浅埋区小煤矿发展长壁开采的技术途径论文_董志国

浅埋区小煤矿发展长壁开采的技术途径论文_董志国

七台河市茄子河煤炭实业有限责任公司

摘要:为了保证小规模类型煤矿能有良好的发展,需要煤矿在开采阶段中积极的运用新型长壁方式的开采技术,并根据实际的开采情况采取相应措施。本文就浅埋区域小型煤矿发展中所使用的长壁方式开采技术进行了分析。

关键词:浅埋区;小煤矿;开采

虽然煤矿经过了较长的发展时间,但是一些地区煤矿在开展采煤工作的阶段中,仍然沿用传统类型的煤矿开采技术,尤其是一些小型煤矿之中这种现象更为普遍,进而使得小型小型煤矿的发展受到了一定的影响,不利于煤矿的发展。为此,需要小型煤矿能运用新型的长壁留煤柱类型开采方式,提升小型煤矿的开采效率,最终使小型煤矿获得良好发展。

1长壁留煤柱类型支撑法采煤方式的特点以及关键点

煤矿采集工作主要是以长壁留煤柱支撑法为主,在实际的工作中,主要选择的两个100米左右的对拉面。在煤矿采集的实践中,如果单纯地采用单体支柱的形式,几乎无法抵制浅埋煤层的压力。需要注意的是,应用长壁工作面推采的过程中,要尽量保留一定的煤柱控制区,具体来说就是在推进一定距离之后,沿着间隔位置预留煤柱。然后进行工作面搬家前推。在应用长壁布置留煤柱支撑法的过程中,主要涉及到的部位有工作面、区内煤柱、隔离煤柱以及区段煤柱和采空区等等。

工作人员在工作面开采区内进行开采的过程中,主要的支护形式是以单体摩擦支柱为主,主要的支护密度可以被控制在1.5×1.5m。设置支架的主要目的就是为了保证开采工作的整体安全性。这种采煤方式和传统的房柱使采煤方式之间存在着一定的区别,不仅可以符合现如今煤矿安全的基本原则,还可以设置不同类型的通风系统,有效的防止顶板以及覆盖层结构出现严重地脱落现象。另外,工作人员对采空区进行处理的过程中主要选择的是局部充填法。在一个开采区域内部,煤柱所占的比例可以高达10%,从这一数据中上可以看出,采用长壁留煤柱支撑法极大地提升了采煤率。

在采用长壁开采技术的过程中,采集人员对顶板结构进行保留,提升跨度。这种方式的应用往往会存在着一定的安全隐患,其中垮落的危险性是一种比较典型的问题这一。在实际的采集工作中,可以将煤柱分为两种不同的类型,分别为区内煤柱以及隔离煤柱等形式。前者主要是指小区域开采工作中保留在区内的煤柱类型,可以对顶板进行保护,可以按照开采的规定做到适时垮落。或者则是指小区域内相对稳定的煤柱类型,可以对采空区和工作区进行隔离,这样可以保证工作区域的整体安全性。

从长壁留煤柱支撑法开采工作中可以看出,设计工作中,工作人员应该对三个不同的参数加强重视:第一,隔离区的尺寸参数。这一尺寸主要包括工作面的长度以及推进的距离。一般来说,一些小型的矿井主要是炮采的模式为主,无论是支护工作还是装煤工作都采用手工的形式。工作面的长度需要被控制在100米到120米的范围内。推进距离的确定需要受到各种条件的制约,工作人员要成分地考虑到开采工程结束之后的垮落程度,避免造成严重地灾害。通常情况下,首采区域要低于100米。第二,区内煤柱的尺寸参数。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆区内煤柱在开采的过程中需要经历适时垮落的阶段,煤柱强度、工作期承载力大小以及支撑面三种因素之间存在着密切的联系。在不同的开采期间,参数设置也不同,需要根据具体的煤矿开采工程来确定。第三,在实际的开采工作中,工作人员应该加强对开采区域的隔离工作,但是其宽度要设置合理,对于采出率来说应该控制到标准的范围内。其中煤柱稳定性系数应该在1.5-2.5的范围内。在实际的采矿工作中,各种不同的参数类型之间都存在着一定的联系性,相关的工作人员要在熟练掌握开采技术的同时计算出力学性质。

