合理选择放煤工艺 提高综放回收率

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摘要:通过对综采放顶煤理论进行分析,对实践经验进行总结,及对各放煤工艺分析比较,从而得出:选择合理的施工工艺,对综采放顶煤回采率的提高具有明显的效果。

Abstract: Through the analysis of the coal drawing, the practical experience is summarized. The thesis compares the technologies of the coal drawing and finally a result is got. The result shows that adopting proper technology has a obvious effect on the improvement of the recovery rate.

关键词:综采;放煤工艺;回收率

Key words: mechanized mining; technology of coal drawing; recovery rate

中图分类号:TD82 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0040-01

1顶煤放出规律

放顶煤工作面生产的煤主要由采空区一侧放出,煤炭损失不能完全避免。但是,采空区松散体的运动并不是完全没有规律的。尽管不同的松散体煤在组成和物理力学性质方面有所不同,但大体上仍必须按照散体流动规律运动,其中之一就是椭球放出规律。如图1(a)所示,当松散体由放出口放出,其最大放出高度为h时,高度为h的水平面将下降为一完整的漏斗,椭球直径分别为2a及2b的椭球体内的煤将被放出,最后放出者为椭球体边缘之散体颗粒。当放出椭球体边缘受顶煤壁固定帮影响时(如图1(b)),椭球体中轴将偏转,形成偏转椭球缺。椭球体放出规律中椭球体边缘颗粒同时到达放煤口的规律和改变放煤口距离将使脊煤损失成平方级关系改变的规律,被广泛应用于确定放煤参数和选定减少煤炭损失的措施中,这也构成了放顶煤过程是个可控过程的主要理论基础。

2综放面顶煤放出影响因素

2.1 放煤步距

放煤步距大小影响到煤炭损失及混矸率。如图2所示,过大的放煤步距导致上方矸石先于后方矸石到达放煤口,在放煤步距间留有较多的煤体不能被放出而被甩入采空区。放顶步距过小,后方矸石先于上方矸石到达放出口,造成上方部分煤体不能及时放出而损失掉。由此可见,在一定的放煤条件下,放煤步距对顶煤回收率影响很大。

图2放煤步距示意图

2.2 放煤方式

综采工作面的放煤方式可以有3种(如图3):单轮顺序放煤、多轮顺序放煤以及单轮间隔放煤。通过生产实际比较可知,图3(c)工艺管理得当,煤炭回收率较高。

2.3 煤的强度和硬度

强度大的顶煤不易破裂,在工作面前方或工作面空间顶部裂隙不能得到充分发育,移架后冒落的顶煤或大块,或移架后不能在支架切顶线后方及时断裂,形成悬顶。无论是大块还是悬顶,都会使大量顶煤丢失在采空区放不出来,从而降低工作面回收率。

煤的厚度大对放煤也有很大影响。根据对顶煤冒落的观测,支架移架后,由于顶煤冒落是由下向上逐渐发展的,所以,一开始下部顶煤破碎膨胀系数小,上部顶煤没有机会充分破碎。如顶煤强度不大,只要放煤速度不大,放煤时也能继续破坏,顺利放出;如强度较大,就可能在上部出现大块,放煤后期就会遇到阻碍,同时也降低了回收率。

3增加顶煤回收率的有效途径

3.1 选择合理的放煤步距

根据研究,多数情况下,当工作面放煤步距LF=0.15~0.21h左右时放煤效果较好。

3.2 选择合理的放煤方式

从生产实践的效果看,采用单轮间隔放煤方式效果较好。这种方式虽使工艺过程相对复杂,但可使煤岩界线近于平等地向下移动,从而提高顶煤放出率,降低了含矸率。一般情况下,如工艺管理得当,这种放煤方式煤炭回收率可达90%左右,基本能达到国家对采煤面回收率的要求。

3.3 加大顶煤破碎度

一般来说,顶煤越破碎,放煤效果越好。在生产实践中,加大顶板破碎度常有的方法有:放振动炮;增大泵压,加大支架初撑力;高压孔注水;加强采场质量。

(1)放振动炮。通常在前梁间打眼,眼深4-6m,药量根据煤厚及硬度而定;角度向老塘方向翻茬;施工时采煤机割刀前预先放完振动炮,此方法为常用方法。(2)增大泵压,加大初撑力。综放支架的承载力是上方煤体和折断的直接顶岩梁自重的总和,煤体轴向剪力越大,易出现裂断而易破碎,从而增加放煤效果。一般情况下,综放工作。面泵压不得低于30MPa,同时保证支架及管路不得出现跑、冒、滴、漏现象。(3)高压孔注水。高压孔注水主要是提前注高压水软化的技术措施。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,使顶煤硬度降低,解决了煤质硬产生大块、放不下来的问题。具体方法是工作面在开采前提前施工,施工工序如下:在运输巷内布置钻窝子――施工注水孔――注水――封孔。(4)加强采场质量。施工过程中,一方面严格控制采高,顶底板割平,不得出现台阶;另一方面保证帮完整。在顶板破碎、悬露面积大时,可及时将支架伸缩梁伸出,及时维护煤帮顶板,保证煤帮不漏煤。

4结束语

综采放顶煤在生产过程中,合理选择工艺来提高回采率是一项值得探索的工程。铁法煤业集团小康煤矿在生产中总结出的经验,值得借鉴。

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