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乳化泵站井下開采工程實例

  采煤方法及工藝的進步和完善始終是采礦學科發展的主題。采煤工藝的發展将帶動煤炭開采各環節的變革。現代采煤工藝的發展方向是高産、高效、高安全性和高可靠性,基本途徑是:使采煤技術與現代高新技術相結合,研究開發強力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設備和生産監控系統,改進和完善采煤工藝;
 
  開發煤礦高效集約化生産技術、建設生産高度集中、高可靠性的高産高效礦井;以提高工作面單産和生産集中化為核心,以提高效率和經濟效益為目标,研究開發各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝,簡單、高效、可靠的生産系統和開采布置,生産過程監控與科學管理等相互配套的成套開采技術,發展各種礦井煤層條件下的采煤機械化,進一步改進工藝和裝備,提高應用水平和擴大應用範圍,提高采煤機械化的程度和水平。
 
乳化液泵站
 
  一、不同硬度條件下應用的開采技術
 
  1、硬頂闆控制技術。研究埋深淺、地壓小的硬厚頂闆控制技術,主要通過岩層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂闆快速處理技術,使直接頂能随采随冒,提高頂煤回收率,且基本頂能按一定步距垮落,既有利于頂煤破碎,又工作面的安全生産。
 
  2、硬厚頂煤控制技術。研究開發埋深淺、支承壓力小硬厚頂煤的快速處理技術,包括高壓注水裂技術和頂煤深孔預爆破處理技術,使頂煤體能随采随冒,提高其回收率。
 
  3、頂煤冒放性差、塊度大的綜放開采成套設備配套技術。研制既有利于頂煤破碎和頂闆控制,又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理确定後部輸送機能力。
 
  4、兩硬條件下放頂煤開采快速推進技術。研究合适的綜放開采回采工藝,優化工序,縮短放煤時間,提高工作面的推進度,實現高産高效。
 
  5、5~5.5m寬煤巷錨杆支護技術。寬煤巷錨杆支護技術的研究開發和應用,有利于綜采配套設備的大功率和重型化,有助于連續采煤機的應用,促進工作面的高産高效。
 
  二、緩傾斜薄煤層長壁開采
 
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  主要研究開發體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機及刨煤機;研制适合刨煤機綜采的液壓支架;研究開發薄煤層工作面的總體配套技術和高效開采技術;緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采。應進一步加強完善支架結構及強度,加強支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連杆變形、防止嚴重損壞千斤頂措施等的研究,提高支架的可靠性,縮小其與中厚煤層(采高3m左右)高産高效指标的差距。
 
  自然因素識别分析
 
  1、水文地質危險、危害因素識别
 
  我礦屬皖南黃山山系北緣之丘陵地帶,區内無大的地表水系,原始水文地質條件屬簡單—中等類型。
 
  1)地表水:本礦地表未有河流流經,也無明顯的溪溝的泉水出露,地面标向+110m~+120m,現采水平在-145m以下,周圍的地理環境有利于地表水的疏導。故直接地表水對本礦不會造成威脅;
 
  2)含水層:本礦區的煤層上部具青龍灰岩溶洞裂隙水,但因其岩性完整,裂溶洞不發育,且下部二疊紀長興階隔水層,故此水對本礦的采掘工程沒有影響;
 
  3)斷層水:從勘探和采掘實踐證明,本礦斷層基本上不含水亦不導水,少量斷層滲水現象不會影響采掘工作;
 
  4)老窯積水:本礦上部沿C煤層露頭一帶分布有大量的老窯,且深度和位置無從考查,在開采淺部煤層時(±0m以上),對生産的威脅較大,但本礦現已開采均在-145m水平以下,故老窯的積水也不會對本礦帶來危害;
 
  5)鄰近報廢礦井水:本礦的東西兩翼均有近年來鄉鎮煤礦的報廢礦井,因其越界開采,與本礦貫通,造成地表水沿報廢礦井導入本礦,是本礦主要的威脅,雖然我礦花了大量的财力進行堵水,但因其水的滲入不斷,緻使本礦湧水量加大,大大增加了本礦的排水能力,不過因其緩慢滲水,本礦的導水和排水系統暢通,了生産的正常進行,對礦井的生産和安全也有一定的保障;
 
