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利用综放技术开采复杂条件下表外储量煤层的研究与实践 第六图书馆 利用综采放顶煤技术对在断层构造影响带内、煤体松软、穿越空巷、瓦斯影响大的复杂条件表外储量煤层进行开采,将会提 高资源回采率,延长矿井服务年限,可为同类条件矿井煤炭开采提供借鉴。利用综采放顶煤技术对在断层构造影响带内、煤体 松软、穿越空巷、瓦斯影响大的复杂条件表外储量煤层进行开采,将会提高资源回采率,延长矿井服务年限,可为同类条件矿 井煤炭开采提供借鉴。松软煤层 构造影响带 摆采 表外储量中国煤炭梁习明靖远煤业有限责任公司,甘肃省白银市 7309132007第六图书馆 第六图书馆 ★ 科技创新 ★ 1 概 述 利 用 综 放 技 术 开 采 复 杂 条 件 下 表 外 储 量 煤 层 的 研 究 与 实 践 梁 习 明 靖远煤 业有 限责任公 司 ， 甘 肃省 白银 市，7 3 0 9 1 3 摘 要利 用综采放顶煤技术对在 断层构造影响带内、煤体松软 、穿越空巷、瓦斯影响 大的复杂条件表外储量煤层进行开采 ，将会提 高资源回采率 ，延长矿井服务年限，可为同类 条件矿 井煤炭开采提供借鉴。 关键词 松软煤层构造影响带摆采表外储量 靖远煤业有限责任公 司魏家地煤矿是煤 与瓦斯 突出矿井 。主采煤层平均厚度 1 3 ． I m，倾角 1 5 。 ～ 3 1 。 ，煤层 自然发火期 3 ～6个月；煤尘具有爆炸危 险性 。井 田主要 由若 干背 斜 和 向斜 组成 较宽 缓 的褶 皱构造 ，平面上略呈 “ s ”形 。井 田中部、南西部 边缘有 F 3断层 、F 一 。 断层组。F 一 。 断层组是 由诸 多断层组成 ，保持与井田走向一致 的方 向，掩盖 了 几乎大半个井田的压扭断裂构造，其对煤层破坏严 重 ，形 成 了较复 杂构 造影 响带 。 该矿井原设计为两个采区 “ 一综三高”4个工 作面达产 ，采煤方法为走 向长壁倾斜分层采煤 ，投 产后 由于生产地质条件与原地质报告有较大 出入， 生产长期处于被动局面。对该矿井采煤方法经多方 论证后 ，于 1 9 9 5年开始进行缓倾斜具有煤与瓦斯 突出危险的易燃特厚煤层综采放顶煤试验，并取得 了成功 ，使矿井有了达到 “ 高产 、高效 、安全” 的 基础 。 2表外储 量 开 采的提 出 2 ． 1 表外储量开采的提 出 F 一 。 断层组影响带 ，走 向长 6 0 0 0 m，宽度 1 0 0 ～ 2 5 O I T I ，面积 2 ． 1 8 k m。 ，地质储量 3 8 4 5万 t ，为 表外储量 。如果能够用科学合理的方法将其安全顺 利采出，不但有利于矿井的可持续性发展 ，而且对 国家 、对社会是一大贡献。因而研究开发表外储量 利用综放技术开采复杂条件下表外储量煤层 的研究与实践 意 义 巨大 。 表外储量开采 的实验 区域选在西 一采区 F 一 z 断层组影响带内的 1 1 0 2东工作面 区域 。 2 ． 2 表外储量开采的可行性论证 2 ． 2 ． 1 表外储量开采 区域可采性分析 受 F 一 。 断层组压 扭力逆 冲推覆影 响，构造影 响带内煤层 ，次 生构造非 常发育，煤层倾 角变化 大 。由于当时我国的开采技术 以分层开采为主，工 作面受顶板变化条件限制大 ，加之该范围内瓦斯涌 出量大，煤层解 突技术还不 成熟，地 质报 告认为 “ 在构造影响带 内送巷或采煤既不经济又不安全” 。 随着综放开采技术的重大突破性发展和煤层 区域性 防突抽放瓦斯技术的成熟 ，回收这些表外储量 已经 基本具备条件 。且魏家地矿煤层松软 ，可放性好， 适合综放技术开采。 2 ． 2 ． 2 煤与瓦斯突出危 险的解除 总结建井和生产期 防治瓦斯方面工作经验 ，通 过瓦斯抽放 、巷道风排和煤层注水等解除煤与瓦斯 突出危险性后，煤层能够进行综放开采。 设计试验区域 ，经过 1 2 6 0东 中巷及两个石 门 3 3 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 等周边巷道布置抽放钻孔 ，进行瓦斯抽放 、巷道风 排 ，4年后测定卸压后瓦斯压力 、煤的破坏类 型、煤 的 坚 固 性 系 数 f ，和 瓦 斯 解 吸 速 度 △ ，通过综合指标法计算分析，各单项指标和 综合指标均未超过突出l 临界值，说 明工作面 已解除 突出危险性，但在工作面生产过程中还必须继续进 行瓦斯抽放 。 