综放工作面回采率规定

综放工作面回采率规定（精选5篇）

综放工作面回采率规定 篇1

不连沟煤矿文件

不连沟矿[2013] 号

关于印发《不连沟煤矿回采率管理暂行规定》 的通知

各科室、综放区队：

根据中华人民共和国国家发展和改革委员会令第17号发布的《生产煤矿回采率管理暂行规定》，为合理开发和保护煤炭资源，提高煤炭资源回采率，结合我矿实际生产情况，特制定《不连沟煤矿回采率管理暂行规定》，现印发给你们，请认真学习并遵照执行。

附件：不连沟煤矿回采率管理暂行规定

二〇一三年五月十日

主题词：回采率 管理 规定

不连沟煤矿综合办公室 2013年5月10日印发 附件：

不连沟煤矿回采率管理暂行规定

根据《中华人民共和国煤炭法》、《生产煤矿回采率管理暂行规定》及《不连沟探煤厚管理规定》，为合理、高效开发利用煤炭资源，减少损失，提高资源回收率，结合我矿实际生产管理情况，特制定《不连沟煤矿回采率管理暂行规定》，具体规定如下：

第一条 所有综放区队都必须严格执行本规定。

第二条 煤矿矿长对本矿回采率负第一责任人责任，总工程师负技术责任，地测组负监督管理责任。

第三条 煤矿综放区队队长对本队所采工作面回采率负责第一责任人责任，技术员负技术责任，跟班队长负监督管理责任。

第四条 煤矿设计部门应当严格执行有关规定，采区回采率及工作面回采率不得低于本规定的要求。

（一）煤层厚度小于等于1.3m时，采区回采率大于等于85%；煤层厚度小于1.3m大于3.5m时，采区回采率大于等于80%；煤层厚度大于3.5m时，采区回采率大于75%。

（二）煤层厚度小于等于1.3m时，工作面回采率大于等于97%；煤层厚度小于1.3m大于3.5m时，工作面回采率大于等于95%；煤层厚度大于3.5m时，工作面回采率大于93%。

第五条 地测组每月、每季度、每年对回采工作面回采率及全矿井回采率进行计算并建立回采率管理台账。

第六条 生产技术部及地测组应当不定期组织开展回采率检查工作，并将回采率作为考核各综采队领导班子成员、管理人员及从业人员的重要指标。

第七条 对班组或个人提出提高回采率建议的，经采取有效措施并在实践后能提高回采率的，应当对提出建议的集体或个人给予奖励。

第八条 综放区队要积极配合地测组工作，安排专人负责工作面探煤厚工作，探煤厚所需的设备和配件由区队探煤厚专职人员负责保管。

第九条 探煤厚时要求钻孔垂直煤层顶底板，为防止钻探到煤层夹矸误以为是煤层顶底板，要求钻探进入煤层顶底板岩石（砂岩大于1m；泥岩大于2m）后立即停止钻进，及时丈量钻距，将所探煤层厚度、夹矸厚度、岩性等探测数据准确记录于记录簿。

第十条 综放工作面探测点应均匀布置，采煤工作面每推进30m探测一次顶底煤厚度，工作面内每隔20架支架布置一个底煤探测点，每隔40架支架布置一个顶煤探测点。

第十一条 区队技术员应依探煤厚数据画出工作面地质剖面图，并与探煤厚记录表汇报区队大队长，队长签字后上报到地测组，以便归档管理。

第十二条 综放工作面内有必要留煤柱或留顶底煤时，需提前向生产技术部提交申请，经总工程师同意审批后方可留设煤柱或顶底煤。

第十三条 每旬由地测组人员对工作面回采率进行一次考核，如工作面不放顶煤，视具体情况而定。

第十四条 各综放队回采率达不到本规定要求的，视具体情况，对队长、跟班队长、技术员分别处罚款。回采率介于83-93%的罚队长、跟班队长、技术员各500元。回采率低于83%的罚队长、跟班队长、技术员各1000。

第十五条 对回采率连续三旬达不到要求的，对队长、跟班队长、技术员处以1000元的罚款。

第十六条 综放区队技术员在本队工作面内组织探煤厚时，应提前通知地测组，若不提前通知地测组或通知地测组后，因探测工具不全及人员组织不到位不能正常探煤厚的，对技术员处以500元罚款。

