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乳化泵站井下开采工程实例

  采煤方法及工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革。现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性,基本途径是:使采煤技术与现代高新技术相结合,研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统,改进和完善采煤工艺;
 
  开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井;以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进一步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。
 
乳化液泵站
 
  一、不同硬度条件下应用的开采技术
 
  1、硬顶板控制技术。研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又工作面的安全生产。
 
  2、硬厚顶煤控制技术。研究开发埋深浅、支承压力小硬厚顶煤的快速处理技术,包括高压注水裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。
 
  3、顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术。研制既有利于顶煤破碎和顶板控制,又有利于放顶煤的新型液压支架,合理确定后部输送机能力。
 
  4、两硬条件下放顶煤开采快速推进技术。研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。
 
  5、5~5.5m宽煤巷锚杆支护技术。宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机的应用,促进工作面的高产高效。
 
  二、缓倾斜薄煤层长壁开采
 
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  主要研究开发体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机及刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术;缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采。应进一步加强完善支架结构及强度,加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高支架的可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。
 
  自然因素识别分析
 
  1、水文地质危险、危害因素识别
 
  我矿属皖南黄山山系北缘之丘陵地带,区内无大的地表水系,原始水文地质条件属简单—中等类型。
 
  1)地表水:本矿地表未有河流流经,也无明显的溪沟的泉水出露,地面标向+110m~+120m,现采水平在-145m以下,周围的地理环境有利于地表水的疏导。故直接地表水对本矿不会造成威胁;
 
  2)含水层:本矿区的煤层上部具青龙灰岩溶洞裂隙水,但因其岩性完整,裂溶洞不发育,且下部二叠纪长兴阶隔水层,故此水对本矿的采掘工程没有影响;
 
  3)断层水:从勘探和采掘实践证明,本矿断层基本上不含水亦不导水,少量断层渗水现象不会影响采掘工作;
 
  4)老窑积水:本矿上部沿C煤层露头一带分布有大量的老窑,且深度和位置无从考查,在开采浅部煤层时(±0m以上),对生产的威胁较大,但本矿现已开采均在-145m水平以下,故老窑的积水也不会对本矿带来危害;
 
  5)邻近报废矿井水:本矿的东西两翼均有近年来乡镇煤矿的报废矿井,因其越界开采,与本矿贯通,造成地表水沿报废矿井导入本矿,是本矿主要的威胁,虽然我矿花了大量的财力进行堵水,但因其水的渗入不断,致使本矿涌水量加大,大大增加了本矿的排水能力,不过因其缓慢渗水,本矿的导水和排水系统畅通,了生产的正常进行,对矿井的生产和安全也有一定的保障;
 
乳化液泵站
 
  总之,本矿的水害因素较简单,只要加强导排水的管理,就能本矿生产的安全正常进行,在生产过程中注意采掘接近生产老空的局部积水可能生成的威胁。
 
  2、矿区内地质构造及顶底板岩性危害因素识别
 
  本矿为一两端被断层切割的、不完整的、不对称的向斜构造,地层产状沿走向及倾向波状起伏明显,煤层底板等高线均呈弯曲状,次褶皱发育,较明显的有Ⅵ线32孔北之短轴隆起。
 
  本矿断层以高角度正断层为主,可分为三组,一组为走向近南北的横切正断层,主要指F1断层,为区域性断裂,落差300米以上,形成矿区边界;第二组为走向近东西的走向正断层,有F6、F7等,均切割煤层;第三组为走向南西~北东东及南东~北北西的两组相交成直角的“X”型斜切断层,主要有F2、F3、F4、F14,除F14为逆断层外,均为正断层,落差均在100米之内,切割煤层。另外,由于本区褶皱发育,两翼波状起伏明显,伴之而成次落差在30米以内的小断层较发育,对矿井的巷道布置和采掘工程有较大的影响,断层造成的围岩破对采掘工作面顶板管理产生影响。
 
  矿井火灾因素识别
 
  除煤层具有自然倾向外,引起火灾主要因素有:电器设备过热,电缆短路,木料场、井架、井口房可燃性材料,井筒、井底车场、井下机电峒室的可燃性支护材料以及井下使用的各类油,棉纱布头等。
 
  三、各种综采高产高效设备保障系统
 
乳化液泵站
 
  要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架一围岩”系统及采运设备进行监控。今后研究的重点是:通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架一围岩”系统控制,进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统;乳化液泵站及液压系统运行状态的枪测诊断;
 
  采煤机在线与离线相结合的“油一磨屑”监测和温度、电信号的监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。优化巷道布置,减少矸百排放的开采技术改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益化为同标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的匹配;研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术。目前应用的高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术工艺复杂,成本高,因而需进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这问题。
 
  四、支护与放顶煤开采有机结合
 
  1、放顶煤开采岩层和支架一围岩相瓦作用机理。研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架一顶煤一直接顶一基本顶相互作用关系;运用离散元等方法研究顶煤放落规律,提出放煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。
 
  2、支护质量和顶板动态监测技术。在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面,应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测,同时不断完善现有的临测技术,发展智能化监测系统,改进监测仪表,使监测仪表向直观、轻便、小化方向发展。
 
  3、冲击地压的预测和防治。通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理,进一步完善冲击性矿压现监测系统,发展遥控测量和预报技术,完善冲击性矿压综合防治措施的优化,选择专家系统。
 
  4、研究开发新型的支护设备。研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架,完善液支架性能和快速移架系统,开发耐炮崩、轻型化单体液压支柱,厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆。
 
  五、小煤矿开采技术
 
  小煤矿技术改造和机械化开采技术实施国家关闭小煤矿,淘汰落后生产技术和生产设备,提高平均单井规模的技术政策,开发小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备,改进小煤矿的采煤方法和开采工艺,提高采煤工作面的单产和工效;提高小煤矿的顶底板控制技术水平,限度减少顶底板事故率。

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