2 ． 2 ． 3对主要采掘设备适应性分析 构造影响带内回采 ，煤层走向、倾向均起伏变 化较大 ，要求支架跟 随推进时能够适应条件变化 。 工作面设计使用的 Z F S G--3 6 0 0 1 7 ／ 2 8型四柱支 撑掩护式正四连杆低位放顶煤支架 ，仰俯采坡度能 达到 7 。 ，可 以满 足要 求 ；工 作 面 设 计 配置 的 S GD一6 3 0 ／ 2 2 0刮板输送机在通常情况下能满足工 作面 坡度 变化 3 。 ～6 。 的需 要 。 3工作面 基本 概况 表外储量开采 实验 的西一 采 区 1 1 0 2工 作面， 位于西一采 区南部 ，靠 近 F ～ 。 断层线 ，工 作面可 采走向长 1 1 7 3 m；倾斜 长 1 2 5 m，煤层 倾角 2 O 。 ～ 2 7 。 ，工作面 以 1 0 2中联巷为 界将 其分 为前后期 ， 平均煤厚 1 0 ． 5 m，前后期过渡时跨 3条采区上山， 前后期有相对独立的通风运输系统 。工作面平面布 置 图见 图 2。 工作面设计开采方案 巷道布置形式采用 “ 一 进二回”布置 ，内错 1 0 m沿顶板布置第二回风巷 为辅 助 回风 风巷 。 4 课 题 的工业性 试验 4 ． 1 工作 面巷道 施 工 对于煤体松软 厂≤0 ． 5 且具有突 出危 险的 煤层采取超前注水措施 ，湿润煤体 ，增加煤体粘结 性 ；并在 巷道 掘进 时按 防突细则 进 行预 测和 效 果检验 ，做到安全掘进 ；巷道支护方式采取随开挖 随锚 ，且采用锚 网支护。 4 ． 2回采 期 间 围岩运 移规 律分 析 回采过程中，一是使用 圆盘记录仪等对工作面 进行矿压观测 ，测 出工作面顶板来压步距为 1 4 ～ 2 7 m；二是应用 F L AC软件对工作面围岩运移规律 分析进行 了分析，得 出如下结论 轨道巷回采超前 支承压力对轨道巷的影响范围较大 ；对 回风巷的影 响范围较小 ，围岩承载能力很小 ，这是由于回风巷 深入断层构造影响带 ，围岩已经发生了一定的变形 破坏 ，应力 向工作面内部发生 了转移 。工作面 中部 34 围岩超前支承压力 ，具有明显的分区现象 ，在采动 影响下 ，工作面和采空区一定范围内出现应力降低 区 ，煤壁在较大的支承压力作用下 ，发生变形 ，将 支承压力向煤壁前方的煤体深部转移 ，支承压力影 响范 围约 为 1 0 0 m 左 右 。 4 ． 3工作 面生产过 程 中采取 的主要 技 术手段 超前在将要穿越 的地段码密集木垛 ，对穿越段 周围煤帮挂网和配合单体支柱与长板梁超前 维护 ， 穿透段联巷高顶用木料绞实，计算确定工作面对应 仰采坡度 ，适当降低工作面割煤高度 。 1 0 2工作面前后期的方位差为 1 2 。 5 O 2 4 ，按方 位差计算两巷道推移距 离差 ，调整期 内以轨道巷 道 、回风巷推进按 1 2 ． 4进度 比摆采。 回采 阶段对工作面瓦斯的治理 ，采取利用两巷 道及 周边 巷道 施工 的顺 层或 穿层 钻孔 抽放煤 层 瓦斯 为主 ，在 回风巷向上隅角靠后采空区施工瓦斯抽放 孔抽放上 隅角 附近瓦斯 ，利用 “ 一进、内错式 二 回”通风风排瓦斯相结合的综合措施。 针对断层构造影响带内的工作面回采条件的变 化 ，主要还 采取 如下 方案 下转 第 8 5页 中国煤炭第 3 3卷第 9期 2 0 0 7年 9月 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 新成立 的煤码头公司注册资本将高达 1 1 ． 2 5亿元 。 中煤能源集 团公司和华能集团全资子公司华能 能源 分别投 入现金 2 ． 7 6亿 元 ，各 占 2 4 ． 5 的股 权。而天津港 以其拥有的煤码头分公司资产和现金 投入 ，占股权 的 5 1 。合资 公司将经营和管 理天 津港南疆港区 7 ～ 1 O 4个煤码 头泊位 ，年设计 吞 吐能力为 4 3 0 0万 t 。 中波合资生产煤矿大型液压支架 日前 ，由山东新汶矿业集团泰山建能公司与波 兰柯派克斯股份有限公司共同投资组建的山东塔高 矿业机械装备制造有限公司竣工投产 。