第十七条 本规定未尽事宜按国《生产煤矿回采率管理规定》执行。

综放工作面回采率规定 篇2

关键词：回采率,煤炭损失,技术措施

放顶煤作为一种开采厚煤层的安全、高产、高效新技术, 具有产量高、工程量少、成本低、投入产出比高等特点, 得到了广泛的推广, 提高工作面的回采率对延长矿井寿命缓和煤炭企业采掘衔接紧张具有重大意义, 目前我国综放工作面回采率通常为81~83%, 提高回采率已成为综放工作面迫切解决的问题之一, 本文通过探讨综放工作面回采率普遍不高的原因, 制定技术措施提高综放工作面回采率, 达到提高经济效益的目的。

一、影响综放工作面回采率原因分析

(一) 设计损失影响

设计损失主要有采区设计煤柱损失 (采区上下山煤柱、采区保护煤柱) 和回采设计煤柱 (回采工艺巷道设计煤柱) 。区段煤柱的设计留设尺寸一般都在20米~40米。根据矿山压力理论, 使得下段的回风道处于地应力高峰值区域, 既不利于巷道的掘进和支护, 也浪费了大量的煤炭资源。

(二) 顶煤冒放性影响

顶煤冒放性是指顶煤在矿压作用下及时垮落和得到充分破碎的程度。顶煤冒放性好坏是实施放顶煤开采的必要前提, 顶煤的冒放性与煤体强度、结构、构造、煤层开采深度、顶煤厚度、支架支撑力及顶底板岩性等因素有关。煤层抗压强度越大, 煤体破碎所需应力越大, 冒放性较差;顶板的压力越大, 对顶煤的破碎作用越大, 冒放性越好;另外, 支架阻力、围岩的性质等都促进或影响顶煤的冒放性。根据综放顶煤开采理论可知, 煤层普煤层普氏硬度系数f达在2.0以上时, 在矿压作用下不易跨落。

(三) 综放工艺损失影响

初采期间顶煤悬露面积小, 顶板压力较小, 顶板破碎不充分, 通常冒落不及时或冒落跨度较大, 甚至坚硬难冒而形成的损失, 一般与煤的强度和顶板的稳定性有关。末采由于综放工作面将采到拆架巷时, 为保证拆架巷的顶板支护完好, 保证拆架时的安全通道畅通, 通常在采到拆架巷前一段距离提前铺双网控制顶板, 造成顶煤损失量。

为维护放顶煤工作面的端头安全, 综放工作面两端头不放顶煤造成的损失称为端头损失。造成端头损失的主要因素有:煤质过硬或过软;后部溜机头 (尾) 抬高及煤层倾角大等。综放过程中所有其它损失的总和称为工艺损失。主要包括工作面内浮煤损失、架间脊背损失、放煤步距间损失、架后底部损失等4类损失, 影响因素有煤层强度、顶煤层理节理发育程度、煤层上覆岩层结构、循环放煤步距、放煤方式、采放比、选用架型、后部溜高度、放煤工熟练程度和责任心等。

(四) 管理不善煤损失

综放工作面管理不善造成丢失底煤造成煤量损失。由于工作面有时无标志层, 管理不到位, 引起工作面造成漂底丢底煤而造成的煤炭损失量。一般受地质条件影响。

二、提高综放工作面回采率的措施

(一) 科学合理开采设计

为减少综放工作面设计损失, 通过综合分析煤层赋存情况及地质构造, 合理加大综放工作面的几何尺寸, 尽可能的加大切巷和顺槽长度。据有关资料表明, 国外部分矿井综放工作面切巷长度已达300米以上, 顺槽长度多达3000米~4000米, 这样不仅可以减少巷道掘进率和综放工作面搬家次数, 还可以使煤柱占采区储量的比率下降。提高煤炭资源的回采率。根据矿压规律可知, 临近采空区的煤体支撑压力划分为应力降低区、应力增加区和应力稳定区。从利于巷道维护及减少煤炭损失的角度出发, 在设计中可以采用跳采布置方式, 先开采压力稳定区域的煤体, 在临近采空区的煤体应力达到稳定后后行开采, 达到减少煤柱的目的。

