應(yīng)用技術(shù)|EChina Science and Technology Review煤礦采煤方法合理優(yōu)化及實(shí)踐吳芝林(張家口蔚縣煤炭工業(yè)安全管理局技術(shù)科075700)[摘要]目前國內(nèi)一些中小煤礦因管理水平等因素,一直維持簡單再生產(chǎn),采用落后的房柱式采煤方法,并下裝備簡陋,安全條件差,資源回收率低。為了合理開發(fā)煤炭資源,提高礦井資源回收率,采煤方法合理優(yōu)化,保證礦井安全生產(chǎn),提高礦井經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)采煤方法改革勢在必行。[關(guān)鍵詞]煤礦,采煤方法,經(jīng)濟(jì)行中圖分類號(hào):TD82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào) :1009 -914X(2009)5(b) -0110 -01一、采煤方法優(yōu)化的定義開采后條帶煤柱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能長期、有效地支撐上點(diǎn)是地下作業(yè)。采用礦井開采時(shí),要開鑿井覆巖層,從而達(dá)到減少地表移動(dòng)和變形的目的。條帶的開采寬度,其尺筒通至地下,掘進(jìn)巷道，布置采區(qū)(盤區(qū))和采煤工作面,進(jìn)行采煤,采掘寸應(yīng)限制在不使地表出現(xiàn)明顯的波浪狀下沉盆地,而是僅出現(xiàn)單-平緩工作面要及時(shí)支護(hù),采煤后的采空區(qū)應(yīng)進(jìn)行處理,采出的煤、研要運(yùn)輸并的下沉盆地范圍內(nèi)。提升到地面。因此，煤礦地下開采的生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，工序復(fù)雜，要以開采為2、采留比的確定方法中心,搞好掘進(jìn)、運(yùn)輸、提升、通風(fēng)、排水、動(dòng)力供應(yīng)、通訊、地面布置及生采出寬度b的確定。采出寬度一般根據(jù)實(shí)踐確定 ,參考國內(nèi)外開采產(chǎn)系統(tǒng)等的配合,搞好生產(chǎn)方法及組織管理。經(jīng)驗(yàn),采寬b可按(1/4- 1/8)選取。采煤方法優(yōu)化的含義就是在所在礦區(qū)采用或引進(jìn)新的采煤方法或保留條帶寬度a的確定。在一-定的采寬條件下,無限制地加大a,也裝備,對(duì)礦井的相關(guān)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造,對(duì)相關(guān)生產(chǎn)組織制度和作會(huì)使地表出現(xiàn)多個(gè)下沉盆地，因此a值應(yīng)通過計(jì)算,而不能隨意確定。業(yè)方式進(jìn)行變革,從而達(dá)到提高生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益和安全水平的目的。煤柱強(qiáng)度不僅與煤柱試塊的單軸強(qiáng)度、煤柱長度、寬度和高度有關(guān)，二、采煤方法設(shè)計(jì)準(zhǔn)則還與煤柱弱面頂?shù)装鍘r性和煤柱側(cè)應(yīng)力等圍巖體系有密切關(guān)系。在一在選擇煤層下開采方法時(shí)，首先應(yīng)考慮下列技術(shù)原則:般條件下,條帶煤柱的強(qiáng)度計(jì)算,推薦采用Wilson 方法。Wilson 通過對(duì)采動(dòng)影響的特征與程度。根據(jù)采動(dòng)影響理論的研究成果,采動(dòng)影響煤柱加載試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在加載過程中煤柱的應(yīng)力是變化的,從煤柱應(yīng)力峰的主要特征是地表移動(dòng)與變形,設(shè)計(jì)煤層下采煤方法時(shí)，應(yīng)考慮地表移值到煤柱邊界這一區(qū)段,煤體應(yīng)力超過屈服點(diǎn),稱這區(qū)域?yàn)榍^(qū),其寬動(dòng)與變形的特征與程度，在采深較小及急傾斜煤層時(shí),還應(yīng)考慮“上三度為Y ,邊界峰值內(nèi)的煤體變形較小,應(yīng)力沒有超過屈服點(diǎn),大致符合彈帶”的特征與程度。性法則,稱這區(qū)域?yàn)槊褐藚^(qū),寬度用S表示。實(shí)驗(yàn)證明，屈服區(qū)寬度與資源回收率。為了減少采動(dòng)有害影響,實(shí)現(xiàn)煤層下采煤,有時(shí)需要開采深度H和開采厚度M有關(guān)。條帶煤柱的留寬。滿足下列關(guān)系:采取降低回采率的開采措施。因此，如何處理資源回收率問題，是選擇采煤方法的主要原則。Y =0.00SMH三、煤礦采煤方法合理優(yōu)化式中,S:核區(qū)寬度(m)Y:屈服區(qū)寬度( m)法，只要具有合適的覆巖結(jié)構(gòu)、選準(zhǔn)離層帶的位置、掌握好隨工作面推進(jìn)保留的條帶長煤柱是沿走向或傾向所留設(shè)的完整煤柱,當(dāng)保留條帶離層發(fā)生、發(fā)展及閉合的動(dòng)態(tài)時(shí)空規(guī)律,也可取得良好的效果,但這種方煤柱寬度a>0. 