2煤矿中围岩方面灾变监测工作以及防治工作

2.1围岩灾变和煤柱之间关系分析

在小规模煤矿开采的阶段一旦出现围岩方面的灾变情况,那么不仅会给小规模煤矿带来经济损失,同时由于煤矿结构的特殊性,还容易引发人员方面伤亡,为了防止围岩发生灾变的情况,就需要煤矿之中的工作人员能保证煤柱设计方面的科学性,使煤柱具有良好的稳定性进一步减少围岩发生灾变情况的出现几率。同时,如果在煤矿之中的煤柱在其本身的强度方面较高,那么就会后可能出现小范围区域内的顶板结构垮塌情况;而如果小规模煤矿之中其煤柱的强度较小,那么在开展煤矿开采工作的阶段之中就会有可能出现采矿工作面出现较大面积的冒顶情况。

通常在小规模类型煤矿的开采阶段之中,每当煤矿开采面积向前推进十米范围,就应保留下五米见方区域内的煤柱,并且通过将隔离区域内的煤柱转化为塑性状态就能更有效的确保煤矿之中围岩结构的稳定性。其次,在进行小规模类型煤矿的开采阶段,好要有专人负责相应的安全防护监督,在监督的阶段之中通常会以煤矿其顶底部板结构的移近量以及相应的速度作为参考标准,这种检查方式不仅有着准确性,同时这种方法在操作上也比较简单可行。在实际的小规模类型煤矿开采阶段中,煤柱的断裂灾变通常会是从煤柱的肩部结构开始,并在时间推移以及外力作用下逐渐开裂,直到在煤柱结构中出现较大裂痕并发生断裂,整个过程会表现出规律的渐变性,这也就使得整个煤柱断裂的过程都能被人为观察到,所以通过在煤矿安全防护方面派专人进行监督就能提升小规模煤矿的安全性。

2.2围岩在性质方面、结构方面的特征

在目前对于围岩性质的研究之中,主要会将围岩的岩体结构强度情况、节理发育情况、分层厚度情况进行分析,在研究之中发现围岩在这些方面的情况和小规模类型煤矿的安全性有着紧密联系。在小规模类型煤矿之中,如果围岩的整体强度较低、节理方面的发育情况良好、分层程度较小,那么更容易导致巷道在结构方面存在不稳定性,进而在正常的开采阶段出现变形破坏。

2.3开挖深度方面的影响

当小型煤矿开采深度不断增加之后,其巷道结构上所覆盖的岩层重量也会逐渐变大,并且在重量不断提升的情况下,其相应支撑应力数值也会发生提升,使得巷道的危险性以及被破坏的可能性增大。另一方面,地下部分之中的岩石的温度数值也在煤层不断深入开挖的情况有所提升。

2.4巷道断面形状的影响

巷道围岩应力是引起围岩变形和失稳破坏的根本作用力,其应力的大小和分布与巷道的断面形状有关,在巷道拐角处应力集中程度高,能产生较大的剪应力,拐角处的曲率半径愈小,应力集中系数越大,巷道直线部分则容易产生拉应力。因此在围岩稳定的条件下,可选择形状简单的折线型巷道断面,在围岩不稳定的条件下,可选择形状复杂的曲线型巷道断面。

3结束语

随着矿井开采深度的增加,煤矿采集工作只靠单一的刚性支护是不可行的,必须把“支”与“让”有机地结合在一起进行支护,将长壁留煤柱支撑技术应用到煤矿采集工作当中,促进煤矿采集工作的高效性和安全性。

参考文献:

[1]张嘉凡,石平五.浅埋煤层长壁留煤柱开采方法的有限元分析[J].岩石力学与工程学报,2014(15).

[2]潘伟尔.中国需要适量的小煤矿[J].中国煤炭,2013(11).

[3]石平五.发展科学监测体系,制止矿山重大事故[J].煤炭学报,2012(3).

论文作者:董志国

论文发表刊物:《防护工程》2017年第12期

论文发表时间:2017/9/22

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