(二) 增加顶煤破碎度提高冒放性

改变煤体原始特性, 提高冒放性。对煤层普氏硬度系数f在2.0以上顶煤层理不发育, 整体性强的高硬煤, 需要采取人工辅助的措施, 改变顶煤的冒落状态及冒落块度, 使原有裂隙进一步扩展和发育, 使顶煤硬度降低, 达到提高综放工作面回采率的目的, 通常采用的措施有超前爆破松动结合煤层预注水, 超前爆破松动是在工作面顶煤中布置与采面平行的深孔, 在工作面支撑压力前方区域进行顶煤预爆破, 同时采用煤层注水软化顶煤, 提高煤体的冒放性。

(三) 合理选择综放工艺

针对综放工作面初采和末采损失, 通过减少切眼放顶煤的距离, 在条件允许的情况下在末采期间采取措施尽可能的多放顶煤, 减少煤炭损失量。同时合理选择综放工作面端头支架, 加强工作面两端头支护, 将工作面刮板输送机的机头和机尾安装在巷道支架下, 并试验支架顶铺金属网及其它端头管理措施, 尽可能将工作面端头顶煤放出来。

合理选择放煤步距, 对提高煤炭回收率、降低含矸率极其重要。放煤步距过小, 会使放顶煤中混入采空区部分矸石, 因煤矸混合体加大而丢失顶煤;放煤步距过大, 使一部分落在放煤口以外的采空区而丢失顶煤。在实际生产中, 综放面应根据支架类型、采煤机截深和顶煤冒落步距, 合理选择放煤步距。顶煤可放性好、采放比大可选择一刀一放;一般综放面选择二刀一放最佳;倾角大于15°的综放面要严格规定从下往上顺序放煤。

合理选择放顶方式, 正确的放煤方式可以使顶煤的放出量最多、混矸量最少, 脊背煤损失量少。该工序主要根据多口放煤理论, 坚持多轮、顺序、均匀放煤或单轮间隔折返顺序均匀放煤, 矸石含量超过1/3时, 停止放煤。同时采用低位放顶煤液压支柱, 提高综放工作面回采率。

(四) 加强现场管理

加强工作面层位的管理。在综放工作面回采过程中, 地测人员要及时对工作面进行查看, 杜绝因层位管理不到位造成工作面丢底煤, 地测部每月组织相关人员对采煤工作面进行实测验收, 发现浮煤超限和任意丢煤者下发预防丢煤通知书, 使综放工作面回采率工作直接与队组的经济效益挂钩, 促进资源回收率的提高。

加强综放工作面放顶煤现场管理。要保证每个生产班不少于3个有经验责任心强的放煤工操作, 确保放煤质量;加强综放工作面设备的维修与保养, 加强放煤工的技术培训力度, 提高职工的操作技能, 规范职工的操作行为, 减少因放煤设备的损坏造成的煤炭资源损失, 同时坚持浮煤的清理, 采煤面每班应有专人负责用耙子、扫帚清理浮煤。

三、结语

对提高综放工作面回采率的探讨 篇3

关键词：综放工作面回采率措施

0引言

综合机械化放顶煤开采工艺是在上世纪90年代初推广应用的一种开采厚煤层的安全、高产高效新技术，施工的主要工艺是在开采过程中沿厚煤层的底板布置一个采煤工作面，由液压支架进行支护，工作面煤壁由采煤机等进行开采，采落的煤装入前部刮板输送机，而上部煤体则在矿山压力等作用下在工作面支架后方冒落并通过支架放煤口放入到工作面后部刮板输送机上。目前，综采放顶煤技术成为世界主要产煤国家十分关注的问题，该项技术近年来在我国也得到了迅速的发展(如乌鲁木齐矿务局、平顶山矿务局、阳泉矿务局、潞安矿务局、晋城矿务局、郑州矿务局、兖州矿务局等矿区部分工作面采用放顶煤开采技术k随着综放技术的不断发展，回采率水平通常可以达到80％以上，但由于煤层开采条件以及生产管理水平的差异，实际的回采率水平还存在着较大的变化。究其原因，主要是目前的回收率管理尚缺乏可操作性的技术手段和措施，因此这个研究将具有非常重要的经济、社会效益，同时也具有广阔的推广前景。提高综放工作面的回采率能够有效的延长矿井寿命，缓和煤炭企业采掘接续紧张，防止矿井自然发火，实现安全生产。同时也是为贯彻落实科学发展观，建设资源节约型社会节能减排作贡献。以下从顶煤的变形规律、影响放顶煤开采回采率的主要因素等方面分析了丢煤原因，从而寻找出提高顶煤回收率的途径。

