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时间:2018-10-25
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1、关于煤层顶煤冒放性分类及工作面设计的研究:特定的煤层综放开采是否能成功很大程度上取决于回收率的高低,因此,应用综放开采时首先要评价煤层的冒放性。综放开采中顶煤冒放性影响因素很多,论文提出了运用模糊聚类分析法评价顶煤冒放性的研究办法,运用分形几何测定、现场统计、相似模拟等手段对综放开采顶煤冒放性进行了分类研究;并且针对山西潞安左权阜生煤业15#煤层顶煤进行了开采设计,具有重要的工程意义和参考价值。 关键词:冒放性,工作面,模糊数学 1.矿区概述及其地质特征 山西潞安集团左权阜生煤业有限公司井田面积5.8195km2,批准开采15#煤层,生产能
2、力1.2Mt/a,目前矿井初步设计等相关程序正在进行中。井田基本构造形态为一单斜,大致走向北东,倾向北西,地层产状比较平缓(4°~22°)。在此基础上又发育了次一级的背向斜构造,轴向为北东向。15#煤层俗称“丈八煤”位于太原组下段下部,上距“四节石”K2灰岩5.90~11.26m,下距太原组底界K10砂岩4.50m。 煤层层位极其稳定,全井田分布广泛,在井田内3个钻孔中均见此煤层,厚度3.17~6.42m,平均厚度为5.52m,可采系数100%,是本井田的主要可采煤层,煤层结构较简单,含0-3层夹矸。详见煤层特征详见表1。矿井井田内批采煤层煤质
3、特征见表2。 表1批采煤层特征表 煤层 编号见煤点厚度可采系数 (%)厚度变异系数(%)顶板 岩性底板 岩性稳定性 平均(m) 15#3.17—6.42 5.5210010.3泥岩砂 质泥岩泥岩稳定 表2煤质特征表 煤层项目Ad(%)Mad(%)Vdaf(%)St.d(%)Qgr.d(MJ/kg) 15#原煤14.41-26.05 19.520.13-0.68 0.4513.54-16.6 15.251.1326.34-29.83 28.28 精煤7.83-9.43 8.820.21-0.52 0.4111
4、.04-11.75 11.440.7030.88-32.82 31.85 15#煤层顶板砂岩、K2、K3、K4石灰岩,四个含水层为一大的含水岩组,都是15#煤层直接充水含水层,15#煤层顶板为砂质泥岩、泥岩,平均单向抗压强度29.6(MPa),15#煤层开采的垮落带高度为: 导水裂缝带高度: K2、K3、K4石灰岩距15#煤层平均间距41.6m,小于开采15#煤层时导水裂缝带高度,开采15#煤层时,K2、K3、K4石灰岩水必然向巷道内充水,出现涌水现象。 2.放顶煤150107工作面基本情况介绍 (1)地面位置:工作面地面全
5、部为山区,四周无任何建筑物。 (2)井下位置:150107工作面以东为150105工作面采空区,以西为未开采区域,南部为佳瑞煤业有限公司开采井田,北部为二级皮带下山、二级轨道下山、二级进风下山三条大巷。 (3)工作面基本参数:工作面走向长度115m,倾斜长726m—589m,平均:657.5m,总面积约51973㎡。可采长度504.1m,服务年限5~8个月。150107综采工作面回收率为93%。工作面储量见下表3: 表3放顶煤工作面基本参数表 走向长(m)倾斜长(m)斜面积(m2)煤厚(m) 726m—589m11562787.95.5
6、2 容重(t/m3)工业储量(吨)回采率(%)可采储量(吨) 1.3546620093%433566 (4)地质构造情况:150107工作面为阜生矿井现生产工作面,根据相邻工作面揭示及本工作面掘进揭示,本工作面内地质构造简单,煤层赋存稳定。 (5)顶板岩性:该煤层直接顶为砂质页岩,老顶为石灰岩,底板泥质页岩,整个顶底板发育较好,对开采较为有利。 (6)煤层普氏硬度 表4层普氏硬度表 名称煤层夹矸直接顶直接底 普氏硬度(f)1—31--33--83--8 3.综放工作面顶煤冒放性及回采率研究与评析 对于特定的煤层综放开采是否能成
7、功很大程度上取决于回收率的高低,因此,应用综放开采时首先要评价煤层的冒放性,其次是顶板的跨落性。 3.1针对15#煤层综放开采的冒放性参考分类方法 运用分形几何测定、现场统计、相似模拟等手段对综放开采顶煤冒放性进行分类研究,用顶煤冒放性破坏系数将综放开采顶煤冒放性划分为5类。 Ⅰ类:冒放性极好。这类顶煤在地压及自重的作用下,完全冒落,有时支架顶部冒空,切顶线前移,造成片帮冒顶,支护设备的选取主要是以预防架前、架间漏顶。 Ⅱ类:冒放性好。这类顶煤既有一定的稳定性,又的较适宜的冒落块度。 Ⅲ类:冒放性中等。这类顶煤需要优化参数,选择适宜的架
8、型,可以达到较好的放煤效果。 Ⅳ类:冒放性较差。这类要采取专门的顶煤或顶板处理措施来提高冒放性。 Ⅴ类:冒放性极差。采取顶煤弱化措施
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