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  總之,本礦的水害因素較簡單,隻要加強導排水的管理,就能本礦生産的安全正常進行,在生産過程中注意采掘接近生産老空的局部積水可能生成的威脅。
 
  2、礦區内地質構造及頂底闆岩性危害因素識别
 
  本礦為一兩端被斷層切割的、不完整的、不對稱的向斜構造,地層産狀沿走向及傾向波狀起伏明顯,煤層底闆等高線均呈彎曲狀,次褶皺發育,較明顯的有Ⅵ線32孔北之短軸隆起。
 
  本礦斷層以高角度正斷層為主,可分為三組,一組為走向近南北的橫切正斷層,主要指F1斷層,為區域性斷裂,落差300米以上,形成礦區邊界;第二組為走向近東西的走向正斷層,有F6、F7等,均切割煤層;第三組為走向南西~北東東及南東~北北西的兩組相交成直角的“X”型斜切斷層,主要有F2、F3、F4、F14,除F14為逆斷層外,均為正斷層,落差均在100米之内,切割煤層。另外,由于本區褶皺發育,兩翼波狀起伏明顯,伴之而成次落差在30米以内的小斷層較發育,對礦井的巷道布置和采掘工程有較大的影響,斷層造成的圍岩破對采掘工作面頂闆管理産生影響。
 
  礦井火災因素識别
 
  除煤層具有自然傾向外,引起火災主要因素有:電器設備過熱,電纜短路,木料場、井架、井口房可燃性材料,井筒、井底車場、井下機電峒室的可燃性支護材料以及井下使用的各類油,棉紗布頭等。
 
  三、各種綜采高産高效設備保障系統
 
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  要實現高産高效,就要提高開機率,對“支架一圍岩”系統及采運設備進行監控。今後研究的重點是:通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架一圍岩”系統控制,進一步完善液壓信息、支架位态、頂闆狀态、支護質量信息的自動采集系統;乳化液泵站及液壓系統運行狀态的槍測診斷;
 
  采煤機在線與離線相結合的“油一磨屑”監測和溫度、電信号的監測;帶式輸送機、刮闆輸送機全面狀态監控。優化巷道布置,減少矸百排放的開采技術改進、完善現有采煤方法和開采布置,以實現開采效益化為同标,研究開發煤礦地質條件開采巷道布置及工藝技術評價體系專家系統,實現開采方法、開采布置與煤層地質條件的匹配;研究堅硬頂闆與破碎頂闆條件下應用高技術低成本岩層控制技術。目前應用的高壓注水、深孔預裂爆破處理堅硬頂闆和應用化學加固技術工藝複雜,成本高,因而需進一步研究開發新技術、新工藝、新材料來解決這問題。
 
  四、支護與放頂煤開采有機結合
 
  1、放頂煤開采岩層和支架一圍岩相瓦作用機理。研究放頂煤開采力學模型、圍岩應力、頂煤破碎機理、支架一頂煤一直接頂一基本頂相互作用關系;運用離散元等方法研究頂煤放落規律,提出放煤優化準則和提高頂煤回收率的途徑。
 
  2、支護質量和頂闆動态監測技術。在總結緩傾斜中厚長壁工作面開展支護質量與頂闆動态監測方面,應進一步在堅硬頂闆、破碎頂闆、急傾斜、放頂煤工作面開展支護質量與頂闆動态監測,同時不斷完善現有的臨測技術,發展智能化監測系統,改進監測儀表,使監測儀表向直觀、輕便、小化方向發展。
 
  3、沖擊地壓的預測和防治。通過計算機模拟研究沖擊性礦壓顯現發生的機理,進一步完善沖擊性礦壓現監測系統,發展遙控測量和預報技術,完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優化,選擇專家系統。
 
  4、研究開發新型的支護設備。研究硬煤層、硬頂闆放頂煤液壓支架,完善液支架性能和快速移架系統,開發耐炮崩、輕型化單體液壓支柱,厚煤層巷道錨索和可伸縮錨杆。
 
  五、小煤礦開采技術
 
  小煤礦技術改造和機械化開采技術實施國家關閉小煤礦,淘汰落後生産技術和生産設備,提高平均單井規模的技術政策,開發小型煤礦機械化、半機械化開采技術和裝備,改進小煤礦的采煤方法和開采工藝,提高采煤工作面的單産和工效;提高小煤礦的頂底闆控制技術水平,限度減少頂底闆事故率。

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