平储量已经采完,现在工作面全部进入二水平,三水平正在开拓。目前矿井的可采资源储量相对紧张,如何充分利用现有可采资源,提高工作面的回采率,缓解工作面接续及水平接续的困难是当务之急。
1.2 工作面概况
241105工作面位于24采区西翼,走向长769m,阶段高度30m,煤层倾角60~90°,煤层厚度2.0~4.2m。风巷在新西四石门西400~440m段煤层变薄,最薄处仅2.1m;机巷在新西四石门西368~385m段受构造影响煤层变薄,最薄处仅2.0m。
2 提高回采率的具体措施
2.1 架型的合理选择
241105工作面在掘进结束后,风、机巷从开切眼向外,每隔5~10m打一组探煤厚点(特殊地段须加密),以便准确掌握工作面内实际煤层厚度,然后根据煤厚资料,选择合理的架型。通过探测的煤厚资料,该面主要选择2.4~3.0m的“八”字型架料和2.4~4.2m的“一”字型架料。
按照规定,风巷扩巷及安装掩护支架,必须根据煤层厚度进行,扩巷必须扩到煤层顶板(作业规程要求扩到煤层底板的,必须扩到煤层底板),然后根据煤层厚度及时确定安装掩护支架的宽度。一般情况下,支架的宽度不应比煤层厚度小0.5m(中厚煤层)。特殊情况下,如工作面煤层倾角较小,工作面过断层、煤层变化带等,可以根据实际情况确定架宽,由技术科分管采煤的人员根据实际情况综合考虑,确定架子的安装宽度。
通过架型的合理选择,支架由顶板到底板,基本上确保了工作面一次采全高,减少了丢煤量,使煤炭的回收率大大的提高。
2.2 风巷回柱放顶及老塘煤的回收
根据工作面设计,风巷上与上一个面采空区留有5m的保护煤柱。风巷摆架子回棚后,平架上部煤柱不冒落时,必须进行强制放顶,以使被支架压实,保证回采安全。(见图1)
工作面正常推进时,为了使保护煤柱的煤得以顺利的回收,采取在斜架子的上拐点、中部、下拐点及架尾等处进行架外放煤,每个放煤眼口距离为5~10m。放煤标准为放煤口出现矸石或放不出煤为止。放架外煤方法及安全措施为:
1)由底板侧进行放煤作业。
2)放架外煤采用长把工具配合手镐、铲子进行。
3)放煤前必须在放煤口上下端沿倾斜方向每隔1米打上牢固可靠的点柱。
4)放煤时,人员必须站在安全地点进行作业,放煤时人员的头,身体和四肢严禁进入采空区。
5)工作面只准安一组人员进行放煤作业,由下向上逐次进行,一轮放完后方可进行下一轮的放煤作业。
6)用搪柴、笆片等将放煤口背实、管理好。
2.3 架尾煤的回收
按照伪倾斜掩护支架采煤法,煤层较薄或赋存不稳定时,工作面机巷至架尾平架段留有3m左右煤柱厚度。241105工作面在断层带附近,煤层赋存情况变化较大,故采用架尾至机巷留煤柱方法。工作面机巷至架尾平架段的煤柱回收,采取在机尾放顶出煤的方式(见图2)。机巷刮板机每次缩机尾以2节溜槽为宜,每次回棚不得超过6棚,以最大限度的回收机巷至架尾平架段的煤柱。
在煤层较厚、赋存稳定段,采取架尾直接放至机巷的方法,取消煤柱,回采率大大提高。
2.4 断层三角煤的回收
根据地质资料,241105工作面在新西四石门西368m~440m段受构造影响,煤层变薄,支架不同程度挂矸石,下放困难,故进行跳采。对于三角煤采取刨眼、做联巷、挑皮放顶回收措施(见图3)。
具体方法和安全技术措施如下:
1)挑皮放顶工作应在小眼及联巷施工完毕后方可进行,并由上向下逐平台从里往外操作。
2)挑皮放顶时,需采用局部通风机进行供风。
3)下一平台放顶要滞后上一个平台5.0m。出煤小眼不准行人。用作行人的小眼,眼内要备有可靠的扶手绳,各眼上口要进行锁口并设置保险梁。
4)放炮警戒距离为:风巷所有人员距放炮地点不得小于100m,机巷所有人员撤至距3#切眼以东100m外安全地点,并安设专人警戒。
5)每班施工前,由班队长负责检查作业地点的支护情况,发现隐患及时处理,确认安全后,其他人员方可进入作业地点。
