三交河煤矿厚煤层最优采煤方法选择

2011年第12期中州煤炭总第192期三交河煤矿厚煤层最优采煤方法选择王武亮',韩磊(1.霍州煤电有限責任公司三交河煤矿,山西临汾041600;安徽理工大学能源与安全学院,安淮南232001)摘要:结合三交河煤矿2·煤层合并区域的生产地质条件,通过建立经济效益比较模型,从技术、经济效益2个方面进行深入分析,得出结论:大采高综釆方法能够有效提高矿井规模和经济效益,为厚煤层安全高效回采方法的选择提供借鉴关键词:厚煤层;采煤方法;技术经济中图分类号:TD823文献标志码:A文章编号:1003-0506(2011)12-0034-04Selection of Optimal Mining Method in Thick Coal Seam of Sanjiaohe Coal MineWang Wuliang, Han Lei(1. Sanjiaohe Coal Mine, Huozhou Coal and Electricity Group Co., Ld., Linfen 041600, China;2. Energy and Safety School, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China)Abstract: Combining with production geological conditions of merger zone of 2 Coal Seam in Sanjiaohe Coal Mine, through the estab-lishment of economy comparison mode, a deep analysis on mining method from the aspects of technical and economic benefits wasmade. The conclusion was drawn that the large mining height fully-mechanized method can effectively improve the scale and economicbenefit of the mine, which can provide reference for the choice of safe and efficient mining method of thick coal seamKeywords: thick coalam;mining method; technical econom1工程概况其中断层对回采影响较大,陷落柱位于终采线以内对工作面回采影响不大。工作面顶板节理发育,节三交河504工作面位于978水平五采区南翼,理密度4~7条/m;工作面构造类型属中等复杂。其东侧与2502采空区相邻,西侧为实体煤,西侧100m左右存在北峪越界采空破坏区;南端临2-316衰1工作面煤层顶底板情况工作面采空区,北端临五采区轨道巷。地表形态属岩层名称岩性特征本顶L;中砂岩中厚层状,石英为主,致密竖硬,裂中高山地形,地表全部为松林、灌木丛,工作面上覆陬发育,稳定基岩(黄土覆盖)厚145-300m。主采2”煤层合并立接顶若20泥岩、砂质泥岩灰鼎色,厚度增大时相变为粉砂区煤层平均厚4.7m,普氏系数15;夹矸层厚0.1直接脂秒质泥者00灰黑色,局部相变为砂质泥岩或粉砂岩,坚硬-1.0m,不稳定,破碎,泥岩,普氏系数为35。煤基本底岩50060裂色,中厚层状,石为主,曹层平均倾角4°,为1/3焦煤;工作面走向长1665m,倾斜长230m,可采面积382950m2,可采储量247.9万t。工作面顶底板岩性见表1。22·煤层采煤方法选择工作面煤层整体呈背、向斜相间的褶曲构造形根据三交河煤矿的实际情况,通过对综采放顶态存在F4、F,2条落差较大的断层及N1陷落柱,煤开采分层开采及大采高综采综合分析确定该矿2煤层的开中国煤化工化开采。