试论提高综放工作面顶煤采出率的技术措施_吴志强.pdf

2020年第11期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-01-14 作者简介 吴志强 （1988-） ， 男 （汉族） ， 山西朔州人， 工程师， 现从事采矿工程工作。 试论提高综放工作面顶煤采出率的技术措施 吴志强* （山西铺龙湾煤业有限公司， 山西 大同 038300） 摘要 主要分析了综放工作面顶煤采出率提高的技术措施， 重点从综放工作面顶煤开采的问题出 发， 探索提高综放工作面顶煤采出率的技术方案， 其可以提高煤层开采的程度以及效率， 解决了开采 过程中的能源浪费问题。通过对提高综放工作面顶煤采出率的技术措施分析， 不断提高煤层的开采 效率， 提高经济效益。 关键词 综放工作面； 顶煤； 采出率； 技术措施 中图分类号 TD26 文献标识码 B 文章编号 1004-5716202011-0173-03 随着煤层开采技术的不断发展， 在煤层开采效率 上的研究和技术应用也逐渐深入。其中， 就综放工作 面顶煤采出率提高的技术措施分析， 还需要从其存在 的现有问题出发， 结合实际的技术措施全面提高综放 工作面顶煤采出率。下面就综放工作面顶煤采出率的 提高所面临的现实状况而进行详细的分析。 1提高综放工作面顶煤采出率所面临的问题分析 据有关调查显示， 在目前的煤层开采中提高综放 工作面顶煤采出率的技术措施研究所面临的问题主要 可以概括开采不彻底、 顶煤损失以及其他损失等。这 同时也是制约着综放工作面顶煤采出率提高的重要因 素， 下面具体展开论述。 1.1开采不彻底 在制约综放工作面顶煤采出率提高的问题中， 开 采不彻底是影响其开采效率的直接因素， 并且导致了 煤层开采中资源的大量浪费。具体的开采不彻底可以 结合开采的过程以及效率等又概括为工作面两端开采 程度有限。在煤层开采过程中， 由于煤矿巷道的支护 中大量使用工字钢支护设备以及不空顶支架设备， 就 导致整个支护状态是呈现一种上下忽视、 中间推进的 效果。这也就导致了在煤矿开采中大部分是集中于中 间部分的煤层开发， 而忽视了支架两头以及上下两侧 的煤层。综合起来， 几个部位的煤层开采缺失最终就 导致了煤层开采不彻底的情况， 并随之影响到巷道的 采煤总量。 1.2顶煤损失 调查显示， 顶煤损失在煤矿巷道的资源开采中占 据着大量的份额， 并且会由于不同的开采流程和程序 等存在不同程度的顶煤损失， 最终造成了顶煤的开采 情况不容乐观， 并影响着资源的开发程度。 具体而言， 顶煤损失的存在分为初期采煤环节以 及末期采煤环节等两个阶段。在初期开采工作中， 顶 煤损失的产生主要是由于一部分最先冒落的煤石会作 为填充物存在于支架的后半部分与底板和放煤地点之 间， 造成了开采中的视野盲区或者开采难题， 就使得这 部分冒落煤被忽视， 进而造成浪费。同时， 由于煤层中 的煤体硬度或者压痕等不利于开采工作的展开， 导致 其对工作面的需求是初次来压步距较大。这种情况的 存在就使得煤层巷道内顶煤的冒落现象不明显， 进而 也就造成了顶煤的浪费。与此同时， 由于存在煤矿开 采管理问题， 导致在具体的采煤工作当中对工作面出 口的操作存在处理不及时的情况， 浪费了放顶煤的时 机， 最终造成了顶煤资源的浪费。 而在开采的末期， 存在的顶煤损失主要是集中于 在拆除顶煤设备时， 会由于上网的位置存在问题导致 接近停采线的区域会更快地遮住放煤口， 而产生对工 作面处理不及时的情况。