柳泉矿薄煤层开采工艺研究.pdf

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1、98能源技术与管理2012年第6期doi：103969／j．issn1672—99432012．06．041柳泉矿薄煤层开采工艺研究刘东亮(华润天能徐州煤电有限公司，江苏徐州221ooo)[摘要]针对柳泉煤矿具体地质条件，确定使用高档普采工艺，运用UDEC数值模拟软件，得出合理的工作面长度104m。并对工作面设备选型问题进行了分析探讨，提出了柳泉煤矿薄煤层机械化开采的有效工艺方法。[关键词]薄煤层；开采工艺；工作面长度；数值模拟；顶板控制[中图分类号]TD35[文献标识码]B[文章编号]1672．9943(201

2、2)06_O098_O3于1-3m时，受限于工作面控顶区及两巷空间较0引言小，不利于操作和行人，工作面的长度不宜过大。薄煤层在我国分布较广，可采储量约占全国(2)煤层倾角。一般情况下，煤层倾角越大，煤炭总储量的18％。有些地区的煤质也比较好，其对工作面长度布置的影响也大。煤层倾角对工如果薄煤层不能得到及时合理开采，势必造成资作面长度布置的影响主要体现为通过影响设备的源浪费、矿区服务年限缩短，将会影响矿区的可持稳定性来制约工作面的长度。通常来说，近水平煤续发展_1。由于柳泉煤矿薄煤层地质条件复杂、机层有利于增大工作

3、面长度，缓倾斜以上煤层则不械化开采难度大，且相邻矿井还没有类似的经验利于增大工作面长度。柳泉煤矿7煤层倾角5。可以借鉴，因此，探索新的技术途径，高效开发和15。，平均倾角9。，为防止滑落煤块岩块伤人，工作利用薄煤层资源已经成为柳泉矿亟待解决的重点面长度不宜过大。问题，也是煤炭行业关注的重要问题之一。(3)地质构造。煤层中的断层、褶曲、岩浆侵入等地质构造对工作面长度的设置有重要影响。1试验工作面概况从7煤层的工作面布置设计来看，一般依据较大以柳泉煤矿7薄煤层为试点，该矿7煤赋存型的断层或褶曲轴来划分工作面边界，其从

4、客观较稳定，属区段较稳定可采煤层，煤层厚度0．5上限制了工作面的长度。由于小型断层易干扰工1．5m，平均1．2m，结构简单；煤层倾角5。～15。，作面的正规循环，降低工作面推进度，尤其对机组平均倾角90；此区域为低瓦斯区域。7煤煤层自燃采煤影响较大，因此在小型断层发育的块段布置发火倾向性鉴定为Ⅱ类自燃煤层；顶板为细砂岩，工作面时长度不宜过大。属Ⅱ类顶板，厚3．63m，抗拉强度为0．77～1．65(4)瓦斯涌出量。瓦斯涌出量对工作面长度MPa，抗压强度为15．620MPa；顶板平整度为较的影响主要是受矿井通风条件的

5、制约。瓦斯涌出平整。量小的煤层，工作面长度通常不受其通风条件的制约，而瓦斯涌出量大的煤层，通风风速是制约工2工作面合理长度确定作面长度的重要因素。柳泉煤矿7薄煤层开采区通过对采煤工作面长度的影响因素分析，结域为低瓦斯区域，因此，瓦斯涌出对工作面长度设合柳泉煤矿实际地质条件，并通过UDEC数值模置的影响小。拟软件对不同工作面长度下覆岩移动情况进行分2．1．2采煤技术因素析，最终确定了合理的工作面长度[2-3]。(1)回采工艺。回采工艺对工作面长度的确2．1采煤工作面长度的影响因素定有着明显的影响。相比爆破破煤，滚筒

6、采煤机和2．1．1煤层地质因素刨煤机破煤进度快、效率高，为充分发挥采煤机械(1)煤层厚度。对于长壁工作面，在一次采全效能，相同条件下普采工作面长度宜大于炮采工厚的情况下，煤层厚度的变化是工作面长度的一作面。但工作面长度愈大，遇到地质构造变化的可个重要影响因素。当煤层厚度较小、工作面采高小能性也愈大，因此工作面长度不宜过大。2012年第6期刘东亮柳泉矿薄煤层开采工艺研究99(2)设备条件。工作面的长度加大，可相对减为确定工作面的合理长度，制定了6个模拟少采煤机端头整修时间，提高采煤机开机率，并且方案，模拟工作面长度

7、为80m、90m、100m、110m、能提高采煤机工作的平均速度，有利于发挥采煤120m、130m。机的机械性能。但同时刮板输送机的运量加大、运2．2．2数值模拟计算过程距加长，刮板链的受力强度加大，刮板输送机的可建立整体数值模型原岩应力平衡计算一一靠性将降低，较易发生断链等事故。而且工作面单次或分步开挖工作面应力平衡计算结果输出体支架对顶板的支撑压力随工作面长度加大而增及后处理。大，且中部支柱的支撑压力最大，给支柱回收带来2．2_3数值模拟结果及分析很大困难。根据柳泉煤矿实际情况建立如图1、2所示的(3)顶板控

8、制。顶板控制对工作面长度的影模型。响表现为采空区处理能力赶不上工作面回采的速【e+2】度，尤其是使用单体支架的普采工作面易出现这1．750种现象。因此，工作面长度的确定必须考虑采空区—1．250鞲戮辫黪糍瓣嚣黪麟n750处理能力。倾角小时，采用分段同时回柱作业可提1lO．250高放顶能力；倾角大时，分段回柱作业就不够安一#全。顶板稳定时，要进行采煤回柱平行作业，而当．一0