長距離工作麵開采技術研究與探討
作者：佚名
2011-03-20 17:37
來源：本站原創
長距離工作麵開采技術研究與探討
牛新貴
合理的回采工作麵長度能為 安全高效提供有利條件，如何確定合理的工作麵長度以求得最佳技術經濟效果，一直被認為是礦井開采技術中值得重視的問題之一。在一定範圍內加長工作麵長度能夠實現工作麵高產高效，達到減人提效，降低成本的目的。但工作麵過長時容易導致推進度下降，反而不利於穩產高產；反之，當工作麵布置較短時，又會致使巷道萬噸掘進率提高，獲得的煤量少，帶來工作麵生產能力達不到充分發揮的弊端。因此，對回采工作麵長度進行 03manbetx 研究，確定合理的回采工作麵長度範圍，實現回采工作麵穩產高產。
一、工作麵長度影響因素 03manbetx
1、地質因素
1）地質構造
影響工作長度的地質構造主要是斷層和褶曲。從工作麵布置 設計來看，一般以較大斷層或褶曲軸作為劃分工作麵邊界的依據，這就從客觀上限製了工作麵長度。在小斷層發育的塊段布置工作南時，由於小斷層易擾工作麵正規循環，造成工作麵推進度下降，尤其是對機組采煤影響較大，此時工作麵不宜過長。通常工作麵內部發育的斷層落差在1.5m—5.0m時對回采影響較大，當斷層落差大於1.5m時，影響非綜采工作麵；當斷層落差大於3.0m，時，對綜采綜放工作麵回采將造成影響。
2）煤層厚度
當煤層較薄，工作麵采高小於1.3m時，由於工作麵控頂區及兩巷空間小，不易操作和行人，工作麵長度不宜過長；當煤層較厚，采高大於2.5m時，非綜采工作麵人工支護不便，操作困難，工作麵長度布置亦不宜過長。
3）煤層傾角
煤層傾角不僅對工作麵長度有影響，而且左右采煤方法的選擇。通常情況下，煤層傾角越小，其對工作麵長度布置為影響也小。當煤層傾角小於100時，工作麵長度可視實際狀況適當加長；當煤層傾角介於10—250之間，可按常規麵長度布置；煤層傾角介於25—550之間，工作麵長度上下同時作業困難，工作麵長度不宜過長；煤層傾角大於550以上，工作麵長度則不應超過100m。
4）圍岩因素
圍岩性質對工作麵長度的影響主要是頂、底板，另外煤層自身的軟硬程度對工作麵長度也有一定的影響。通常偽頂過厚（厚度大於1.0m）和頂板過於破碎或堅硬條件下的工作麵回采,由於支護工作量大複雜，支護難度較大，此時工作麵不宜布置過長；“三軟”煤層工作麵底軟、支護易紮底、頂底板移近量大，加之煤軟，極易片幫，因而生產 管理極其困難，這樣的工作麵也不宜過長。
5）瓦斯含量
瓦斯含量的大小對工作麵長度有一定的影響。瓦斯含量小的煤層，工作麵長度一般不受其通風條件的製約；瓦斯含量大的煤層，工作麵長度越大則煤壁暴露的麵積就越大，隨著產量的提高，單位時間內瓦斯湧出量大，回采時需要的風量就大，但由於受工作麵及兩巷的斷麵限製，風量不可能無限地加大，因此，有些高瓦斯煤層工作麵必須嚴格執行以風定產政策，同時在“雙突”及高瓦斯礦井中，要充分地考慮到瓦斯含量及通風能力對工作麵長度的影響。
2、技術因素
1）回采工藝