由此， 在提高综放工作面顶 煤采出率时， 需要从多个角度减少操作的失误或者管 理不足对于采煤工作的制约。 1.3其他损失 除了顶煤损失和开采不彻底的问题存在之外， 提 高综放工作面顶煤采出率所面临的问题还包括了其他 173 ChaoXing 2020年第11期西部探矿工程 损失导致的开采问题， 其可以总结概括为地质构造环 境分析问题、 采煤技术选择问题以及开采工作充分性 问题等三个角度。具体而言， 在地质构造环境分析问 题上， 主要是由于提前对于煤层的地质构造进行研究 过程中会受到各种因素的影响， 导致对具体的煤层开 采深度、 范围、 危险程度以及开采量等的认知不够具 体、 准确和全面， 不可避免地存在缺失， 最终使得开采 工作的推进或者开展受到影响。 此外， 在采煤技术选择以及开采工作充分性上的 问题， 则是由于相关的开采设备选择存在问题， 影响到 综放工作面的设置， 导致其对顶煤开采的忽视程度增 加， 最终产生了采煤工作采出率较低的问题。而且， 结 合对顶煤运动规律以及冒落现象分析不够具体的情 况， 使得在综放工作面顶煤开采中存在开采空间限制 的实际问题， 最终影响到顶煤采出率。由此， 在研究提 高综放工作面顶煤采出率的技术措施中， 要结合综放 工作面顶煤开采工作的具体内容出发， 全面改进其开 采过程。 2提高综放工作面顶煤采出率的技术措施分析 上面已经对综放工作面顶煤采出率提高所面临的 主要问题进行了大致的分析， 可以发现 在实际的煤层 开采中， 探索提高综放工作面顶煤采出率的技术措施， 要从造成顶煤损失的原因以及影响因素出发， 结合现 有的开采技术以及与采出率相关的内容等不断推进综 放工作面顶煤采出率的提高。结合实际开采工作， 主 要提高综放工作面顶煤采出率的技术措施有以下几个 方面。 2.1改善开采技术应用 针对综放工作面顶煤采出率提高中所面临的现实 问题， 最直接的解决方案就是改善各种采煤技术的应 用情况， 从多个角度提高采煤技术的综合化和机械化 水平。这也是从技术层面提高煤矿开采效率的重要措 施。 具体而言， 改善采煤技术的应用情况主要包括了 对于现有综放工作面顶煤开采的理论应用以及技术突 破。根据现有的放矿椭球体理论， 可以进一步深化对 于综放工作面顶煤的移动规律和位置认知； 并由此进 行顶煤开采窗口的距离调整， 探索出适合不同煤矿巷 道的开采方案。此外， 通过分析综放工作面顶煤的受 力情况， 可以对于其所面临的运动状态产生深刻理解， 从而及时调整支架的位置， 合理利用顶煤冒落等结 果。同时， 由于机械化采煤设备的投入应用， 在一定程 度上减少了人力干预对于综放工作面顶煤采出率的影 响， 进而减少了开采过程中技术因素导致的开采不彻 底情况。 2.2减少顶煤开采损失 结合上文提到的在综放工作面顶煤开采中存在的 顶煤损失问题， 提高综放工作面顶煤采出率的技术措 施就需要从减少顶煤损失的角度入手， 结合多个开采 阶段提高对顶煤的采出率。 具体而言， 在煤矿开采的初期阶段， 减少顶煤损失 主要集中在 避免视野盲区以及合理规避煤体开采障 碍等角度。这主要是指 在初期采煤过程中要制造顶 煤冒落的先决条件， 并通过合理控制其开切眼与初次 来压的间距， 避免这一间距内的顶煤损失。一般在开 采中会采用切顶巷和深孔爆破的手法来解决间距问 题。其中， 切顶巷技术是通过建设一条辅助性开采巷 道的方式来通过合理的打眼放炮增强切顶的效果， 从 而减少间距。