收稿日期:2011-08-132.1综采CNMHG作者简介:王武亮(1970),男,山西临汾人,工程师,1992年毕业综采放顶煤升采实现了不同条件下高产、高效于大同煤校,现从事煤矿技术管理工作。生产,其主要适用条件为12)·342011年第12期王武亮,等:三交河煤矿厚煤层最优采煤方法选择总第192期(1)对于放顶煤开采来说,最适宜的煤层厚度和效率有了很大提高;同时,回采巷道的据进量减少为5~10m。当煤层厚度小于4m时,严禁使用放了一倍;从回采工艺来看,减少了人工顶板的铺设,顶煤开采方法,同时采高比应控制在1~3m。降低了工人的劳动强度;另外,与分层综采相比减少(2)煤层的普氏系数应小于3;当煤层中含有坚了综采设备搬迁次数,节省了搬迁费用。因此,高产硬夹矸层时,其厚度应小于05m;放顶煤层开采基高效的大采高综采是三交河煤矿厚煤层开采首要选本不受煤层倾角的影响。择3)煤层的埋深应大于100m,节理裂隙不发育3综合效益分析的煤层最好在300m以上。(4)煤层直接顶应具有随顶煤下落的特性,冒3.1技术经济分析落高度不宜小于煤层厚度的1.0~1.2倍。对于同一种地质条件而言,可能存在不同的开三交河煤矿2煤层平均厚度为47m;夹矸层采方法,而不同的采煤方法在生产管理水平等多方厚度0.1~1.0m,不稳定,破碎,泥岩。由此可知面的因素制约下所取得的经济效果是不同的,因而综采放顶煤开采方法不适于此类地质条件同时综仅从技术角度定性分析采煤方法的合理性是不够放开采还具有采出率低、煤尘大等缺点,加之2煤的,还必须从经济效益角度分析采煤方法。为13焦煤,属于稀缺煤种,因而不采用综采放顶煤本文选用了在开采厚煤层时常用的开采方案最开采方法。优化准则,即吨煤费用最低。由三交河煤矿实际生2.2分层开采方法产情况可知,以往对于2煤层基本采用分层开采分层采煤方法在国内是使用相当成熟的采煤方现对大采高综采和分层综采方法进行经济效益分法之一{34),采煤设备类型配套齐全性能完好操作析,计算结果见表2。方便,可选出适应各种条件的采煤设备,但其采高受表2经济技术指标计算结果元/t设备影响,一般为20-3.5m。对于4.7m厚的煤费用层而言,不能实现一次采全高;同时,下分层在再生项目分层开采顶板条件下开采,顶板强度低,完整性差,难控制;铺巷道掘进2.78网开采费用高,和一次采全厚相比,投资较大;另外设备租货6.79由于分层的开拓需在上分层再生顶板形成后进行,电费工资6.037.42这样延缓了下分层的开采,加剧了生产接续紧张的搬家倒面0.矛盾,不易实现集中生产2.3大采高综采方法由表2可得,大采高综采费用为20.23元/,分现有开采技术条件下大采高综釆一般适用条件层开采费用为34.36元/t。可见,大釆高综采吨煤为费用最低。(1)工作面地质构造简单,无大的褶曲和断层,综合技术经济分析可得,三交河煤矿2煤层合水文地质条件简单。并区域安全回采,应接弃分层综采方法,充分利用大(2)工作面煤层的煤质较硬(普氏系数大于采高综采技术实现安全高效生产1.5),煤层厚度3.5~6.0m,煤层赋存稳定,厚度变3.2应用效果分析异系数小。大釆高综采技术成功应用于三交河煤矿2-502(3)煤层倾角一般小于12°,最大不超过18°。04工作面,取得了较好的经济效益,并得到了很(4)煤层顶板属于稳定或较稳定的类型煤层好的推广应用。顶板能够随采随冒,冒落后能够充满采空区;煤层顶(1)2502工作面2008年7月开始回采,2009底板较坚硬。年5月回采结束,累计产煤1801937t,最高月产(5)矿井生产能力大同时辅助运输提升能够254870中国煤化工满足重型支架的运送要求CNMHG开始回采,2010三交河煤矿2°煤层平均厚度为4.7m,适于采年8月回采结束,累计产煤2724959t,最高月产用大采高综采;与分层综采相比其回采工作面产量238264,最高日产达11243t(下转第41页)2011年第12期徐春光,等:浅谈我国煤层气开发利用的制约因素总第192期速的增长,为煤层气的产业发展提供了前所未有的发(4)国家应当借鉴美国的成功经验,在沁水盆展契机,但是国内天然气价格偏低,从而使煤层气价地、鄂尔多斯盆地这些煤层气富集的优势地区设立格缺乏竞争性,严重制约了企业对煤层气勘探开发投煤层气的资源保护区域,建立煤层气开发基地,实施资的积极性,影响了煤层气产业的发展。