工作麵采用的回采工藝不同，對確定工作麵長度有明顯的影響。掩護支架工作麵由於其回采工藝本身要求其出煤由下至上通過麵向溜槽自溜運輸，這就從客觀上限製了工作麵的長度不宜過長，高檔普采工作麵，為了充分發揮采煤機組的效能，實現工作麵的高產高效，在同樣的條件下工作麵長度應比炮采長，簡易支架放頂煤工作麵，由於其開采煤層較厚，工藝上存在采、放煤，工作麵生產能力大，因而在通常情況下，其麵長應比普通炮采工作麵長度要短些，綜采(放)工作麵，由於液壓支架的使用能保證采煤機快速截割，減少輔助時間，因此，其工作麵長度較非綜采工作麵要長，另外，因綜采（放）支架裝備費用高，而工作麵愈長遇到地質構造變化的可能性愈大，此時工作麵也不宜布置過長。
2）裝備條件
不同的采煤方法，其支護和運輸係統均不相同，采煤方法確定了，工作麵支護也隨之確定。工作麵裝備對工作麵長度的影響主要表現在工作麵設備運輸能力和有效鋪設長度。掩護支架工作麵由於煤炭自溜而受工作麵裝備條件影響甚微，但要保證運輸設備出煤能力必須與工作麵生產能力相匹配，綜采（放）工作麵，大多數采用500KW或630KW以上功率的輸送機。目前，我國已獨立研製了新一代大功率、大運輸量，長距離，高可靠性超重型工作麵成套設備，並在大同 煤礦集團公司四老溝礦大采高工作麵試驗開采成功。但隨著煤炭市場經濟運行形勢的進一步好轉和機械工業的不斷發展，建設 安全、優質高產高效礦井和工作麵是形勢所需，其要求綜采（放）工作麵“三機”設備必須向高層次發展。根據我國現階段工作麵生產能力，加之考慮到井下工作麵生產條件和作業環境，各種型號輸送機的有效長度按其最大鋪設長度75%計，以便能充分發揮設備效能，達到提高單產的目的。
3） 管理水平
管理工作水平的高低，對確定工作麵長度的影響很大，如技術 管理水平較高，具有能確保工作麵的規格質量和設備正常運轉，並對因地質條件局部變化出現的困難，能迅速采取 措施進行正常回采，工作麵長度宜取長些，否則應取短些。從生產管理來看，短工作麵易於管理，這是由於地質變化小，頂板管理相對簡單，工作麵容易做到“三直兩平”機電 02manbetx.com 也少。對於初采初放用新的采煤方法礦井，由於受技術管理水平和設備操作熟練程度等因素的製約，工作麵長度宜短些。
4）經濟因素
在 煤礦實際工作中，人們多以地質和技術因素來確定工作麵長度，但在一定有裝備和地質條件下，可以通過理論 03manbetx 和計算，同樣可以得到一個最優工作麵長度範圍。通常按產量和效率最高法（簡稱“雙高法”）確定工作麵合理長度區間，再進行工作麵成本最低法（簡稱“一低法”）的 03manbetx 計算，得出最佳的工作麵長度。
二、工作麵長度的確定
根據理論分析，並結合平時的生產實踐以及高產高效工作麵實例，在充分地調研認證的基礎上，初步提出了回坡底礦回采工作麵長度的合理範圍。
三、推廣前景
1、回采工作麵長度的選擇不僅要考慮地質和技術要素，還要進行經濟要素的分析計算，尋求出技術上可行，經濟上合理，又適合礦井具體條件的最佳工作麵長度，提高礦井技術經濟效益。
2、回采工作麵長度與工作麵產量和回采工效的關係並非線性增加，其增幅隨麵長的加大而逐漸減少；回采工效則隨麵長增加而呈先減升後降低的趨勢，其間有一個最優值區間。
3、假如生產係統如通風、人員和材料運送、煤炭運送和巷道維護等方麵都能滿足工作麵生產能力的需要，采用高生產能力、高可靠性、大功率的采煤機及工作麵輸送機，加之良好的工作麵支護係統：走向長壁工作麵最優長度可達180—210m。
（牛新貴，男，1964年出生，山西霍州人， 工程師，現任霍州煤電集團公司回坡底 煤礦礦長。）