而深孔爆破技术则是在工作面顶煤开采 中， 利用小规模爆破的方式， 在液压支架的顶梁来爆 破， 做到小规模的间距控制， 提高采出率。 当进展到开采的末期阶段时， 提高综放工作面顶 煤采出率就需要通过控制支护设备的应用来对于在支 架顶部的部分煤体进行开采。在移动采煤机以及液压 支架的过程中， 还需要给顶煤的开采工作提供一定的 安全空间。由此， 就必须要准确地把控停采线与放顶 煤之间的关系， 为顶煤的开采工作以及设备的一定而 预留出空间。此时， 就可以采用综放工作面端不放煤 的方式来维持安全空间的存在。 2.3优化开采设备 除了减少在综放工作面的顶煤损失之外， 通过优 化开采设备的方式也可以进一步提高开采设备的配套 程度， 进而增强其稳定性， 提高放煤的效果。 具体而言， 开采设备包括了液压支架等支护设备、 采煤机等采煤设备、 刮板运输机、 胶带运输机、 转载机 等运输设备以及变电站等供电设备， 而对其进行优化 则需要在全面掌握顶煤与液压支架的支护关系基础上 来开展。由于顶煤与液压支架之间的关系密切， 而液 压支架存在的高、 中、 低等三种位置也将影响着放煤的 高度以及程度。由此， 在优化过程中可以多采用低位 置顶煤液压支架的防护方式， 设置较低的放煤口， 控制 好放煤的程度。而且， 在较低的放煤口作用下， 采煤机 也可以做到大块切煤的效果， 最终提高顶煤的采出 （下转第178页） 174 ChaoXing 2020年第11期西部探矿工程 飞仙关组、 嘉陵江组和关岭组地层， 南翼地层倾向 200， 倾角40～70， 北翼地层倾向20， 倾角20～60， 南翼倾角较北翼陡。背斜轴部一带见硅化、 褐铁矿化 蚀变带， 蚀变带长约5km （图5） 。 通过1 ∶5万遥感地质解译， 提取了铁染及SiO2反 演高值区， 位于纳省背斜一带， 反映了纳省背斜硅化、 褐铁矿化 （黄铁矿化） 等蚀变现象明显。通过1 ∶ 5万水 系沉积物测量在靶区内圈定了下打梗金异常， 异常内、 中、 外带呈同心环状， Au与As、 Sb、 Hg套合较好。通过 土壤剖面异常查证进一步确定了异常源位于干桥断裂 蚀变带中， 进一步开展矿产综合检查新发现了纳省金 矿化点， 金品位0.4～0.8g/t。根据电阻率反演结果， 北 西西向的高倾角的控矿逆断层在电阻率断面图上特征 明显， 其倾向向南。断层破碎带以及高低阻梯度带所 指示的深部隐伏的P2/P3界面是有利的金矿赋存位置。 综上， 纳省找矿靶区受纳省背斜控制， 区域性深断 裂与之配套， 地表见矿化， 背斜二叠系龙潭组与茅口组 硅钙面是有利的成矿结构面， 靶区构造与岩性组合条 件较好， 是有利的找矿靶区。龙潭组岩性组合是本区 主要的地球化学障， 厚度较大， 约500m， 屏蔽作用较 强， 这可能是导致地表化探显示较弱的重要因素。 6结论 （1） 金矿矿化蚀变类型主要有硅化、 黄铁矿化、 碳 酸盐化等。其中黄铁矿化主要可通过铁染 （Fe3） 异常 提取来反映， 而碳酸盐化矿物含有羟基 （OH-） ， 主要通 过羟基 （OH-） 异常提取来反应碳酸盐化， SiO2含量反 演提取来反应硅化。 （2） 通过区内遥感、 化探、 物探等综合信息解译及 异常提取， 各类异常套合地段与地质构造套合地段成 矿最有利， 综合圈定了纳省金矿找矿靶区， 值得进一步 开展工作 参考文献 [1]贵州省地质矿产勘查开发局117七地质大队. 贵州省1 ∶ 5万 马岭幅地质调查报告 [R].2019. 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