01MH時(shí),煤柱承受荷載的計(jì)算公式:法充填量大、充填水體進(jìn)入裂隙帶后可形成事故隱患。協(xié)調(diào)開采是利用極限荷載:網(wǎng)個(gè)煤層或分層同時(shí)開采所產(chǎn)生的地表移動(dòng)和變形相互抵消的原理來長煤柱P =40RH (a-4.92MH x 10-4)達(dá)到減少開采對(duì)地表的影響。實(shí)際承受荷載:.(-)離層注漿長煤柱P2 =10 R[ Ha+ b/2(2H- b/0.6)]1、離層帶充填技術(shù)簡述式中,P :保留煤柱能承受的極限荷載( KN/m)離層帶注漿減緩地表沉降技術(shù)是通過地面鉆向采空區(qū)上方覆巖中P2:保留煤是荷載值( KN/m)的離層帶高壓注入液體充填材料以達(dá)到控制覆巖下沉為途徑,最終實(shí)現(xiàn)M:煤層采厚(m)控制地表沉降的目的。充填漿液在離層空間中的作用主要是,充填離層R:上覆巖層平均容重( KN/m3 )空間控制覆F沉，充填液體脫水后能形成足夠強(qiáng)度的“似巖體”支撐保留煤柱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度,其安全系數(shù)K必須滿足K=P,/P2>1。上覆巖體。離層帶注漿與采空區(qū)充填方法不同,它不在井下施工,對(duì)現(xiàn)我們在實(shí)例部分設(shè)計(jì)條帶開采參數(shù)時(shí)，就是通過對(duì)具體的地質(zhì)、采有的生產(chǎn)系統(tǒng)無干擾，設(shè)備比較簡單投資也少，噸煤成本僅增加不超過礦條件分析,按照上述原則進(jìn)行的,最終得到的是采出率高、煤柱穩(wěn)定、2元。充填效果也非常明顯,煤炭的回收率很高。地表移動(dòng)變形小的優(yōu)化方案。實(shí)施離層 充填技術(shù)的關(guān)鍵是創(chuàng)造有離層存在的條件,控制采空區(qū)尺3、條帶開采地表移動(dòng)和變形預(yù)測寸,使之不能達(dá)到充分采動(dòng),也即要準(zhǔn)確確定可充填離層帶位置。開采根據(jù)實(shí)測資料可得,條帶開采的地表移動(dòng)和變形規(guī)律與正規(guī)工作面尺寸是與離層分布規(guī)律密切相關(guān)的主要因素,在一定采深條件 下開采尺回采相似,條帶開采的地表移動(dòng)和變形可用概率積分法求解,但它的下寸直接決定于覆巖中拱梁平衡結(jié)構(gòu)的形成，覆巖中達(dá)到極限拱時(shí)的最大沉系數(shù)、主要影響角正切、水平移動(dòng)系數(shù)比正規(guī)工作面回采的小。開采尺寸為形成離層空間的最佳開采尺寸,開采尺寸直接限定離層分布四、煤礦采煤方法合理優(yōu)化實(shí)踐的評(píng)價(jià)范圍,隨工作面的推進(jìn),離層發(fā)展高度增加,并趨于定值，當(dāng)工作面推進(jìn)條帶 開采法是-一種局部開采方法,它將開采區(qū)段劃分為比較規(guī)則的距離超過0.85倍的開采尺寸時(shí)達(dá)到充分采動(dòng),這時(shí)覆巖中的拱梁平衡條帶形狀,采- -條,留一條,留下的條帶煤柱能夠充分支撐上覆巖層的載結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞,離層消失,此時(shí)地表將大幅度下沉。荷,在整個(gè)開采條帶采完后,地表形成- -個(gè)單- - 均勻的下沉盆地,產(chǎn)生微2離層注漿的效果實(shí)踐小的移動(dòng)和變形,該方法與全部開采方法相比,回采率較低,但能有效控1991年10月,離層充填技術(shù)被引入大屯煤電公司徐莊礦,并于制地表的沉陷實(shí)現(xiàn)煤層下安全開采。條帶開采法不需要額外的設(shè)備投1992年3月在該礦的7215工作面進(jìn)行試驗(yàn),該工作面走向長960m,傾斜長110m,煤厚4.83m, 分層開采,煤層傾角為20° -23。,平均采深對(duì)于煤層下開采,有時(shí)采用一種方法達(dá)不到理想效果時(shí),可以輔用529m,采用走向長壁開采，冒落法管理頂板。通過地表觀測結(jié)果,采用其它方法,各種方法相互配合,達(dá)到減小地表移動(dòng)和變形的目的。離層充填技術(shù)后,地表最大下沉減少了34% ,地表下沉速度也減少了.參考文獻(xiàn):43% ,表明對(duì)地表建筑設(shè)施起到了較好的保護(hù)作用。1.地方小型煤礦采煤方法改革探討豐尚奇山西煤炭2008/04(二)條帶開采.西山斜溝煤礦特厚煤層采煤方法探討宋偉陜西煤炭2008/06條帶開采法是一-種特殊的開采方法,將被開采的煤層劃分為比較正3.河西煤礦采中國煤化工西煤炭科技200規(guī)的條帶形狀,采- - 條(采寬b),留一- 條(留寬a) ,使留下的條帶煤柱足4. 寶雨山煤法周英煤炭工程以支撐上覆巖層的重量,而地表只產(chǎn)生較小的移動(dòng)和變形。2004/09YHCNMH G1、條帶開采設(shè)計(jì)原則110|科技博覽