發布時間:2020-10-16 09:22:55 閱讀次數:12356
放頂煤開采中,頂板煤的可放性是開采的關鍵問題。本文分析了放頂煤開采的主要優點及存在的問題,簡述了放頂煤開采的適用條件及注意事項。放頂煤開采20世紀50年代始于歐洲。我國于1982年引進了這項技術,并結合我國煤礦實際情況,不斷進行改進,有了較大的發展。
放頂煤開采實質就是在厚煤層中采用常規方法先采煤層底部厚度為2~3m的一個分層,利用礦山壓力的作用,使支架上方的頂煤破碎成散狀體,依靠重力通過支架放煤口回收頂煤。因此,放頂煤開采,頂煤的可放性是開采的關鍵問題。放頂煤開采多種多樣,各地根據各自的地質條件、隊伍狀況、人員素質及生產能力采用不同的放煤工藝。常見的放頂煤開采方法有綜采放頂煤f簡稱綜放)、廠型鋼梁放頂煤f簡稱盯放)、滑移支架放頂煤f簡稱滑放)等等。
1.1 放頂煤開采的主要優點
(1)產量高。厚煤層回采能大幅度提高產量。
(2)成本低。厚煤層一次采全高,避免了分層開采,減少了成本的多次投入,成本占分層開采的30%。
(3)掘進率低。避免了分層開采,減少回采巷道的掘進機掘進量。
(4)有利于頂板管理。特剔是在頂板較破碎的煤層中開采,減少了冒頂事故。
除此之外,放頂煤開采還有效益高、安全性好、工人勞動強度低等優點,具有推廣價值。
1.2 放頂煤開采存在的問題
(1)煤塵大。這是放頂煤開采面臨的重大安全和健康問題。
(2)易自燃發火。因采空區遺留的破碎煤多,破碎煤體易自燃。
(3)采空區易造成瓦斯積聚。
(4)煤炭資源能否充分回收是放頂煤開采的關鍵。
(1)煤層厚度的選擇。一般認為一次開采的煤層厚度:綜放以6~10m為佳:放、懸放以4~5m為宜。頂煤厚度過小,易發生超前冒頂,增大含矸率:煤層太厚,破壞不充分,會降低回采率。煤層過厚應先開采頂分層,降低煤厚。開采頂分層時,鋪好頂網,將頂板巖石與煤層隔開,防止放頂煤開采時將矸石和頂煤同時放出,增加含矸率。放頂煤開采的采放比:綜放應在1:1.2~2之間:放、懸放應在1:1—1.5之間。
(2)煤層硬度的選擇。頂煤的破碎主要是靠頂板巖層的壓力,其次是支架的反復支撐作用,因此放頂煤開采時,其煤層硬度不宜過大.一般選擇普氏系數在0.8—1.5之間。煤質過軟,硬幫易抽頂,影響生產:煤質過硬,軟幫側頂煤不易冒落,回采率低,造成資源浪費。開采過程中如煤魘變硬,可采取在機軌兩巷提前向煤體打鉆進行高壓注水.對煤體進行軟化,或在工作面硬幫向頂板超前打深孔眼進行深孔預裂爆破,再加上礦山壓力的作用,使煤體充分冒落,提高回采率。
(3)煤層傾角的選擇。放頂煤開采應盡量選擇在煤層傾角小的煤層進行開采,近水平煤層最為適宜。在緩傾斜煤層中采用放頂煤開采時,煤層傾角不易過大。傾角在30以上的煤層中最好不布置放和懸放工作面。綜放工作面的煤層傾角應在35以下,在傾角達到或超過35時,應選擇適合大傾角開采的支架,并在開采過程中加強支架管理:否則支架的下滑、傾倒將會給開采造成困難,影響工作面正常生產.
(4)煤層結構。煤層中如有堅硬的夾矸會影響頂煤的放落,甚至會出現大塊夾矸在放煤時堵住放煤口,因此,每一層夾矸厚度不宜超過0.3m,其普氏硬度系數應<3。
(5)直接頂應具有隨頂煤下落的特性,其冒落高度不小于煤層厚度的1.0~2.0倍,老頂的懸露面積不宜過大,以免受沖擊。
(6)地質構造。對地質破壞比較嚴重、構造復雜、斷層較多及采用分層長壁開采較困難的地段和上下山煤柱等,使用放頂煤開采比使用其它方法能取得更好的效益。
(7)自燃發火、瓦斯及水文地質條件,對于自燃發火期短、瓦靳涌出量大以及水文地質條件特別復雜的煤層,要慎重選用放頂煤開采。要先調查清楚,并有相應措施后才能考慮采用放頂煤開采。
3.1 煤塵管理
放頂煤開采在放煤過程中煤塵生成量較大,威脅工人的安全和身體健康。因此,開采時應加強煤塵管理。在機道各轉載點設灑水噴霧裝置,出煤時灑水噴霧降塵;工作面各放煤口都設噴霧裝置,放煤時必須噴霧降塵,減少煤塵生成;每天對工作面及兩巷用水進行沖刷,防止煤塵堆積。
3.2 煤層的自燃發火
放頂煤開采不同于常規開采,它是在常規開采的基礎上又增加了一個放煤工序,較常規開采推進速度減慢。因此放頂煤開采應選擇不易發火煤層或發火期相對較長的煤層。
如開采發火期較短的易發火煤層,應做好防滅火準備工作。要加快推進度,每月推進度40m,使采空區能夠在窒息帶內,防止空區煤層自燃:開采前及開采過程中,加強向空區注水和噴灑阻化劑,進行降溫矛口隔絕向空區供氧:采用由機道下回頭向采空區注氮,隔絕向采空區供氧,確保采空區內窒息不發火。
3.3 瓦斯管理
由于放頂煤開采,煤層中的瓦斯伴隨頂煤的冒落而增大,制約生產:因此,放頂煤開采要解決瓦斯的影響。
開采時加大配風量來稀釋工作面及空區的瓦斯;在軋道煤層頂板掘1條頂板巷,作為排瓦斯尾巷,使工作面空區高頂的瓦斯由尾巷排出,防止上隅角瓦斯積聚;向煤層中打鉆設抽放泵進行抽放瓦斯.減少瓦斯含量一
放頂煤開采頂煤的可放性是關鍵。合理選擇適宜的煤層,采取行之有效的措施,加強生產中的管理,可以提高經濟效益,實現高產高效礦井的建設.放頂煤開采具有良好的發展前景。
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