复杂煤层开采问题分析与措施.doc

摘要本文简要介绍了苏桥煤矿的煤层构造，对复杂煤层开采存在的问题进行分析，并结合工作实践，阐述了复杂煤层开采时采取的对应措施，以达到提高工效和煤炭资源回收率，实现安全生产的目的。 关键词煤矿 复杂煤层 问题分析 采煤 措施 0 引言 苏桥煤矿位于大田县广平龙山崎复式向斜的中南部，区内褶皱和断裂构造均十分发育，煤层赋存条件复杂，多为薄煤层、急倾斜，开采难度大。我们结合现场实际，对复杂煤层进行分析研究，采取有效的开采措施，在提高工作面煤炭资源回收率，提高劳动工效，降低材料消耗，保障安全生产等方面，都取得良好成效。 1 煤层构造概述 1.1 苏桥井田位于广平龙山崎复式向斜中段，含煤地层呈隐伏状态，总体构造形态为倒转向斜构造（ⅰ级构造），地层倾角一般在2545，局部达6070；走向和倾向上均发育宽缓的背向斜（ⅱ级构造）；ⅱ级褶皱轴向总体为北东北西向，轴面倾向南东南西，倾角较陡，枢纽（均以褶皱与其上方断层相切的形态为准）走向北北东北北西向，14线往北向南倾伏，14线往南向北北东倾伏。次级褶皱（ⅲ级构造）发育，甚至出现更次一级的小褶（揉）皱倒转现象，地表已被推覆体掩盖。 1.2 苏桥井田主要开采层为童子岩组第二段（p1t2）和第三段（p1t3）。童子岩组第二段（p1t2）正常翼较稳定可采为2层，编号30、33号煤层，不稳定可采为1层，即28号煤层，有效含煤系数2.9；倒转翼零星可采一层，编号30号煤层，有效含煤系数为1.3； 童子岩组第三段（p1t3）含煤2739层次，其中正常翼可采或大部可采为5层，自一段顶部往下编号为21、26、28、30、33号等煤层，厚度为0.7m-1.5m。倒转翼零星可采3层，编号为26、28、30号煤层，厚度为0.9m-1.2m。上述煤层顶板多为泥质岩，底板多为砂质岩，少数为泥质岩，泥质岩常含植物根茎化石。 2 复杂煤层开采问题分析 2.1 由于煤层受挤压、褶曲及断层等影响，造成煤层倾向、走向及厚度变化大。采煤工作面地质构造复杂，难以进行长壁推采，而多采取短壁式开采，增加采面小眼工程量，材料消耗大，资源回收率低，开采成本较高。 2.2 由于煤层受地层中灰岩覆盖影响，有良好的隔水层，因此，煤层干燥，井下地温高。采煤工作面开采时粉尘大、温度高，增加劳动强度。 2.3 由于煤层顶底板整体受构造影响，易生成伪顶或伪底；局部煤层底板为泥岩，开采松动后容易开裂或脱落。采煤工作面顶底板破碎，壁式推采过程中，易脱落造成倒柱、窜矸等现象，开采难度大。 2.4 由于煤层局部松散，采煤工作面开采时，容易造成片帮或小眼施工时冒顶。采煤工作面安全隐患多，安全管理难度大。 3 复杂煤层开采的对应措施 3.1 针对煤层褶曲断层多，煤层变化大的开采措施 3.1.1 灵活选择采煤方法。根据实际情况，一个采煤工作面可选择多种采煤方法。 主要有一是采用斜坡陷落采煤法，以倾斜巷道为主要布置方式，以煤体自然陷落为主要落煤方式，此方法适用于急倾斜薄及中厚煤层。 二是采用斜台阶采煤法，使采场形成台阶状，上台阶超前于下台阶，两相邻台阶以30的伪斜小巷相连，呈伪斜正台阶状。此方法具有改善顶板受力状态，增加顶板稳定性，提高工作面安全可靠性的优点，适用于急倾斜煤层。 三是中深孔爆破采煤法，即在巷道中打中深孔爆破落煤，此方法具有工艺简单、工作安全、劳动强度低，回采工效高，材料消耗少的优点，适用于急倾斜，走向及厚度变化大的煤 层。 3.1.2 适时改造断层、压薄带。对于煤层出现压薄、褶曲、向背斜和小断层时，及时组织工程技术人员进行现场分析，掌握地质构造特征，适时制定工作面改造措施。