专题-综放工作面高产高效的影响因素分析.doc

1、专题部分综放工作面高产高效的影响因素分析摘 要综采放顶煤采煤法, 是实现工作面及矿井高产高效的有效途径之一。影响采煤工作面高产高效的因素很多,主要有煤层的赋存条件、地质构造、采煤方法的确定、采面的几何尺寸及支护方式、落煤方式和运输系统设备的选择,还有生产管理、职工队伍素质、作业方式等因素。 本文就以上影响因素结合生产实例做具体分析。关键词：综采放顶煤；影响因素；地质条件；设备。1概述1.1综放开采技术国内外现状1986年以后，放顶煤采煤法在我国得到迅猛的发展，先后在辽源矿务局、乌鲁木齐矿务局、平庄矿务局推广了急倾斜特厚煤层水平分段放顶煤采煤法;在平顶山、阳泉、潞安、晋城、郑州、充州等矿务局推广

2、了缓倾斜特厚煤层综放采煤法，都取得了良好的技术经济效果。急倾斜综放工作面的月产达到6万多t，缓倾斜综放工作面的单产纪录一破再破，1991年阳泉一矿首先创下综放工作面单产14万t/月的记录，此后，各矿区均在不断更新装备，朝着高产高效的方向努力，自1991年以后，综放工作面最高单产和年产不断被刷新。在1991年潞安漳村矿综放工作面月产突破15万t，晋城风凰山矿综放最高月产达18万t/月，潞安五阳矿综放工作面单产突破21万t，1993年潞安王庄矿月产达到31.1万/t月，年产量达到253万t，1994年充州兴隆庄矿综放队年产达272万t，1995年又达300万t。1996年充州东滩矿综采一队综放工作

3、面年产量达到350万t，1997年创年产410万t，1999年又创造了501万t的新纪录。至此，综放开采不仅只是不稳定厚煤层开采的最好方法，而且成为我国实现高产高效矿井建设，进行采煤工艺改革的有效技术途径。1994年我国制定了综合机械化放顶煤开采技术暂行规定，从此综放开采走向正规。进入九十年代以来，我国的综放开采得到迅速的发展，自1994年以后，综放工作面个数逐年增加，产量也在逐年上升。1998年全国综放产量达7000万t，在全国64个百万吨综采队中，综放队有22个，其中有9个队达到年产200万t以上，占全国年产200万t以上综采队的81.8%，最高工效达181/t工。特别是在一些条件不太好的

4、矿区，如开采松软煤层的郑州矿区、开采大倾角煤层的石炭井矿区、开采高沼气易燃煤层的靖远矿区、开采5m以下厚煤层的徐州矿区等，也能实现高产高效综放开采。在一些老矿区如开滦、邢台等，利用综放技术开采边角煤和分层开采时留下的煤柱提高了厚煤层的采出率，提高了矿井的寿命，并取得良好的技术经济效果。自1992年8月煤炭部在邢台召开高产高效矿井建设会议以来，煤炭企业全面进入市场，把煤炭生产由简单的粗放型引向了集约型，在一些矿区形成了一矿一面或一矿二面的生产格局，综采放顶煤技术显示出强大的生命力与广阔的应用前景，并在近年来，在我国得到迅速发展。纵观全世界厚煤层的采煤方法，世界主要产煤国家可供井工开采的煤炭资源中

5、，厚及特厚煤层储量的比重约为20%一50%。厚煤层井工产量的平均比重约为32%，我国厚煤层的储量十分丰富，其产量约占井工产量的40%以上。目前，世界各国厚煤层的开采方法基本可分为整层开采、分层开采及放顶煤开采三种，其中以分层开采应用最普遍。原苏联分层开采的煤炭产量约占厚煤层产量的52%，波兰占39%。厚煤层放顶煤开采法由来己久，法国、原苏联、南斯拉夫等国家于本世纪40年代末或50年代初即开始应用放顶煤开采法。1957年原苏联研制出KTY型放顶煤支架；1963年法国研制出“香蕉”形放顶煤支架，并于1964年用于法国布朗齐矿区获得了成功。由于采用综合机械化放顶煤法开采厚煤层具有明显的优势，因此在法

