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2、放顶煤采煤法分类及顶煤冒放性的影响因素 一、按厚煤层赋存条件和采放次数分类 1、一次采全高放顶煤采煤法 2、 预采顶分层顶网下放顶煤 3、倾斜分层放顶煤 4、预采中分层放顶煤 二、按采煤工艺分: 炮采放顶煤开采 普采放顶煤开采 综采放顶煤开采
概括起来,影响顶煤冒放性的内部主要因素有开采深度、煤层的厚度和强度、煤层的夹矸层数和厚度、顶煤中节理裂隙的发育程度、直接顶岩性及厚度、基本顶岩性及厚度等
煤层的硬度系数;煤层赋存深度;顶煤节理裂隙发育程度;夹石层指标;随采随冒直接顶对采空区充填程度;基本顶级别;采放高度比。
3、采煤方法发展方向
采煤方法的发展:安全、高效、绿色是主要发展方向。
1对近水平、缓倾斜、中斜煤层长壁式开采,关键是不断改善采煤工艺,出路在于提高机械化水平
2走向长壁采煤法技术简单、应用成熟,具有广泛适应性,是开采缓倾斜、中斜煤层的主要方法
3近水平、缓倾斜和中斜厚煤层在我国煤矿生产中占有比重大,合理开采这类煤层可以应用不同途径
4薄煤层工作面作业困难、复杂、安全性低,应提高机械自动化水平 5急倾斜煤层产量比重不大,但分布较广
6充填法是解决“三下(建筑物下、铁路下、水体下)”问题的根本途径
7利用连续采煤机为长壁综采工作面掘进回采巷道,形成房柱式与长壁工作面配合的采煤法,是充分发挥两者优势,高产高效的途径
8我国东部矿区面临深矿井和难开采煤层开采的问题,研究这类条件下的采煤工艺、矿压控制技术、热害治理技术及与之适应的装备、回采巷道布置等是采煤方法发展的重要分支
4、准备方式改革及发展 一、准备方式多样化
主要采用采区式、盘区式和带区式准备,其产量比重分别约占65%、20%、15%,采区式仍然是我国煤矿主要的准备方式。盘区式准备呈下降趋势,带区式准备发展潜力仍很大。
二、采区、盘区和带区大型化
大型化的含义包括采区、盘区和带区尺寸增大,相应的储量增多,生产能力增大等几个方面。随着采用新设备、新工艺和机械化程度的不断提高,生产更加集中,采煤工作面长度、采煤工作面连续推进长度、采区走向长度逐渐加大,采煤工作
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面单产水平和采区生产能力不断得到提高。 三、高产高效集中化
提高工作面单产,减少同时生产的工作面数目,将会带来进一步简化采区、盘区和带区的巷道布置及生产系统,减少矿井内同时生产的采区、盘区和带区数目,最终实现全矿井的安全高效生产是准备方式今后发展的重要方向。 四、单层化和全煤巷化
5、影响采区走向长度的因素
采区走向长度 = 采面连续推进长度 + 采区间煤柱尺寸 (一)地质因素
断层、倾角和厚度变化大处、变薄带处
“三下”压煤、必须留煤柱处,采区以此为界; 煤层顶底板岩性 — 松软 — 支护、维护困难; 煤的自燃期长短 — 区段一翼较短。 (二)技术因素
区段巷道的掘进、维护、运输、供电等因素 (三)经济因素
经济合理的采区走向长度 ,经济上合理 — 吨煤费用最低
6、分析立井、斜井、平硐开拓的特点 平硐的优点:
(1) 运输环节少,设备少;
(2) 地面工业场地建筑和设施简单; (3) 不需留工业场地煤柱;
(4)不设井底车场,水自流,无水仓; (5) 施工条件好,掘进速度快。 平硐的缺点:受地形及埋藏条件限制。(只有在地形条件合适,煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区,且便于布置工业场地和引进铁路,上山部分的储量大致能满足同类井型水平服务年限要求时,都应采用平硐开拓。) 平硐适用条件:平硐标高以上有足够储量的山岭地带。 最简单的开拓方式,技术上和经济上最有利。 斜井的优点
(1)井筒施工简单; (2)地面装备简单
(3)井底车场装备简单;
(4)延深容易,对生产的干扰小;
(5)胶带机的主斜井能力大, 且不受长度限制 (6)初期投资少. 斜井的缺点
(1)井身长,绞车提升能力受限制;
(2)通过井筒的通风、动力供应、排水等生产经营费高; (3)井筒维护工程量大;
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(4)对地质条件适应性差。 斜井适用条件