1顶煤的放出运动规律

西安科技大学的索永录教授根据综放工作面顶煤的宏观受力状况变化特点和连续损伤破坏演化历程，按照系统分解原则，将原岩应力区之后顶煤的受力状态划分四个阶段的连续损伤破坏演化过程：弹性应力状态、塑性极限平衡应力状态、塑性极限平衡和块体结构铰接平衡状态、顶煤呈散体堆积状态。

放顶煤采煤法从开始采底分层到顶煤放入工作面，顶煤活动规律主要经过两个过程：

1.1顶煤破碎。采煤工作面前方存在“前支承应力”，其峰值高煤壁约6～15m。在该应力作用下，煤体将变得松散、破碎。支架上方的煤，在支架的支撑下并不垮落：

1.2顶煤放出。当支架前移时，已处于松散状态的煤体将沿一定方向塔落而靠近支架，最后由支架后方或上方放出。

2影响放顶煤开采回采率的主要因素

2.1采区各种煤柱损失厚煤层开采的煤炭损失主要是采区内各种煤柱的损失。其中有些损失在技术上是不能完全避免的，甚至是必要的，如各种断层煤柱、防水煤柱、采区边界煤柱、铁路桥煤柱等，由于放顶煤开采工作面推进长度大，煤柱损失尤为突出。

2.2工作面初采和末采的损失工作面初采时，为防止直接顶和老顶大面积来压，从开切眼起lOm内不放顶煤，从lOre起至直接顶垮落和老顶来压前只放50％～60％顶煤，不放的顶煤充填了采空区；在回采结束时，为拆除支架，距停采线12～20m范围内薷铺设金属顶网，不能再放项煤。所以在初采20—30m和末采20m范围内回采率仅有50％～60％。以上两项损失影响全工作面的回采率2.5％～3.5％。

2.3支架两端和回风顺槽顶煤的损失由于工作面运输机机头、机尾高度较大，必须在工作面上下端头使用过渡支架，且由于端头支架上方顶煤较难放下来，因而造成端头顶煤损失。另外，为了维护巷道，两顺槽顶板要铺网，这一部分煤也将丢失，煤量损失占工作面总损失的11％左右。

2.4放煤方式的影Ⅱ向放煤方式取决于工作面支架放煤口的放煤顺序和每次放煤量。放煤方式的选择必须建立在对散体煤运动规律的认识上，并研究放煤过程中的煤炭损失。放煤过程中的煤炭损失主要有：由于邻架窜矸引起的阻隔损失；放煤口之间不能全部放出的三角煤，即脊背损失；由于放煤造成的煤炭分界面扰动损失。放煤方式不同对顶煤放出率有很大影响。

3提高综放回采率的措施

3.1优化采面设计，减少设计损失合理加大采区和综放面的几何尺寸，减少采区煤柱设计是提高综放采区回采率的重要因素。在采面设计布置巷道时，对煤层倾角、厚度、水文地质等自然条件综合分析，实行沿底布置巷道，依据地质条件、装备水平，尽可能向大采长、大走向布置工作面，并科学合理地确定留设煤柱尺寸，这样既可有效地减少采区煤柱，又可增加回采工作面的采出量。

3.2加大顶煤破碎度对于层理不发育，整体性强的高硬煤，通过注水软化，使原有裂隙进一步扩展和发育，使项煤硬度降低，解决了煤质硬产生大块、放不下来的问题。煤层预注水对提高回收率有较为明显的作用，同时，又能减少生产过程中的煤尘浓度。因此，在放项煤工作面，煤层硬度较大时，应实行煤层预注水措施，非采动区静压注水或采动影响区内注水。

