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采矿技术
分析水体下放顶煤开采
来源:脉道采矿网2018-05-062554
   1.1 水体下开采常用的采煤方法

水体下开采方法按照先深后浅,先远后近,先采隔水层厚的地点、后采隔水层薄的地点,先采条件好、后采条件复杂地点的原则。采煤方法一般有单一长壁、倾斜分层人工假顶长壁、仓房式、急倾斜煤层沿走向推进的伪倾斜柔性掩护支架等。在水体下实施综放开采始于90年代初期,应用比较普遍,在兖州、邢台、龙口、大屯、淮南等矿区,针对不同富水性的松散含水层水体和不同类型的覆岩,在留设防水、防砂及防爆煤柱等条件下,都成功地实现了综放安全开采。顶板管理一般有全部跨落、水砂充填、矸石充填及留煤柱支撑顶板等。

1.2水体下的放顶煤开采

在水体下使用放顶煤开采工艺,使采场的上覆岩层活动规律及结构特点发生了较大的变化,造成了明显的矿压凸现。由于在水体下使用综放开采使煤炭的一次开采厚度加大,开采强度也随之增加,采动破坏性影响程度明显加剧对水体下安全采煤产生重大影响,具体应采取一些技术措施,把工作面涌水量控制在保证安全生产,且同时取得良好经济效益的水平上,从而最大限度地开采水体下压煤。

放顶煤开采的生产效率取决于顶煤的冒落是否充分和冒落下的顶煤能否顺利输出,在顶煤冒落性较好的条件下,顶煤的采出率与放顶煤效果取决于合理的放顶煤工艺参数的确定。由顶煤放出规律确定水体下采煤时对弯曲带、裂隙带和破碎带的影响,特别是对裂隙带的影响。

对于放下顶煤的采场而言,由于开采条件的限制,顶煤一般发生沿走向的水平位移和铅垂方向的垂直位移,位移的结果使顶煤发生断裂和破碎,对于倾角较小的走向长壁放顶煤工作面,其顶煤主要表现为水平位移。而老顶位于直接顶或直接位于煤层上部坚硬的岩层,能维持很大的悬露面积,一般不跨落。由于对在水体下使用放顶煤方法,对放顶提出了更高的要求。

放顶煤开采条件下,直接顶的可能冒落厚度仍为一次采出厚度的倍数,一般采场条件下该数值约1.9~2.5倍,其结果由我国放顶煤开采的实测研究所证实。目前,国内外对薄或厚煤层分层开采(一次采高3m)引起的覆岩破坏规律进行了大量的研究,提出了不同的覆岩条件下(坚硬、中硬和软弱岩层)开采预计覆岩跨落带和导水裂缝带的最大高度公式,该公式科学地指导了水体下开采。由于综放开采一次采出厚度大,地表及覆岩的移动、破坏更为剧烈,跨落带和导水裂缝带的高度与其它采煤方法相比发展的更高。现今,国内外缺乏对综放开采覆岩破坏规律的认识。我国《“三下”开采规程》中对不同类型的水体,须留设的安全煤岩柱的厚度等做了明确的技术规定,并给出了指导水体下安全采煤的单一煤层长壁开采以及特厚煤层普通分层开采的覆岩冒落带、导水裂隙带的计算公式。但由于影响覆岩破坏状况的地质因素众多,各工作面采矿条件复杂,尤其是目前国内外尚没有足够的数据统一综放开采覆岩地表破坏规律的条件下,现有的经验和规定均不能在水体下煤层开采中推广。

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