6)施工期间,人员严禁进入老塘,并随时观察支护情况,发现问题立即处理。施工人员必须站在有安全退路的一侧。
7)放煤时要在下一平台插眼控制煤量,矸石增多时应停止放煤。
2.5 考核奖惩措施
241105工作面回采率目标实行分管矿领导负责制,月初根据生产计划和工作面情况制定当月的回采率指标,由地测科分管储量和技术科分管采煤人员进行计算。每十天一结算,每月一考核,期间不定期进行抽查。对当月考核达不到规定回采率的,将给予采煤队管理人员严厉处罚,对实现考核目标的也将给予重奖。通过这种手段,大大提高的采煤队的积极性,为该工作面回采率目标的顺利实行提供制度保障。
3 结束语
正是基于急倾斜煤层特殊的采煤方法,根据回采面的布置和设计、回采工艺,使得工作面回采率有很大的挖潜空间。从以上所叙述的241105工作面来看,该工作面可采储量107000吨,通过技术与管理,实际回采煤量达到101700吨,回采率达到了95%,具有一定的实际和指导意义。
作者简介:
周宏范(1983-),男,安徽肥西人,2006年于安徽理工大学自动化专业本科毕业,2007~2008年继续在安徽理工大学学习采矿工程专业,现在国投新集三矿从事技术管理工作,研究方向:急倾斜煤层采煤方法研究和矿压控制。
关键词: 急倾斜煤层;伪倾斜柔性掩护支架;工作面回采率;技术与管理
中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2011)0820131-01
0 引言
煤炭作为非再生能源,不论储量多么丰富,都会有取尽用竭的时候。因此,煤炭的回采率关系到国家的能源安全与发展。煤炭的工作面回采率是指工作面采出煤量占工作面动用储量的百分率。从这个定义来看,要想提高工作面回采率,关键是怎样使工作面的采出煤量尽可能多,也就是说,对工作面煤炭资源进行最大程度的回收,力争不丢煤或少丢煤。国投新集三矿根据多年来开采急倾斜煤层的经验,根据伪倾斜柔性掩护支架采煤法的特点和技术更新,综合采取了一系列旨在提高回采率的措施,取得了良好的效果。
1 概况
1.1 矿井概况
国投新集三矿为国投新集公司的第三对矿井,位于安徽省凤台县城西4km。主要开采急倾斜煤层,主采煤层为13-1煤、11-2煤和8-1煤,平均厚度3.2m,采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法。该矿井于1996年10月投产,设计年产量60万吨。由于十年多的高强度开采,矿井一水平储量已经采完,现在工作面全部进入二水平,三水平正在开拓。目前矿井的可采资源储量相对紧张,如何充分利用现有可采资源,提高工作面的回采率,缓解工作面接续及水平接续的困难是当务之急。
1.2 工作面概况
241105工作面位于24采区西翼,走向长769m,阶段高度30m,煤层倾角60~90°,煤层厚度2.0~4.2m。风巷在新西四石门西400~440m段煤层变薄,最薄处仅2.1m;机巷在新西四石门西368~385m段受构造影响煤层变薄,最薄处仅2.0m。
2 提高回采率的具体措施
2.1 架型的合理选择
241105工作面在掘进结束后,风、机巷从开切眼向外,每隔5~10m打一组探煤厚点(特殊地段须加密),以便准确掌握工作面内实际煤层厚度,然后根据煤厚资料,选择合理的架型。通过探测的煤厚资料,该面主要选择2.4~3.0m的“八”字型架料和2.4~4.2m的“一”字型架料。
按照规定,风巷扩巷及安装掩护支架,必须根据煤层厚度进行,扩巷必须扩到煤层顶板(作业规程要求扩到煤层底板的,必须扩到煤层底板),然后根据煤层厚度及时确定安装掩护支架的宽度。一般情况下,支架的宽度不应比煤层厚度小0.5m(中厚煤层)。特殊情况下,如工作面煤层倾角较小,工作面过断层、煤层变化带等,可以根据实际情况确定架宽,由技术科分管采煤的人员根据实际情况综合考虑,确定架子的安装宽度。