重点开发以积累经验,并加大煤层气资源的投资力度,出台更多的优惠政策,完善落实我国煤层气相关5结语的优惠政策,为规模开发做好准备工作。(1)我国应加大煤层气利用力度,特别是对低浓度煤层气利用途径的研究应重视起来,开发更多参考文献:的煤层气利用途径,使煤层气开发与市场接轨,真正[房超陈贵嶂孙铭伟中国煤层气开发模式对比及开发技术做到开发、传输、利用“三结合”,让生产和利用结研究[J].中国煤炭,2011(3):71-75.合开发与市场接轨,“以利用促生产”,使企业获得21钱伯章朱建芳媒层气资源及其利用(1节能与环保,206(12):1720更多利益,从而实现可持续发展的大好局面。[3]林雪峰,刘胜,邸志强我国煤层气利用概述[J].煤炭技术(2)针对我国盆地煤层气赋存地质条件复杂,2010(4):13盆地原型及构造样式多变以及煤层气低压、低渗低[4]黄盛初刘文革赵国泉中国煤层气开发利用现状及发展趋饱和、构造煤发育的特征,应当积极研究不同煤阶的势[冂]中国煤炭,209(1):5-10.煤层气的富集成藏机制、高渗煤储层控制机理及预[5汤达桢秦勇,胡爱梅煤层气地质研究进腰与趋势[石油测技术、聚散机理与成藏机制,建立适合我国特色的[6]刘贻军我国煤层气勘探开发工艺技术展望[C]//2010全国煤层气藏理论°。煤层气学术研讨会论文集北京:石油工业出版社,2010(3)在期探开发工艺方面,要不断完善水平井钻7]申瑞臣建辉乔磊等中国石油煤层气钻井技术发展现状井技术,不断提高钻井效率降低钻井成本。加大、加研究[C]/2010全国煤层气学术研讨会论文集北京:石油工快泂穴完井试验研究,为我国煤层气大规模勘探开发业出版杜,2010[8]李昕煤层气产业发展比较研究[C]2010全国煤层气学术储备技术。研究了解相应的丛式井钻井机套管完井研讨会论文集北京:石油工业出版社,2010.技术的排采匹配问题要加大对其开发工艺方面的研[9]王一兵,王金友,赵娜,等,中国煤层气产业现状及政策分析究力度,尽快形成具有中国特色的煤层气钻完井系列[C]//2010全国煤层气学术研讨会论文集北京:石油工业出技术研发煤层气钻井配套工具与装备,对钻井作业版杜,2010涉及的核心工具与装备进行重点研究逐步形成具有101傅雪海,秦勇,韦重韬煤层气地质学M].徐州:中国矿业大学出版社,2007自主知识产权;开展一些采煤采气一体化技术、智能(賁任编輯:梁郁鑫)完井与排采技术等战略性前沿性的技术研究。(上接第35页)件下采煤方法选择提供成功的经验。(3)应用大采高综采技术,2008年利润增加了8375.35万元;2009年利润增加34747.57万元,较参考文献2008年增加利润26372.22万元。由此可以得出[1]赵景礼.厚煤层全高开采新论[M].北京:煤炭工业出版社应用大采高综采技术极大提高了企业经济效益。[2]王家臣我国综放开采技术及深层发展问题探讨[】].煤炭科4结语学技术,2005(1):14-17[3]高富基宋来金刘涛寺河矿井采煤方法探讨[冂]煤矿设计结合三交河煤矿2煤层合并区域的生产地质2000(3):67条件深人分析厚煤层开采方法的技术可行性;建立4]汪理全杨真长壁综合机械化采媒方法的发腰趋势[媒换经济效益比较模型,通过计算各类比较指标,对分层科学技术,2005,33(1):10-13.开采和大采高综采开采进行综合效益分析。现场应[5]孟宪锐王朗晖筝我国厚煤层开采方法的选择原则与发展现中国煤化工:394.用效果表明,大采高综采方法能够有效提高矿井规CNMHG编辑:刘光雨)模和经济效益。本文的研究成果可为厚煤层安全高效回采方法的选择提供借鉴和参考,同时为类似条41