该项 目总投 资 2 ． 4 6 亿元 ，拥有数控车床、数控机床 、数控 切 割机 、氩弧焊机等世界先进生产设备和国际上最先 进的液压支架生产工艺 ，主要生产缸径 4 3 0 mm 以 上 ，支撑高度 8 m 以上，支撑阻力 1 6 0 0 t以上 的煤 矿用大型液压支架 ，是 国内唯一与外 商合作投资 ， 专业生产煤矿大型液压支架的企业。该项 目预计年 销售收入 2 0 0 8年可达到 1 O亿元 ，利润 1亿元 ，提 供 9 0 0人 的就 业 岗位 。 周 峰 河南将建成4 8 对安全高效矿井 河南省国有重点煤矿安全高效矿井建设座谈会 透露 ，2 0 1 0年 ，河南将建成 4 8对安全高效矿井 。 今后 4年 ，河南省安全高效矿井建设 的目标 如下 2 0 0 7年建成 2 5对安全高效矿井，产量 占全省总产 量的 3 1 。其 中 ，特级安全 高效矿井 9对 ，一 级 1 1对 ，二级 5对 ；2 0 0 8年建成 2 9对安 全高效 矿 井 ，产量 占全 省总产 量的 3 1 ． 9 ，其 中 ，特级 1 1 对 ，一级 1 O对 ，二 级 8对 ；2 0 0 9年 建 成 3 9对 安 全高效矿井 ，产量 占全省总产量 的 3 8 ． 3 。其 中， 特级 1 4对 ，一级 1 O对 ，二 级 1 5对 ；2 0 1 0年 建成 4 8对安全高效矿井 ，产量占全省总产量 的 4 5 ． 4 。 其中，特级 1 5 对 ，一级 1 9对 ，二级 1 4对。 山西省制定1 5 年煤炭生产开发规划 山西省 2 0 0 6 2 0 2 0 年煤炭生产开发规划 专 家论证会于近 日在北京召开。山西省结合 自身实际 制定 了 2 0 0 6 2 0 2 0年 1 5年 间的发展 规划 。中 国工 程院院士和高级工 程师 2 8 人组 成的专家组对 规 划进行 了详细论 证并原 则通过 。专家们对 规 划给予 了较 高评 价 ，认为其具 有较强 的可操作 性 ，基本符合 山西省煤炭工业实际和国民经济发展 要求 ，对进一步明确 目标 ，进行产业结构调整和优 化布局具有重要 的意义 ，并将推动区域经济建设 ， 促进煤炭工业又好又快发展 。 责任编辑 孔晋华 上接第 3 4页 底板隆起段仰采 ，减少工作面破 内煤层巷道能够使用锚杆支护。 底范围；超前片帮区采取人工辅助开帮；针对工作 3 工作面安全管理上 ，验证 了高瓦斯煤层工 面煤体节理 、裂隙发育 ，煤体干燥松脆 ，煤帮承压 作面综放开采的 “ 一进 、内错式二回”安全通风方 能力差 ，采取提高泵站压力、煤体超前注水湿润煤 式 。 帮，增加煤体承受能力 ；工作面刮板输送机在满足 4 应用综放技术 回收矿井呆滞的表外储量煤 运输要求前提下按两个以上坡度管理 ；工作面来压 量 ，经济和社会 效益巨大 ，就 该工作面采 出煤量 期间控制放煤量等。 1 3 3 ． 6万 t ，增 收 1 ． 4 3亿元 。 工作 面 在构 造 带 内 回采 期 间 ，月 产 量 平 均 5 该课题的研究 ，延长了复杂条件矿井服务 7 ． 5 7万 t ，回采工效平均 2 5 ． 6 5 t ／ 工 ，工作 面 回采 年限，增大了工作面生产周期 ，利于对复杂矿井呆 安全顺利 。 滞煤量的 “ 解冻”和矿井集约化安全生产 。 5 结论 参考文献 [ 1 ] 宋振骐 ，赵经彻 ．综采 放顶煤 安全 开采 问题 的认 识 1 在复杂的地质构造带煤层中，科学分析具 [ J ] ．煤炭 学报 ． 1 9 9 5 4 体情况后 ，采取针对性 回采技术 ，可 以经济安全地 [ 2 ] 薛顺勋，聂国光等． 软岩巷道支护技术指南． 煤炭 回收表外煤层储量 。 工业出版社． 2 0 0 1 1 o 2 从工作面两道支护试验结果得出，松散煤 [ 3 ] 李树刚． 综放开采围岩活动及瓦斯运移．中国矿业 体可以使用锚杆支护 ，应力复杂 的断层构造影 响带 大学出版社． 2 0 0 0 5 责任编辑 熊志军 邀四海宾朋 聚能源盛会贺首届 中国 太原 国际煤炭与能源新产业博览会 85 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