主要是采用风钻打眼、爆破，开拓巷道，穿越断层、压薄带，重新找回煤层。 3.2 针对采煤工作面粉尘大、温度高的开采措施 3.2.1 完善采煤工作面通风系统。一是合理布置回风巷或施工专用回风斜巷，缩短风流路径，减小通风阻力，解决工作面的通风问题，达到降尘降温的目的； 二是定期对各个工作面进风总量进行检测，设置风站、风门等通风设施，优化风量配置； 三是对已结束的运巷进行密闭封堵，防止漏风； 四是对风门及风站进行定期检查，发现漏风，及时补漏； 五是调整煤层的开采顺序，并根据工作面的设置及时调整通风布局。 从而有效提高采煤工作面的通风质量，达到降尘降温的效果。 3.2.2 推广应用煤层注水技术煤层注水技术具有良好的减尘、降温效果。在我矿已经推广应用，由去年的1个采面增至今年的3个采面。制定采煤工作面注水技术规程和考核办法，严格落实煤层注水措施，奖优罚劣，当月兑现，促进采煤工作面的注水工艺的实施，达到减尘和降温的效果，提高劳动工效。 3.2.3 加强防尘洒水喷雾一是在进风运巷增加水幕喷雾，净化风流，每隔100米设置一道； 二是在装车口及小眼口上方3米处装设喷雾，能有效降低粉尘，同时也有利于降温； 三是在回风巷设置洒水喷雾装置。同时加强管理，确保洒水喷雾装置正常使用，现实降尘、降温效果。 3.3 针对煤层顶板底板易开裂或脱落的开采措施 3.3.1 采用斜坡短壁推采工艺时,上部采用留设挡矸煤柱，在煤柱下方采用密柱进行加固，可有效防止采空区顶板脱落，造成窜矸的现象。 3.3.2 采用中深孔回采工艺时，采空区侧采用双排密柱进行防窜矸，在密柱下部留1.00.5m的出煤口，用长耙子进行出煤，能有效防止窜矸现象，提高安全可靠性。 3.3.3 采用高位贯通采煤工艺时，由于倾向上变化较大，上部采用留设5-8m煤柱，用密柱进行控制推采至最大控顶距时，采用中深孔进行放煤，以减小工作面压力，同时提高煤炭资源的回收率。在底板控制方面，支护沿破碎底板施工一排密柱，进行控制底板，点柱施工柱脚往下挖至实底或支护底部挖10-15cm，防止底板滑落。 3.4 针对煤层局部松散，易造成片帮的开采措施 3.4.1 采面小眼施工过程中，严格控制钻眼深度，角度及方向，避免小眼超宽、震动等造成片帮冒顶。 3.4.2 做好超前控顶和支护工作，防止采面的片帮和垮落，造成工作面的冒顶。 3.4.3 采面回采过程中，加强采面上、下出口的支护，采用加密或丛柱加固。采面支护要求按煤矿安全规程规定，进行支护管理。 3.4.4 采用炮采工艺时，要做好采面防倒柱措施，在放炮后要进行检查，对倾倒的支柱要进行及时修复，禁止空项作业。 4 结束语 复杂煤层开采，对于煤层构造复杂的南方中小型矿井尤为重要，在提高煤炭资源回收率，延长矿井开采服务年限等效益巨大。但复杂煤层开采难度大，机械化程度低，成本高，工效相对较低仍是主要问题。要根据具体情况，因地制宜，严格按照煤矿安全规程制定切实可行的作业规程和技术措施，落实开采工艺，确保安全生产。 €‚ 由于对于最终产品纯度、杂质量的严格要求 HCP100 ppm、DNA10 ppb等，单抗目前广泛采用三步纯化策略粗纯 样品捕获、中度纯化和精细纯化，该策略工艺复杂、对操作要求严格，导致纯化成本一般占总生产成本的50−80[5]。用蛋白A亲和层析凝胶捕获抗体是大规模单抗纯化的首先步骤，一步纯化可使蛋白纯度达95以上。但蛋白A树脂价格昂贵 超过2.2万美元/升，GE报价，在大规模生产中，蛋白A纯化步骤的成本占整个抗体纯化成本的35以上[9-10]。