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盘江煤矿采煤技术研究与探讨

盘江煤矿采煤技术研究与探讨:
   【摘要】盘江矿区位于贵州省西部,地形崎岖复杂,村落和人口居住不均,各个大小矿井附近均有人数不等的居民,导致搬迁困难。不具备搬迁条件严重制约了盘江煤矿业的发展。在村落下面采煤成了不得已而为之的事情,本文从大白岩村落下采煤为例子,分析了村落下采煤会对地质和地表的建筑物带来的危害,并通过理论性质和实际考察,分析并讨论了在村落下采煤,有哪些可行性办法和改进措施。为解决搬迁困难的问题,本文讲解了走向长壁后退式煤矸石膏体充填综合机械化采煤工艺技术,以及这一技术的特点和优势。
    【关键词】盘江矿区  村下采煤  
    填充煤炭事业关系到国家经济的发展和生活的正常运行,它是国家正常运转的基石,是一切动力的源泉。关注煤矿的开采首先要注重采煤技术的提升,综合考虑经济发展和开采后对人们生活的影响。本文从盘江矿区的实际现状出发,分析了村下采煤后对建筑物的影响,最后讨论了一些村下煤矿采煤技术。
    一、采煤技术研究背景 煤矿位于云贵高原,地处山区。所处地区层峦叠嶂,地势险峻,并且高度差异悬殊。盘江6对矿区内,都有大小不同的村庄,村庄压煤储量巨大,重达1.9亿吨。由于地形复杂,导致开采难度大,所以为了适应盘江地形,展开特殊的煤矿开采技术研究势在必行。盘江煤矿开采技术研究,是为以后的可持续发展奠定基础,也是为了实施国家的东电西送而做努力,从最基础上,是为了满足生产和开采的安全需要。所以重点关注采煤技术的严谨性和科学性是具有现实意义的。
    二、矸石膏体填充技术开采
    大白岩村庄压煤量巨大,并且又是位于井田的中部,所以分析采煤后对村落的影响非常有必要,要从地质灾害和周边的危岩崩塌开始分析,并且探讨了填充技术。
    1、减少地质灾害的地面措施对于民房,如果是混凝土制作的,应该采取加固和增加顶部和底部材料的方法,对于木结构的民用房屋,建议搬迁;对于危岩地面,对碎石进行清理,对裂缝进行灌浆处理;对于滑坡体,分析引起滑坡的因素,然后重新设置排水系统,在滑坡体内建立抗滑桩,或者在上中下不同的部位挖防滑沟等等。
    2、为了减少地质灾害的采煤措施为了减少采矿后地质灾害的影响,单纯的依靠地面处理措施是不够的,需要地面处理和地下处理共同的结合。实现减少地质灾害发生的可能性或者产生的损失。可以采取以下方法或者联合使用以下方法:
    (1)走向长壁后退式方式由两个工作面或者多个工作面组成,形成台阶状的形式,被保护的建筑物下面没有开采面,使工作面位于移动盆地的中部或者地质变形较小的区域。对于大白岩地区地形的特殊性,组成由远及近,由上及下的开采方式,减少了向采空区域和下空上重的倒塌的危险,大大减少地质灾害的风险。
    (2)留煤柱开采方式这一方法其实没有多大的意义。它的理论是留下一部分煤柱不开采,但是这样就没有现实讨论意义了。
    (3)倾斜长壁协调方式这一方法是用倾斜的方式,采用长壁工作面的形式布置。缺点是排水不易,并且瓦斯难度大。
    (4)条带法开采按一定的规律划分条带,分间隔开采,让未开采的条带支持地上部分的建筑物。有效减少地质灾害的发生。条带开采方法能有效实现规模化开采,并且对于煤炭资源回收和环境保护都有好处。
    (5)填充法开采。在三下采煤理论中,备受关注的是填充法开采技术。不仅填充材料可以就地选择,而且对于大大回收煤炭资源和控制地表下沉具有重要的作用。针对以上的分析,最后得出走向长壁后退填充的方法来作为大白岩村庄的采煤技术。根据实际考察,发现在采空的情况下,填补度达到百分之八十五就可以在控制地表沉浮方面得到满意的效果。
    3、矸石膏体充填法采煤水砂充填法的水砂缺乏内聚的性质,并且不能稳固和自立,所以导致了充填效果不是很理想。采用填充的方法采煤,利用现有的丰富的矸石资源,利用矸石膏体充填法回填采集过的煤矿工作面。采煤矿山和金属矿山不同,金属采矿对胶结强度和速度要求很高,但是煤矿采集,更注重充填速度。利用膏体填充就可以实现这一特点:
    (1)什么是矸石膏体填充由一种或者多种填充物质组成,并且和水在一定的配方下进行组合优化,最后的成品是流动性、稳定性好,并且可以在自身的重力或者外力作用下输送,这就是填充物。矸石膏体填充的主要成分是以矸石为主要原料。
    (2)矸石膏体填充的原理矸石膏体填充是在煤矿开采后,由填充物质配合地层组成负载面,去支持地表的建筑物。它由以下优点:吸收力和转移力的形成,随着填充物质的增加和时间的持久,具备了吸收地应力和流动转移的功能,最后和地层一起,组成地下组织成本的一员;阻止围岩的变形和地质灾害产生,有效控制顶板垮落。  
    (3)技术实现图:膏体填充工作面示意图如图1,是膏体填充工作面示意图。工作面液压选择的支架结构为掩护的样式的,前面支护顶板,后面支护空间顶,充填管位于后梁的下面,支架后方的挡板隔开充填的物质和开采的空间。滚筒开采煤的机器由机器头部到割煤的尾端,由推、移、填这几个步骤来完成作业。填充的物质管道是由人来控制正面操作的。设计填充达到百分之八十五,达到挡板高度就可以了。支架后梁支护支架后方,防止直接填满。在每层倾角较小时,可以利用正面填充和双向作业相结合的方式,把生产、填充两个系统相互独立起来,使得生产效率得到提高。填充的物质主要为矸石,利用净化过的矿井水,搅拌成膏体状,由管道运输到回采面,最后与填充管道相连。形成系统化的充填过程。
    (4)矸石膏体填充的优点矸石膏体填充的优点是稳定性、可塑性、可流动性、柔和性、吸水性能都比较良好,能在一段时间后与土地结合,形成土地中的一份子。
    三、村落下采煤技术概括村落下采煤后破坏情况大致上符合盆地塌陷发展规律,需要注意以下技术问题:
    1、开采后的引起地形变化,地表裂缝大致和回采的工作面的走向相似,台阶状的塌陷角边界,扭曲的状况和地质及其周围的建筑物分布有关。
    2、开采的深度和地质组成影响着裂缝的多少与大小。
    3、开采深度、次数、开采高度影响着地表的塌陷概率。
    4、方案考察和论证后,膏体填充并且走向长壁后退式比较熟比较适合地质中瓦斯含量高、地形复杂的煤矿区。矸石膏体填充的采煤法,在下面生产,上面填充,把生产和填充系统相对独立。大大加快了生产速度和加快了组织推进。
    四、总结
    煤炭是不可再生的化石燃料资源,针对我国人口数量多,使用面积也大的现状,如何更好的利用每一寸土地里面的煤炭资源,成了我们关注的重中之重。所以村落下的煤炭资源,不能轻易丢弃。保护好类似盘江地区的煤炭资源,实现老矿区的可持续发展,也为了实现宝贵煤炭资源的合理利用与开采,利用可靠安全的采煤工艺和技术,实施村落下采煤技术,具有现实的经济意义,也是对国家西部大开发和西电东送措施的响应。贵州地区地形复杂,盘江煤矿开采也存在一定的难度,实施村落下采煤是一个新课题,以前对这方面的研究不足。而关于煤矸石膏填充技术,这方面的资料尤其不足。为了保证该技术的顺利应用,应该在小型的非村落下矿区试用,然后再对相关的技术和产生的效果做后续研究,最后再投入使用。煤矿开采技术的研究任重道远,并且对我国的经济、可持续和环境方面都具有重要意义,村落下开采技术作为一项新技术也应该被列入关注对象,我们要不断的深入研究,来适应国家和人民以及环境对煤炭资源的需要。
    参考文献:
    [1]康永华.三下采煤技术的若干新进展及特点,冶金工业出版社,1991.7.
    [2]胡炳南.煤矿充填开采技术,煤炭工业出版社,1998.6.
    [3]王正辉.膏体充填料的工程检测与判别.有色矿山,2000.5.
    [4]于润沧、刘大荣主编,全尾砂高浓度(膏体)料浆充填新技术,中国有色金属工业11总公司铅锌局,北京有色冶金设计研究总院,1992.12
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