牛新貴
合理的回采工作麵長度能為 安全高效提供有利條件，如何確定合理的工作麵長度以求得最佳技術經濟效果，一直被認為是礦井開采技術中值得重視的問題之一。在一定範圍內加長工作麵長度能夠實現工作麵高產高效，達到減人提效，降低成本的目的。但工作麵過長時容易導致推進度下降，反而不利於穩產高產；反之，當工作麵布置較短時，又會致使巷道萬噸掘進率提高，獲得的煤量少，帶來工作麵生產能力達不到充分發揮的弊端。因此，對回采工作麵長度進行 03manbetx 研究，確定合理的回采工作麵長度範圍，實現回采工作麵穩產高產。
一、工作麵長度影響因素 03manbetx
1、地質因素
1）地質構造
影響工作長度的地質構造主要是斷層和褶曲。從工作麵布置 設計來看，一般以較大斷層或褶曲軸作為劃分工作麵邊界的依據，這就從客觀上限製了工作麵長度。在小斷層發育的塊段布置工作南時，由於小斷層易擾工作麵正規循環，造成工作麵推進度下降，尤其是對機組采煤影響較大，此時工作麵不宜過長。通常工作麵內部發育的斷層落差在1.5m—5.0m時對回采影響較大，當斷層落差大於1.5m時，影響非綜采工作麵；當斷層落差大於3.0m，時，對綜采綜放工作麵回采將造成影響。
2）煤層厚度
當煤層較薄，工作麵采高小於1.3m時，由於工作麵控頂區及兩巷空間小，不易操作和行人，工作麵長度不宜過長；當煤層較厚，采高大於2.5m時，非綜采工作麵人工支護不便，操作困難，工作麵長度布置亦不宜過長。
3）煤層傾角
煤層傾角不僅對工作麵長度有影響，而且左右采煤方法的選擇。通常情況下，煤層傾角越小，其對工作麵長度布置為影響也小。當煤層傾角小於100時，工作麵長度可視實際狀況適當加長；當煤層傾角介於10—250之間，可按常規麵長度布置；煤層傾角介於25—550之間，工作麵長度上下同時作業困難，工作麵長度不宜過長；煤層傾角大於550以上，工作麵長度則不應超過100m。
4）圍岩因素
圍岩性質對工作麵長度的影響主要是頂、底板，另外煤層自身的軟硬程度對工作麵長度也有一定的影響。通常偽頂過厚（厚度大於1.0m）和頂板過於破碎或堅硬條件下的工作麵回采,由於支護工作量大複雜，支護難度較大，此時工作麵不宜布置過長；“三軟”煤層工作麵底軟、支護易紮底、頂底板移近量大，加之煤軟，極易片幫，因而生產 管理極其困難，這樣的工作麵也不宜過長。
5）瓦斯含量
瓦斯含量的大小對工作麵長度有一定的影響。瓦斯含量小的煤層，工作麵長度一般不受其通風條件的製約；瓦斯含量大的煤層，工作麵長度越大則煤壁暴露的麵積就越大，隨著產量的提高，單位時間內瓦斯湧出量大，回采時需要的風量就大，但由於受工作麵及兩巷的斷麵限製，風量不可能無限地加大，因此，有些高瓦斯煤層工作麵必須嚴格執行以風定產政策，同時在“雙突”及高瓦斯礦井中，要充分地考慮到瓦斯含量及通風能力對工作麵長度的影響。
2、技術因素
1）回采工藝
工作麵采用的回采工藝不同，對確定工作麵長度有明顯的影響。掩護支架工作麵由於其回采工藝本身要求其出煤由下至上通過麵向溜槽自溜運輸，這就從客觀上限製了工作麵的長度不宜過長，高檔普采工作麵，為了充分發揮采煤機組的效能，實現工作麵的高產高效，在同樣的條件下工作麵長度應比炮采長，簡易支架放頂煤工作麵，由於其開采煤層較厚，工藝上存在采、放煤，工作麵生產能力大，因而在通常情況下，其麵長應比普通炮采工作麵長度要短些，綜采(放)工作麵，由於液壓支架的使用能保證采煤機快速截割，減少輔助時間，因此，其工作麵長度較非綜采工作麵要長，另外，因綜采（放）支架裝備費用高，而工作麵愈長遇到地質構造變化的可能性愈大，此時工作麵也不宜布置過長。