3.3放煤工艺参数的确定综采放顶煤的工艺参数主要包括放顶步距、放煤方式和放煤方向等。顶煤厚度较小时，采用单轮间隔放煤效果较好，顶煤厚度较大时采用多轮顺序放煤方式效果较好。放煤布距必须与顶煤厚度、架型、顶煤断裂面及松散煤岩运动规律等相适应。最佳放煤步距是使顶部和采空区侧的矸石同时达到放煤口。由于影响因素各不相同，生产中要根据具体的地质及开采条件确定合理的放煤步距。放煤方向一般是从工作面下端开始放煤，这样有利于项煤的回收。

3.4加强储量监督管理，健全计量管理建立健全计量管理制度，加强回采率的测算与分析，保证回采率数据的准确性，为顶煤放出的实际程度提供依据。另外加强放顶煤工人技术培训，提高放煤技术，增强放煤工人珍惜煤炭资源的责任感。同时对放顶煤工作的有效监督，制定各级领导及职能部门、生产队组经济责任制，根据产量、销售量、库存量、盈亏平衡情况，实行日、季、年度考核制，实行责任分解指标到人，跟班跟架检查放顶煤制度落实工作，对达不到回收率要求不准开机，坚持工作面正规操作，并充分发挥经济杠杆的作用，建立科学的奖惩制度，对充分合理回收资源的给予奖励，造成资源浪费的给予一定的處罚。

4结束语

综放工作面回采率规定 篇4

1 工作面概况

25022综放工作面位于我矿二水平五采区, 东以下顺槽为界与红12断层相邻, 南以设计停采线为界与25021边切眼相邻, 西以上顺槽为界与红11断层相邻, 北以切眼为界与矿井边界相邻。工作面分五个块段 (2个梯形, 3个长方形) 总面积:140887.5m2。走向长度:前期工作面走向长194m, 后期工作面走向长60m, 倾斜长1082m, 平均煤厚6.0m, 割煤高度为3.0m, 放煤高度3.0m, 设备配置主要为ZF5600/18/32型掩护式液压支架123台, ZF6000/21/32型液压支架3台, MG250/600-QWD型采煤机1台, SGZ764/400型中双链刮板输送机2部, 采用全部垮落法处理采空区, 顶板随支架前移自行垮落。

2 工作面巷道布置方案

25022综放工作面以大断层、矿界和设计停采线为界。若布置单个规则工作面, 优点是系统简单, 缺点是造成煤炭资源浪费;若划块布置多个规则工作面, 虽会增加煤炭回收率, 但系统复杂, 难以布置, 同时会增加综放工作面搬家倒面次数。综合考虑, 采用布置不规则工作面, 优化各个系统, 增加煤炭回收率。工作面巷道布置如图1所示:前期工作面走向长194m, 使用126台液压支架回采, 后期工作面走向长60m, 使用42台液压支架回采。随着工作面回采, 切眼长度变短, 需要在回采过程中撤出机尾支架及缩短前、后部刮板运输机平槽。

3 支架撤出

随着工作面推进切眼长度不断变短, 将在上顺槽逐架撤出支架 (即从126#开始逐架撤出) 。为确保撤出支架地顺利, 需要人为创造一个完好的出架空间, 即在出架前需要提前进行一系列上网、上料工作.上顺槽在回采至距离折向点10m时, 开始上单层菱形网, 回采至距离折向点8m时上双层菱形网, 同时向工作面延伸8架, 并向工作面延伸3架上木料和工字钢 (木料和工字钢长度均为3.5m) 。为保证上端头支护强度, 撤出支架期间不再将替棚段π型梁替换成木料, 待π型梁进入上尾巴后再将其放出回收;随着上顺槽π型梁进入上端头时, 要求其一端顶紧上顺槽上帮、另一端架在相邻支架上, 待木料和工字钢能完全托住机尾架顶板时开始出架。出支架期间, 20m超前支护段不再进行支护;替棚范围不小于5m, 替棚段使用4mπ型梁配合2.5 (2.8) m单体支柱, 一梁四柱。确保上顺槽顺利撤出支架。如图2所示。

具体步骤如下:

(1) 缩短前部运输机: (1) 提前准备一条长度为7m和一条长度为3m的SGZ764/400型刮板输送机短链, 将2条短链连接到一起, 换到运输机链条上, 链条接口处用活接环连接; (2) 将长度为3m的短链开到运输机机尾上槽, 确保3m短链活接环在待撤除平槽的上槽, 7m短链活接环在待撤除平槽底槽, 将运输机上链从活接环处断开; (3) 摘掉待撤除平槽两侧的哑铃销, 卸掉十字头销子、电缆槽夹板、煤机齿轨, 将电缆槽电缆、管路移开, 使待撤除平槽与工作面管线无任何连接; (4) 使用单体将待撤除平槽槽口顶开, 将运输机下链从活接环处断开; (5) 抽出待撤除平槽上、下链条, 使用起吊设备 (如手拉葫芦) 将平槽吊出, 使用活链环恢复运输机下链连接; (6) 使用单体顶机尾架合槽口, 然后将3m的短链摘掉, 接上链, 安装哑铃销、齿轨、电缆槽及夹板, 连接推拉千斤顶, 恢复电缆槽管线。

(2) 撤除支架: (1) 撤架前在上顺槽超前支护段安装拉槽器 (拉槽器较回架稳车安装、拆除方便) 。拉槽器两块钢构件呈“人”字形铺在上顺槽超前支护段正中, 其口面向切眼, “人”字两腿顶到巷道两侧柱腿上, 顶部两块钢构件相互顶紧并且每块构建压柱不得少于3根, 千斤顶固定牢靠, 进回液管销子插好, 拉支架链条选用220槽链条; (2) 将后部机尾电机负荷线改到架后; (3) 将待撤支架与后部运输机连接断开, 并前移支架, 使其后尾梁脱离后部运输机; (4) 收支架侧护板, 侧护板收完后检查相邻支架与π型梁的搭接情况, 若未搭接住或搭接不好, 可在架间支设π型梁、一梁三柱支护; (5) 收支架前梁、护帮板, 缓慢降低支架四根立柱, 若顶板下沉幅度过大 (超过0.5m) , 必须停止降架, 对顶板进行加固后, 方可继续降架; (6) 拆除架间连接管路; (7) 将拉槽器链条与移架千斤顶连接, 收拉槽器千斤顶将支架拉出切眼。拉架期间, 要及时进行护顶, 上端头护顶π型梁露出一根、支护一根, 在其下方支设点柱或单体, 防止顶板下沉压死后部运输机, 待空间足够大时再架设4mπ型梁对棚支护; (8) 支架拉出后, 将拉槽器拆除, 并将支架装车运出。

(3) 缩短后部运输机:支架拉出后, 及时用4mπ型梁对棚进行加固, 保证棚间距0.6m±0.1m, 确保顶板支护完好后, 开始缩短后部机尾。为确保顺利缩短后部槽, 工作面共上8架网, 临近机尾5架不再剪网放煤。缩短后部运输机与缩短前部运输机步骤大致相同。

4 注意事项

(1) 上顺槽超前支护段高度不得低于2.2m, 其余段高度不得低于2.5m, 高度不足处进行拉底清理并及时加固拉底清理段的单体, 防止单体脱落造成倒棚事故。

(2) 上端头采高要控制在2.2m-2.5m之间, 防止采高过低或过高, 造成压死架或与上顺槽错台阶现象。

(3) 出架前, 机尾5台支架前后不得有浮煤并且要清理至底板, 支架尾梁距后部槽高度不得小于200mm。

(4) 机尾3台支架必须保证顶板平整, 不得出现错台阶。

(5) 上端头必须保证联网质量, 严禁出现坠网兜、烂网现象;联网要符合要求, 网片呈鱼鳞状搭接, 即后铺的网在先铺的网上, 其搭接长度沿倾斜方向为200mm, 沿走向方向为200mm;纵向联网时必须使用螺旋连接。

(6) 支架撤除前, 提前将超前支护段抬棚向巷道两帮移, 抬棚距帮0.2m~0.7m, 保证支架通道宽度不小于1.7m。

(7) 支架撤除前要将机尾支架前方卧平, 严禁留有台阶。

(8) 拉架期间, 支架若出现跑偏、翘头、栽头、倾斜、顶梁及顶单体等现象时, 要及时停止拉架, 调整支架姿态后才可继续拉架。

5 结语

中泰矿业25022综放工作面采用不规则方式布置巷道, 后期回采使用支架远远小于前期回采使用支架, 在回采过程中采用边回采边撤架方案, 提高了煤炭回收率, 经济效益显著, 为今后回采不规则综放工作面积累了宝贵的技术经验。

参考文献

[1]徐永圻.煤矿开采学[M].中国矿业大学出版社.

