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综采放顶煤开采技术发展分析及实施要点探析

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  摘 要:为提高综采放顶煤开采技术应用效益,进一步提高煤炭资源回收率,本文基于综采放顶煤开采技术应用发展现状,分析了实施综采放顶煤开采技术的关键技术点,并提出了一系列提高综采放顶煤开采技术煤炭资源回收率的技术措施,以期有助于综采放顶煤开采技术的进一步推广与应用,为企业创造更多经济效益。
  关键词:综采放顶煤;技术要点;资源回收率;安保措施
  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.074
  1 综采放顶煤开采技术分析
  1.1 頂煤冒放性的评价方法
   在顶煤开采的过程中,顶煤所具有的冒放性发挥着十分重要的影响,该因素决定了煤炭的回收率。针对冒放性的评价,我国很多科研人员都提出了相应的方法,就影响因素来讲,首先对其量化处理,然后进行回归,之后再计算相应的冒放性;通过模糊聚类法来计算冒放性。在开采的场所中,其最常见的方法就是加权模糊推理。它是通过对煤层的开采及地质的条件进行系统的评估,但没有考虑其他的方法,因此无法掌握其他措施对冒放性所产生的影响。若辅助手段对冒放性会造成影响,其开采及地质的条件也会随之产生改变,该方法具备可行性。
  1.2 支架围岩与综放面顶板之间存在的关系
   顶板的压力:在相关的研究中,顶板与支架围岩之间所存在的关系是其最关键的一个课题。一种观点认为,顶板所具备的压力与放顶煤的采出厚度存在正比关系,因此大部分厂家都会建设较大吨位的支架,但是这些支架极易产生问题,对回采的效益受到极大的影响;另一方面,顶板所具有的压力会因冒落矸石厚度的增加而受到缓冲,降低些许压力,因此大部分矿井都会选取一部分小吨位的支架,但是也因此产生了一些恶劣的安全事故,如油缸变形等。目前,在支架型号的设计与选择中,其最关键的一个问题就是放顶煤采场所具备的压力。
   采场顶板的构造:目前,针对矿压的相关规律及综放采场的顶板运动方面,我国取得了较大的研究进展,其最具代表性的为:基于三硬条件下来研究矿业所存在的规律;针对顶板与支架围岩间的相关关系进行研究;基于三软条件下来分析等,以上这些研究成果都综合反映出了各个类型顶板所具有的矿压规律,促使开采技术得以迅速发展。很多学者通过研究发现,处于放顶煤开采的条件下,与采出相比,直接顶所具备的冒落厚度是其1.9-2.5倍。直接顶具有力的传递结构,在冒落趋于稳定后,传统的顶板结构将会被取代。
   支架围岩的关系:在一般的结构下,下支架主要具备三种压力,分别为直接顶和老顶间之间的接触力、直接顶的全部或局部作用力、顶煤的重量;对于坚硬的梁式结构,如果直接顶所具备的厚度较小,则对支架所产生的作用主要是依据顶荷载所产生,同时支架还承载着老顶断裂所形成的冲击力,因此,通常情况下,对于坚硬梁式结构的支架围岩关系而言,大多采用动力学法来加以阐述。
   综放支架的受力与顶板结构之间的关系:通过相关的研究可知,综放面所具备的压力不只与顶板的构造相关,而且与采区所具备填充状态存在密切关系。就一般的顶板而言,其关键问题并非是平推力,也不会产生较大的冲击荷载。针对梁式结构的煤矿,应当由以下几方面来预估支架的类型及顶板的压力:以预定放出率为核心来预估直接顶的厚度;通常,都需要与采场内顶板岩层的构造相对比,以此判其所处的位置;对该结构的运动空间进行有效的计算,就是采空区所具有的空虚度;当结构失去稳定时,对作用力的方向及最大荷载实施预估;针对支架的型号及参数提出更高的要求。
  1.3 提升煤炭回收率的关键措施
   基于综放的背景下来开展空掘巷的技术,促使其支护具备较强的锚网化,确保该区域保持最少的煤柱数量;对过渡放煤支架进行研究,促使其具备较高的回收率;对于厚度较高的煤层,应当运用分层铺底网技术,不仅可以使回收率得以提升,而且能够减少混矸;注重攻关回采技术,以研发出新的工艺;在布置工作面的时候,应当扩大倾斜的长度,促使工作面的设置具备较强的灵活性,尽量避免部分地质构造的工作面设置,增强可采储量。
  1.4 新型的综放支架及其配套设备
   目前,综放支架有着极其广泛的运用,换言之,它在我国的煤矿开采中有着极其重要的作用。经过长期的研究,将放顶煤支架低位放置在较厚煤层的缓倾斜综放面已经成为了应用潮流。现阶段,我国已经研制出多个厚度的煤层及倾角的支架,其具备的牢固性及使用寿命都达到了全球最高的水平。
  2 提升煤炭回收率的策略与安全保障机制
  2.1 提升煤炭回收率的策略
   目前,我国科研人员开展工作的核心内容是提高煤炭的回收率,将设备、回采技术等作为课题,通过反复实践研究,我国对煤炭的回收率进行了较大的改善,已超过了80%,其主要由以下几点内容来进行优化:①利用对空掘技术来进行相关的试验,在全面实施之后,可以降低区域内的煤柱数量;②与以往相比,使用端头放煤支架可以增加两个百分点;③对预采顶分层铺底网技术进行较好的应用,可以使回收率得以提升,同时降低混矸的含量;④对回采技术进行有效的改善,例如某矿井在改善升级煤炭回采技术之后,其回收率得到了极大的提升。
  2.2 综放工作面安全保障机制
   导致综放工作面出现事故的关键因素主要为瓦斯等。对于瓦斯用处的特点及预防策略开展详细的阐述。
   瓦斯在综放面的涌出量越来越多,例如与某个矿井的分层工作面相比,其综放面的产量明显高出1.5-2倍,而瓦斯量要明显高出1-1.6倍;与第1层相比,分层开采面所具有的涌出量较低,但与其他的分层相比,其涌出量较高。防治的具体措施为:本邻或邻层抽放等。
  3 结语
   在未来很长的时期内,综放开采技术因其具备较强的高效性及安全性,逐渐成为煤炭行业开采的核心技术。但是我国具备较宽广的地域,综放技术因较厚煤层的开采及埋藏条件所具有的多元化而呈现多样化,不能局限在单种或者多种方法的传统组合;也不能局限在现有的矿井模式下。对传统矿井的改善及对新矿井的开发,都应当以采煤技术的发展而进行,以最大化的获取经济及安全的效益。
  参考文献:
  [1]杨永旺.综采放顶煤开采技术在大倾角松软厚煤层中的应用[J].矿业装备,2019(01):40-42.
  [2]李海飞.综采放顶煤工作面提升资源回收率分析[J].能源与节能,2018(09):88-90.
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