(1)适应大中小矿井; (2)煤层埋藏浅 ; (3)表土层不厚,水文地质条件简单,不需特殊施工法施工的缓斜和倾斜煤层。 (4)胶带机可长;串车提升不宜超过三段。 立井的优点 (1)、井身短; (2)、提升速度快,机械化程度高,对辅助提升有利,对深井开采有利; (3)、井筒断面大,提升,排水、动力供应等生产经营费低; (4)、井筒易维护; (5)、对地质条件适应性强。 立井的缺点
(1)井筒施工复杂,需较高技术、较多设备、速度慢; (2)井筒装备复杂,基建投资大; (3)井筒延深困难。 立井的适用条件
(1)煤层埋藏深、表土厚或水文条件复杂,井筒需特殊施工 (2)多水平开采的急斜煤层
(3)凡不适合斜井、平硐及综合开拓方式时,均可采用立井开拓。
7、井田开拓特征、参数及发展
开拓方式的井田特征我国近水平煤层,缓(斜)煤层的矿井,其能力,数量比重分别占79.5%,和69.1%.各种开拓方式均获得广泛应用.但在表土层,矿井平均开采深度等方面具有明显差别.立井开拓矿井,在不同井型条件下,其表土层厚度,平均开采深度均相应明显大于其它几种开拓方式,表明立井开拓具有很强的适应性
井田开拓方式的主要技术参数有井田类型,井硐形式、层位和方向,井硐布置与组合方式,开采水平数目及上下山开采布置等。
矿井生产能力、井硐形式、开采水平设置及水平垂高、开采水平大巷布置
我国煤矿井田开拓的发展方向
1. 生产集中化 2.矿井大型化 3.运输连续化
8、采煤工艺的选择
在我国煤矿中,国有重点煤矿以综采为主,地方国营煤矿以普采和炮采为主。而乡镇煤矿则以炮采为主。对于具体矿井或矿井中具体块段的采煤工艺选择,应根据地质条件、煤层赋存条件、资源条件、开采技术条件、可能得设备投入和开采效果等因素,经技术和经济综合比较后确定。
炮采,优点是对各种地质条件适应性强,技术容易掌握,管理简单,对回收边角煤、断层密集切割带内开采、煤层倾角或厚度剧变带内开采、不稳定煤层开采及小规模开采等的运用效率高。缺点是机械化水平低,人工劳动强度大,作业环境
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和安全条件差,效率低。
普采,即普通机械化采煤工艺,是用机械方法破煤和装煤、输送机运煤、单体支柱支护顶板的采煤工艺。其支护和处理采空区仍由人工完成。与综采相比,普采投入设备少,对地质变化适应性强工作面搬迁容易;与炮采相比,效率高,且生产安全。普采对推进距离短、形状不规则、小断层和褶曲较发育的工作面运用较好。综采是我国煤矿跟踪和赶超世界先进水平的主要发展方向,综采机械化程度和单产高,可以使矿井生产高度集中,使工作面产量及劳动生产率大为提高,材料消耗和生产成本明显降低,工作面顶板事故得到最大程度的防治,有利于安全生产,是发展我国煤炭工业的主要技术途径。综采优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统,较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。尽管综采设备投资高,但安全、高产、高效生产将会带来巨大的效益。因此有条件时应优先选用综合机械化开采。
9、矿床开拓方法
由以下几个条件来决定 1.地形条件 2.床赋存条件 3.矿岩性质 4.生产能力
一、平硐开拓法:以平硐为主要开拓巷道,是一种最方便、最安全、最经济的开拓方法。由于受地形限制,只有矿床赋存于山岭地区,矿产埋藏在周围平地的地平面以上才能使用。
1.与矿体相交的平硐开拓方案 2.沿矿体走向的平硐开拓方案
二、竖井开拓法:竖井开拓法以竖井为主要开拓巷道。它主要用于开采急倾斜矿体(一般倾角大于45度)和埋藏较深的水平和缓倾斜矿体(倾角小于20度)。这种方法便于管理,生产能力较高,在金属矿山使用较普遍。 1穿过矿体的竖井开拓 2.竖井开拓 3.上盘竖井开拓 4.侧翼竖井开拓
三、斜井开拓法:斜井开拓法以斜井为主要开拓巷道,适用于开采缓倾斜矿体,特别适用于开采矿体埋藏不太深而矿体倾角为20到40的矿床。斜井开拓法施工简单、中段石门短、基建工程量少、基建期短、见效快,但斜井生产能力低。因此更适用于中小型金属矿山,尤其是小型矿山。 1.下盘斜井开拓 2.脉内斜井开拓 四、斜坡道开拓法 五、联合开拓法
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