6、国、匈牙利和南斯拉夫等国家曾一度成为厚煤层开采的主要方法。由于国外的放顶煤开采大多用于非正规工作面，因此，欧洲使用综放开采没有取得很好的技术经济指标，工作面单产始终没有超过分层开采，80年代中期以后，国外放顶煤开始萎缩，到九十年代初，国外只有极少数矿井在使用放顶煤开采。1.2综采放顶煤的分类综采放顶煤是在综采的基础上，利用特殊的放顶煤液压支架作为放煤手段及采煤机落煤和放顶煤相结合，加大工作面采高的采煤方法。按其应用的煤层条件及分层方式，有以下几种分类。1.2.1缓倾斜厚煤层长壁式放顶煤综采方法1）整层开采放顶煤综采沿厚煤层底板开掘回采巷道，布置采煤工作面，使用放顶煤综采设备，实现厚煤层整层开采

7、，一般适用于810m厚的煤层；如顶煤破碎性较好，顶板易冒落，开采厚度可达15m。我国已在开采10m以下的厚煤层中推广应用。2）预采顶分层放顶煤综采先在厚煤层上部布置一个综采工作面或普采工作面，铺底网开采，然后沿煤层底板布置放顶煤综采工作面，将上工作面开采余下的煤一次采出。鲍店煤矿在已采完顶分层的厚煤层中，试验网下放顶煤综采，实现了高产高效的目标，为这种方法在厚度为10m以上及直接顶不能随移架及时冒落煤层的应用，提供了成功的经验。3）预采中间层放顶煤综采先在距厚煤层底板3m之处，布置一个回采工作面，开采之后使顶煤冒落破碎，然后再沿底板布置放顶煤综采工作面，将余煤全部采出。该法一般适用于赋存稳定、

8、不易自燃、厚度大于l0m、不易破碎的煤层。4）分段放顶煤综采将厚度大于20m煤层，用平行于顶底板的平面分成10-12m的若干个倾斜分段， 别布置放顶煤综采工作面，从顶板向底板方向依次回采。南斯拉夫的维林基矿用此法开采80-150m厚的煤层。1.2.2倾斜、急倾斜特厚煤层短壁式放顶煤综采方法1）急倾斜厚煤层水平或斜切分段放顶煤综采沿煤层倾向把急倾斜特厚煤层分成1015m厚的水平分段或斜切分段，沿煤层顶板和底板布置回采巷道，工作面沿走向推进。采用短工作面的放顶煤综采设备，由上而下逐段开采。工作面长度由煤层厚度决定，一般为2060m。采用斜切分段时，工作面倾角一般为35。我国在窑街二矿和辽源梅河矿的

9、试采，取得了显著成效。见表1-1。2）倾斜特厚煤层分段放顶煤综采在倾角大于35，厚度大于15m的倾斜煤层中，采用与急倾斜特厚煤层放顶煤综采相同的方法布置采煤工作面，应用同样的放顶煤综采设备，实行分段下行开采。古山二井放顶煤综采开采倾角为35的特厚煤层及老虎台、龙凤矿放顶煤综采回收阶段煤柱的成功，证明这一方法是可用的。表1-1 我国部分急倾斜特厚煤层放顶煤综采主要技术经济指标局矿煤厚/m倾角/（）工作面长/m割煤高度/m采放比回采率/（%）平均月产/万t回采工效/t窑街二矿223055212.53861.912.43窑街三矿3052302.55802.314.5乌鲁木齐六道湾矿336471392

10、.53862.0112.9辽源梅河四井183465202.5584.42.4619.97辽源梅河三井606565702.6587.84.6721.922环境因素高产高效矿井生产集中，采煤工作面开采强度加大，工作面长度加长，机电设备增多等造成工作面气候环境变化。工作面气候环境直接影响着工人的劳动效率和安全。为了掌握影响综放工作面气候环境的因素及对工作面气候的影响，分别对鲍店煤矿1304综放面、2304综采面和4301综采面进行了气候环境的测定。对测定的资料进行了系统的分析。通过测定和分析，确定了综放工作面的通风参数，知道了风速、粉尘浓度、等效温度、移动变电站散热量工作面长度与工作风量的关联，由各