2）裝備條件
不同的采煤方法，其支護和運輸係統均不相同，采煤方法確定了，工作麵支護也隨之確定。工作麵裝備對工作麵長度的影響主要表現在工作麵設備運輸能力和有效鋪設長度。掩護支架工作麵由於煤炭自溜而受工作麵裝備條件影響甚微，但要保證運輸設備出煤能力必須與工作麵生產能力相匹配，綜采（放）工作麵，大多數采用500KW或630KW以上功率的輸送機。目前，我國已獨立研製了新一代大功率、大運輸量，長距離，高可靠性超重型工作麵成套設備，並在大同 煤礦集團公司四老溝礦大采高工作麵試驗開采成功。但隨著煤炭市場經濟運行形勢的進一步好轉和機械工業的不斷發展，建設 安全、優質高產高效礦井和工作麵是形勢所需，其要求綜采（放）工作麵“三機”設備必須向高層次發展。根據我國現階段工作麵生產能力，加之考慮到井下工作麵生產條件和作業環境，各種型號輸送機的有效長度按其最大鋪設長度75%計，以便能充分發揮設備效能，達到提高單產的目的。
3） 管理水平
管理工作水平的高低，對確定工作麵長度的影響很大，如技術 管理水平較高，具有能確保工作麵的規格質量和設備正常運轉，並對因地質條件局部變化出現的困難，能迅速采取 措施進行正常回采，工作麵長度宜取長些，否則應取短些。從生產管理來看，短工作麵易於管理，這是由於地質變化小，頂板管理相對簡單，工作麵容易做到“三直兩平”機電 02manbetx.com 也少。對於初采初放用新的采煤方法礦井，由於受技術管理水平和設備操作熟練程度等因素的製約，工作麵長度宜短些。
4）經濟因素
在 煤礦實際工作中，人們多以地質和技術因素來確定工作麵長度，但在一定有裝備和地質條件下，可以通過理論 03manbetx 和計算，同樣可以得到一個最優工作麵長度範圍。通常按產量和效率最高法（簡稱“雙高法”）確定工作麵合理長度區間，再進行工作麵成本最低法（簡稱“一低法”）的 03manbetx 計算，得出最佳的工作麵長度。
二、工作麵長度的確定
根據理論分析，並結合平時的生產實踐以及高產高效工作麵實例，在充分地調研認證的基礎上，初步提出了回坡底礦回采工作麵長度的合理範圍。
三、推廣前景
1、回采工作麵長度的選擇不僅要考慮地質和技術要素，還要進行經濟要素的分析計算，尋求出技術上可行，經濟上合理，又適合礦井具體條件的最佳工作麵長度，提高礦井技術經濟效益。
2、回采工作麵長度與工作麵產量和回采工效的關係並非線性增加，其增幅隨麵長的加大而逐漸減少；回采工效則隨麵長增加而呈先減升後降低的趨勢，其間有一個最優值區間。
3、假如生產係統如通風、人員和材料運送、煤炭運送和巷道維護等方麵都能滿足工作麵生產能力的需要，采用高生產能力、高可靠性、大功率的采煤機及工作麵輸送機，加之良好的工作麵支護係統：走向長壁工作麵最優長度可達180—210m。
（牛新貴，男，1964年出生，山西霍州人， 工程師，現任霍州煤電集團公司回坡底 煤礦礦長。）
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