4 急倾斜煤层开采方案研究

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1、4急倾斜煤层开采方案研究4.1开采方案确定在分析国内急倾斜采煤方法和工艺的基础上，通过井下调研，结合多年来大安山矿开采实践，在保持矿井目前开采正常进行的同时，为了提高急倾斜厚煤层柔掩面单产和回收率，课题组提出了三种开采方案：(1)柔掩侧放煤开采技术优化方案；(2)斜坡上山平巷出煤开采方案；(3)巷道放顶煤开采方案。4.2柔掩侧放煤开采技术优化方案4.2.1工作面巷道布置优化开拓巷道不变，工作面巷道布置与大安山矿柔掩工作面布置方式相似，工作面采用俯伪斜布置，在两个溜煤斜坡间布置短面，面长25～40m。一个采区内可布置2个或2个以上同采面，提高开采强度，如图4-1所示。图4-1斜坡短

2、臂柔掩开采方案巷道布置系统图巷道的优化方案是：将目前大安山斜坡倾角从23°增加到28°；将柔掩工作面伪斜角从23°增加到25-30°。斜坡角度增加可减少斜坡掘进工程量，经计算，每100m阶段斜长使得每个斜坡可少掘36m（图4-2）；工作面伪斜角增加可增加工作面煤炭的流动速度、增加运量，减小工作面放炮后堵塞的概率。同时，每个炮眼爆破的有效深度增加了0.057m（图4-3），提高了工作面的单产、工效且节省爆破材料。以单斜2槽+680m水平西三南二石门工作面为例计算，该工作面按煤厚2.6m，工作面长度30m，每循环增加进尺0.057m，采用全长一次爆破工艺，按每天生产4个循环、每月生产

3、30天计算31，则月增产为2.6×30×0.057×1.8×4×30=960t。图4-2增加斜坡角度与斜坡掘进工程量的关系图4-3柔掩工作面倾角优化布置图4.2.2回采工艺优化（1）爆破工艺优化工作面全长一次爆破，即整个工作面整带打眼，1次装药，1次起爆，整带下放。注意事项：工作面一次打眼，分次装药时，易使接茬处的雷管装错或漏装，影响爆破效果。因而在装药时，操作人员必须严格按照作业规程规定的爆破参数，精心施工，精心作业。由于一次放炮数量大，爆破距离长，在警戒方面增加了警戒联络人，上、下警戒人与警戒联络人从同一地点分别向上和向下撤人，待下警戒人到达指定位置后，警戒联络人再回到上警戒

4、处，联系放炮。工作面装药时，靠近出煤眼处使用1段雷管并加长炮眼眼深，以避免炮后地沟堵风。工作面全长一次爆破炮眼布置如图4-4所示，端头处炮眼布置如图4-5所示。31图4-4柔掩面炮眼布置图图4-5柔掩面端头炮眼布置图以单斜2槽+680m水平西三南二石门工作面为例，按煤厚2.6m，工作面长度30m，每班一循环，三班出煤，月产量=30×0.8×2.6×1.8×75%×3×30=7581t，较柔掩工作面实际月产量提高约2000t。（2）侧放煤工艺优化扒尽工作面浮煤放架后，在工作面支架腰下打好临时支撑进行放煤（图4-6、图4-7）。图4-6扒浮煤、移架图4-7放架后煤放煤工艺优化为：①柔

5、掩工作面整体推进2～3循后，再统一进行侧放煤，放煤间距调整为2～3m；观察、估算架后煤的放出量，预计放出量约为架后储量70%时，再停止放煤，不要见矸就停止放煤。这样可以集中放煤，减少工序，提高效率。实行多轮放煤（一般2～3轮），放煤顺序为沿工作面倾斜方向自下而上依次放出（图4-8）。31由于散煤运移有一定的坡度和安息角（45°左右），两放煤口之间将形成部分“死煤”无法放出，为了提高回采率，可在2个放煤口之间，增开一放煤口将原来两放煤口之间的“死煤”进行补放（图4-9）。在两放煤口之间进行补放是提高回收率的重要途径。优化后的放煤工艺，符合放出椭球体的发育规律（图4-10），有利于煤

6、体的放出。②每循环统一向底板侧布置见底炮眼，尽可能使侧煤松动顺利放出。图4-8沿工作面下而上依次放煤(据山东科技大学谭云亮)图4-9补放两放煤口之间的“死煤”(据山东科技大学谭云亮)(a)放出椭球体平面图(b)放出椭球体剖面图图4-10放出椭球体的发育规律示意图4.2.3排炮工艺总体评价31排炮空间小，侧放煤困难。先于煤炭放出的矸石易堵塞放煤口，矸石处理困难；排炮工艺放煤空间需要单体来维护，劳动强度大，且单体支撑起的放煤空间有限，放煤效果不好；排炮工艺炮眼为底眼形式，打眼困难，炮眼易堵，炮眼的有效深度通常达不到要求，且炸药消耗量大。装药时药卷间易有煤粉易产生瞎炮，处理瞎炮浪费工时

7、且有危险性。排炮工艺瞎炮多的原因还可能是炮眼间距、装药或充塞不当造成的；排炮工艺煤层地质条件变化时调架困难；排炮作业空间小，工序繁多。总体分析，柔掩排炮侧放煤工艺，由于作业空间和放煤空间小，开采效率较低。所以，建议在煤层赋存较稳定的区域采用斜坡上山平巷出煤开采方案，在煤层赋存不稳定的区域采用巷道放顶煤开采方案，以提高急倾斜不稳定煤层的单产和回收率，提高开采效率。4.2.4柔掩侧放煤开采技术优化方案的优缺点优点：斜坡角度增加可减少斜坡掘进工程量，每100m阶段斜长使得每个斜坡可少掘