综放工作面提高放煤率工艺探讨 篇5

目前国内顶煤和岩层顶底板处理方式基本有以下几种:

1高压注水弱化顶煤和岩层顶板

即通过向煤层和岩层顶板高压预注水, 降低煤层和岩层顶板自身的强度, 同时利用高压水的切割作用, 使煤体产生裂隙, 从而达到随采随冒的目的, 该方式目前还在试验之中, 国内目前使用较少。

优点:水力化措施与炸药爆破相比施工过程较为安全, 无火花及有毒有害气体产生。

缺点:工艺相对复杂, 且施工时管路系统为承压状态, 操作人员受高压水伤害威胁。水平分层工作面上部顶煤厚度较大, 煤体吸水性较差;工作面上方及采空区内大量注水易引发井下水害事故。

2炸药爆破预裂顶煤和顶底板

优点:炸药爆破能量大, 技术成熟, 可借鉴的资料较多;顶煤、顶底板通过超前预裂爆破的形式处理采空区大面积悬顶的效果较好;通过爆破, 放顶煤工作面顶煤的冒放性较好。

缺点:爆破材料的运输以及爆破施工时危险性较大;受顶煤离层影响, 爆破火焰易引爆放空区瓦斯, 导致瓦斯爆炸等次生灾害。

该方案的缺点是采取超前预裂措施, 超前工作面30米, 爆破时没有自由面, 因此爆破效果受到影响。预裂爆破钻孔从两巷向工作上方打钻, 钻孔数量有限, 且工作面顶板高6-8m左右, 工作面中间区域基本为钻孔空白带, 这部分顶煤不能跨落, 对上部煤体起到支撑的作用, 大大降低了超前预裂的效果。见图1。

3二氧化碳致裂强制放顶

二氧化碳致裂的原理是:利用二氧化碳从液态相变到气态瞬间气化膨胀并产生高压, 打碎泄能片, 高压气体从泄爆口释放, 作用在煤 (岩) 体上, 从而达到致裂的目的。

优点:利用二氧化碳致裂器工作时不产生任何明火或火花;致裂后致裂器表面温度极低, 产生的的二氧化碳气体营造了一个惰性气体环境, 从本质上杜绝了瓦斯爆炸的可能性;二氧化碳致裂器抛煤量多块度可控、抛出距离短, 且不会发生放炮崩人事故;致裂后基本不扬尘, 无炮烟、不产生有毒有害气体, 不危害工人身体健康。致裂器一次投入可反复使用。爆破可避免炸药爆破时产生的火花以及有毒有害气体的产生。

缺点:相比炸药爆破威力较小。但由于其安全性好, 可在工作面支架上部直接采取局部致裂措施, 煤体自由面较大, 不需要太大的威力, 以免煤体过度破碎, 或煤体受力过大抛入采空区。这个缺点甚至变成了优点。

综上分析, 选择区域性措施与局部措施相结合的方式, 即超前工作面爆破预裂顶煤和顶底板的措施结合局部措施采用二氧化碳致裂强制放顶措施。可大幅度提高顶板裂破碎顶煤, 直接提高煤炭冒放性, 提高回采率。

在禁止在工作面进行采用爆破对硬顶煤进行处理之前, 我国大倾角水平分段放顶煤工作面普遍采用工作面架间向上方打眼, 爆破弱化顶煤, 实践证明, 除安全性差外, 工艺是完成可行的, 弱化处理顶煤的效果也很好。采用二氧化碳致裂代替炸药强制放顶, 避免了次生灾害的发生。

二氧化碳致裂弱化处理顶煤的技术, 是一项新技术, 通过不断的实践、改进, 可以达到使顶煤及顶板随采随冒的目的。

该项技术可针对不同的地质条件, 通过调整致裂孔布置、液态二氧化碳充装量及泄能片压力大小等参数, 以达到处理顶煤和岩层顶底板的目的, 具有针对性强, 适用范围广的特点。作为煤矿安全生产的新技术极具推广价值。

参考文献

[1]索永录.坚硬煤层综采放顶煤开采技术[M].陕西科学技术出版社, 2001:1-240.