11、通风参数与风量的灰色关联，得出对综放工作面配风量影响因素。2.1环境问题现状2.1.1煤矿生产引起的环境问题煤矿资源的不合理开发，煤矿生产活动的不合理规划引起的环境问题主要包括环境污染、资源破坏以及矿山地质灾害三大类环境的污染主要表现为煤矿生产活动引起煤层、煤矸石等地质体中有害物质的迁移扩散，造成煤矿周围空气污染、水质污染、土壤污染辐射污染、振动污染等问题。资源的破坏主要表现为采动岩石移动和矿井抽排水可改变地下水和地表水的储存和循环状态，造成煤矿区水位下降以及地表水的严重缺失，煤层自然以及岩层移动等使得大量的煤炭资源损，土体资源的流失等问题。矿山地质灾害主要表现为地表地质灾害与井下地质灾害。地

12、表地质灾害主要为采矿岩石移动诱发山体滑坡、崩塌、泥石流等。井下地质灾害主要为采动压力可诱发冒顶、矿井突水、煤与瓦斯突出等。煤矿生产引起的环境地质问题严重影响着居民、职工的生活工作环境，制约着煤矿企业的可持续发展。2.1.2煤矿环境问题的现状随着煤矿资源开发加强，煤矿的地质环境危机日益突出。据统计，全国因采矿引起的塌陷面积1159km2，国有煤矿矸石山1500多座，历年堆积量达30108t，占地达5000km2以上。煤炭行业废气排放量占全国工业废气排放量的5.7%，其中有害物排放量为每年73.13104t/a，主要是烟尘、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳，因二氧化硫污染导致的酸雨区面积占国土面积30

13、%以上。虽然我国的煤矿的地质环境保护取得了较大的进展，已初步建立了矿山环境保护法律、法规体系，切实加强了矿山环境保护的管理，加大了矿山地质环境的恢复治理力度，但煤矿地质环境的恶化没得到有效遏制，造成大的地质灾难时有发生。2010年3月，山西王家岭煤矿发生透水事故，152人被困井下4月，贵州六盘水发生煤与瓦斯突出事故，5人下落不明出现煤矿山地质环境恶化问题的原因主要有以下方面：1）开发秩序混乱，受经济利益驱动，以牺牲环境为代价，大肆开挖矿产资源，从而造成地质环境破坏。2）开发规模小而散，开发程度低，严重制约矿产资源的集约利用.，同时也加剧了地质环境的恶化进程。3）煤矿企业结构不合理，煤矿资源开发

14、工艺落后，不仅浪费资源，同时也污染环境，遗留的环境地质问题较多。4）一些矿业主在经济利益的驱动下，大肆剥离土层，破坏植被，以获取煤碳开发的最大利益，也是导致煤矿地质环境恶化原因。2.1.3煤矿环境保护的措施1）煤矿地质环境恶化威胁着企业的生产，职工和矿区周围居民的生存，严重影响自然与社会环境的稳定。因此，要加强煤矿企业的科学管理，加大煤矿地质环境的保护力度，减轻煤矿地质环境的恶化质，防止地质灾害的发生。技术措施积极开展煤矿环境地质调查工作，掌握煤炭开采过程中的地质环境问题的类型、分布规律和危害特征。煤矿的环境地质调查工作主要做好以下方面：对矿区内各种地质灾害，尤其是采动影响、煤矸石堆放引起的地

15、面塌陷、滑坡、崩塌、泥石流等进行全面系统的调查，研究其形成条件、成因、分布规律、影响范围、危害程度等，并针对性的实施连续监测，对煤矿建设和开采过程中可能诱发或加剧的地质灾害进行预测、评估和预报。进行矿区瓦斯地质调查，调查煤层瓦斯赋存、来源及分布规律，评价矿井瓦斯的涌出量、涌出特征，掌握影响瓦斯抽放的各类地质条件及改良方法。进行矿区的水文地质调查，查清矿井地下水和地表水的流动通道，确定污染水体的扩散途径。进行矿区的水质分析和岩土分析，查明土壤污染、水体污染与煤炭生产中有害化学成分迁移的规律，为控制水土资源流失提高地质依据。建立矿区地质环境空间数据库，逐步实现矿区环境的动态监测，开展矿区地质环境调查评价工作。开展加强各类环境地质调查的同时，研究运用新型煤矿开采技术，做好煤炭开采规划，合理地开发煤炭资源，实现煤炭企业的可持续发展。2）坚持生态环境保护与矿产资源开发并举，以环境保护为重的原则；落实了地质环境保护应与开发、利用相结合和坚持谁利用谁保护、谁受益谁出资、谁破坏谁治理恢复的原则。在矿山建设中严格执行矿山建设与环境设施的设计、施工与投产使用统一制度，完善矿山恢复保障金制度，矿山恢复与