因此，蛋白A纯化效率的提高是进一步提高产品质量、降低生产成本的关键[11-12]。 本研究通过分析pH、盐浓度对细胞回收液中各种宿主杂质的影响机制，确立低pH处理抗体细胞回收液的新型细胞液回收技术，提高了后续蛋白A纯化效率，减轻了纯化压力，与Capto adhere色谱纯化联用，真正实现两步法抗体纯化平台的建立。 1 材料与方法 1.1 试剂和仪器 实验常用试剂均购自于Sigma-Aldrich。蛋 白A树脂MabSelectTM Sure， 混合型疏水性阴离子交换树脂CaptoTM adhere购自于GE ☏ 010-64807509 陈泉 等/蛋白A亲和层析法纯化单克隆抗体工艺的优化 Healthcare。蛋白A树脂Eshmono A购自于Merck Millipore，蛋白A树脂ToyopearlTM AF-rProtein A-650 F购自于日本Tosoh Bioscience。UNOsphereTM Q阴离子交换树脂购自于Bio-Rad。以上层析介质均填充于XK或TricornTM系列色谱柱。所有色谱实验均于KTATM Explorer 100 或 Avant 25 室温进行。 1.2 方法 1.2.1 细胞培养 生物仿制单克隆抗体IgG1 赫赛汀或Herceptin 由CHO DG44, Life Technologies 表达产生，利用新加坡科技发展局生物处理科技研究院开发的三顺反子载体[13]。抗体由5 L BIOSTAT B搅拌式玻璃生物反应器生产 Sartorius Stedim Biotech，采用补料分批培养方式，利用1∶1的无蛋白培养基CD CHO Life Technologies和HyQ PF GE Healthcare。30−50细胞活力下收集细胞液。在室温、 4 000g条件下离心20 min，之后经由0.22 μm滤膜 Nalgene Rapid-Flow Filters, Thermo Scientific 过滤。澄清后细胞回收液贮存在2−8 ℃以供短期使用或–20 ℃长期保存。 1.2.2 细胞液预处理 为研究细胞液在不同盐浓度下各种宿主杂质的响应机制，细胞回收液经Sartorius Vivaspin 15R 超滤离心管 2 kDa截留分子量 进行缓冲液置换至50 mmol/L MES，pH 6.0。通过添加NaCl以及1 mol/L醋酸，将细胞液NaCl浓度以及pH调整至指定值。测量浊度后经由0.22 μm滤膜滤除沉淀物，进行相关分析。 细胞液预处理通过向细胞回收液添加 1 mol/L醋酸调节pH至指定值。经由0.22 μm ISSN 1000-3061 CN 11-1998/Q Chin J Biotech June 25, 2016 Vol.32 No.6 滤膜滤除沉淀物。滤过液pH由1 mol/L Tris缓冲液调至中性，进行相关分析或蛋白纯化研究。 1.2.3 蛋白纯化 4 mL蛋白A树脂填充于Tricorn 5/10 色谱柱，线性流速300 cm/h 4 mL/min，1 min停留时间。色谱柱经由5倍柱体积平衡液 50 mmol/L HEPES，150 mmol/L NaCl，pH 7.0 清洗后上样。3倍柱体积平衡液冲洗，之后由5倍柱体积的50 mmol/L HEPES，1 mol/L NaCl，pH 7.0缓冲液进一步冲洗，之后再经2倍柱体积平衡液冲洗去除高浓度NaCl。抗体蛋白最后由5倍柱体积蛋白洗脱液 100 mmol/L醋酸，pH 3.5 洗脱。在