龙泉煤矿4号煤层合理采煤方法的研究

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选用合适的采煤方法,对提高矿井生产水平和经济效益有决定性的意义。我国厚煤层采煤方法主要有分层开采、放顶煤和大采高采煤方法。其中分层开采在6m厚左右的煤层中已渐被淘汰。放顶煤已发展了20多年,工艺理论较为成熟,大采高最近10年发展较为迅速。龙泉煤矿主采的4号煤层,埋深450m,平均煤厚6.47m,地质构造简单,水文地质条件简单。属于高瓦斯矿井,煤层自燃倾向性等级为Ⅱ类。矿井建设规模为500万吨/a。对于6m以上的煤层,国内即有采用大采高年产达千万吨的实例,又有采用放顶煤年产500万吨以上的实例。从厚煤层开采技术看,其发展经历了由分层开采、放顶煤、大采高3个阶段。龙泉煤矿对4号煤提出了采用放顶煤还是大采高采煤方法合理性的问题,特委托太原理工大学进行采煤方法可行性研究。按采煤技术的发展看,似乎应当采用大采高采煤方法。但具体采煤方法的选择具有相对性,其受到煤层赋存条件及技术条件的制约,需具体分析。针对山西省娄烦县龙泉煤矿4号煤的地质力学条件,论文采用理论分析、现场观测、数值模拟、实验研究及工程类比等手段,系统的分析对比了4号煤采用放顶煤和大采高的优缺点和可行性。所做的主要工作如下:1、本次课题研究专门委托地质队分别在主斜井和副斜井1000米处向下打直径67mm两组钻孔,每组钻孔岩芯深40m左右。绘制岩心柱状图,并在实验室测得顶底板及煤的岩石力学参数。2、通过收集分析国内6m以上厚煤层采煤方法实例,总结了各采煤方法一般性适用条件,对龙泉煤矿4号煤采煤方法经行了工程类比。3、对4号煤层的赋存条件对采煤方法的选择影响经行了详细的分析,得出4号煤的顶煤冒放性为极好,适合采用放顶煤开采,且采用放顶煤回收率高于大采高,经济效益优于大采高的结论;4、采用数值计算方法,分析4号煤层在采用6m大采高条件下的煤壁片帮及围岩破坏情况,结论为支架工作阻力的大小对4号煤围岩破坏影响较小,在工作阻力达12000KN条件下,煤壁稳定性任然较差。结合上述研究,龙泉煤矿4号煤采用放顶煤采煤方法,,虽然在瓦斯安全性上低于大采高,但不论在避免片帮冒顶,保证正常生产上,还是在回收率和经济性上都优于大采高,最后确定采用放顶煤采煤方法。
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