通过架型的合理选择,支架由顶板到底板,基本上确保了工作面一次采全高,减少了丢煤量,使煤炭的回收率大大的提高。
2.2 风巷回柱放顶及老塘煤的回收
根据工作面设计,风巷上与上一个面采空区留有5m的保护煤柱。风巷摆架子回棚后,平架上部煤柱不冒落时,必须进行强制放顶,以使被支架压实,保证回采安全。(见图1)
工作面正常推进时,为了使保护煤柱的煤得以顺利的回收,采取在斜架子的上拐点、中部、下拐点及架尾等处进行架外放煤,每个放煤眼口距离为5~10m。放煤标准为放煤口出现矸石或放不出煤为止。放架外煤方法及安全措施为:
1)由底板侧进行放煤作业。
2)放架外煤采用长把工具配合手镐、铲子进行。
3)放煤前必须在放煤口上下端沿倾斜方向每隔1米打上牢固可靠的点柱。
4)放煤时,人员必须站在安全地点进行作业,放煤时人员的头,身体和四肢严禁进入采空区。
5)工作面只准安一组人员进行放煤作业,由下向上逐次进行,一轮放完后方可进行下一轮的放煤作业。
6)用搪柴、笆片等将放煤口背实、管理好。
2.3 架尾煤的回收
按照伪倾斜掩护支架采煤法,煤层较薄或赋存不稳定时,工作面机巷至架尾平架段留有3m左右煤柱厚度。241105工作面在断层带附近,煤层赋存情况变化较大,故采用架尾至机巷留煤柱方法。工作面机巷至架尾平架段的煤柱回收,采取在机尾放顶出煤的方式(见图2)。机巷刮板机每次缩机尾以2节溜槽为宜,每次回棚不得超过6棚,以最大限度的回收机巷至架尾平架段的煤柱。
在煤层较厚、赋存稳定段,采取架尾直接放至机巷的方法,取消煤柱,回采率大大提高。
2.4 断层三角煤的回收
根据地质资料,241105工作面在新西四石门西368m~440m段受构造影响,煤层变薄,支架不同程度挂矸石,下放困难,故进行跳采。对于三角煤采取刨眼、做联巷、挑皮放顶回收措施(见图3)。
具体方法和安全技术措施如下:
1)挑皮放顶工作应在小眼及联巷施工完毕后方可进行,并由上向下逐平台从里往外操作。
2)挑皮放顶时,需采用局部通风机进行供风。
3)下一平台放顶要滞后上一个平台5.0m。出煤小眼不准行人。用作行人的小眼,眼内要备有可靠的扶手绳,各眼上口要进行锁口并设置保险梁。
4)放炮警戒距离为:风巷所有人员距放炮地点不得小于100m,机巷所有人员撤至距3#切眼以东100m外安全地点,并安设专人警戒。
5)每班施工前,由班队长负责检查作业地点的支护情况,发现隐患及时处理,确认安全后,其他人员方可进入作业地点。
6)施工期间,人员严禁进入老塘,并随时观察支护情况,发现问题立即处理。施工人员必须站在有安全退路的一侧。
7)放煤时要在下一平台插眼控制煤量,矸石增多时应停止放煤。
2.5 考核奖惩措施
241105工作面回采率目标实行分管矿领导负责制,月初根据生产计划和工作面情况制定当月的回采率指标,由地测科分管储量和技术科分管采煤人员进行计算。每十天一结算,每月一考核,期间不定期进行抽查。对当月考核达不到规定回采率的,将给予采煤队管理人员严厉处罚,对实现考核目标的也将给予重奖。通过这种手段,大大提高的采煤队的积极性,为该工作面回采率目标的顺利实行提供制度保障。
3 结束语
正是基于急倾斜煤层特殊的采煤方法,根据回采面的布置和设计、回采工艺,使得工作面回采率有很大的挖潜空间。从以上所叙述的241105工作面来看,该工作面可采储量107000吨,通过技术与管理,实际回采煤量达到101700吨,回采率达到了95%,具有一定的实际和指导意义。
作者简介:
周宏范(1983-),男,安徽肥西人,2006年于安徽理工大学自动化专业本科毕业,2007~2008年继续在安徽理工大学学习采矿工程专业,现在国投新集三矿从事技术管理工作,研究方向:急倾斜煤层采煤方法研究和矿压控制。