长壁放顶采煤法的巷道布置
发布时间:2025-05-26 09:25:25 编辑:石材网
前言
在煤炭开采领域,长壁放顶采煤法凭借其独特优势,成为厚煤层开采的重要方法之一,对煤炭行业的高效生产起着关键作用。该方法通过在煤层底部布置长壁工作面采煤,并利用矿山压力或人工破碎等方式将上部顶煤破碎放出,实现一次开采较大厚度煤层,极大提高了开采效率,同时减少了巷道掘进和支护的工作量,降低开采成本,适应性强,能满足多种厚度煤层的开采需求。
而回采巷道作为长壁放顶采煤法中煤炭运输、人员通行、通风以及设备运行的关键通道,其布置的合理性直接关乎整个采煤过程能否顺利进行。科学合理的回采巷道布置,能够有效提高煤炭采出率,减少煤炭损失,还能优化通风系统,降低通风阻力,为井下作业人员创造良好的工作环境,提高作业安全性。同时,合理的布置可以减少巷道维护成本,提高运输效率,进而提升整个采煤系统的经济效益。因此,深入研究长壁放顶采煤法回采巷道布置类型,对于充分发挥该采煤法的优势,实现煤炭资源的高效、安全开采具有重要意义。
常见的长壁放顶采煤法回采巷道布置
(一)经典布置
在长壁放顶采煤法的回采巷道布置中,运输平巷和回风平巷是最为基础且关键的部分。从文档配图可见,运输平巷一般沿煤层底板布置,作为煤炭运输的主要通道,承担着将采煤工作面采出的煤炭源源不断地输送至采区运输系统的重任。其布置的合理性直接影响煤炭运输效率,如巷道的坡度、断面尺寸等都需根据运输设备的要求和煤层赋存条件精心设计,以确保煤炭能够顺畅、高效地运输,减少运输过程中的卡顿和损耗。
回风平巷同样沿煤层走向布置在采煤工作面的上方,主要作用是排出采煤过程中产生的瓦斯、煤尘等有害气体,并为井下作业人员提供新鲜空气,维持良好的通风环境,保障安全生产。它与运输平巷相互配合,形成完整的通风系统,使得风流能够在采煤工作面及巷道中合理流动,有效稀释和排出有害气体,降低瓦斯浓度,防止煤尘积聚,为工作人员创造安全的工作条件。
工作面是煤炭开采的核心区域,其长度和推进方向的确定需综合考虑顶煤破碎、放出以及煤炭损失等多种因素。一般来说,工作面长度应保证在一个班内能够将顶煤放完,以提高开采效率。如阳泉一矿,煤层厚度为6.5m,顶煤 4m,通过计算确定工作面长度在 135 - 190m 较为合适;平一矿煤层厚度 7 - 9m,顶煤 5 - 6m,实际采面长 87m 。这些实例充分说明,根据不同的煤层条件和开采工艺,科学合理地确定工作面长度,对于实现高效开采至关重要。
(二)特殊巷道
瓦斯排放巷是为解决采煤过程中瓦斯涌出问题而专门设置的。在高瓦斯矿井或瓦斯涌出量大的煤层开采中,瓦斯若不能及时排出,极易积聚,引发瓦斯爆炸等严重安全事故。瓦斯排放巷通常布置在煤层顶板附近,利用其与采煤工作面之间的联络斜巷,将瓦斯引至排放巷,再通过通风系统排出矿井,从而有效降低采煤工作面及巷道内的瓦斯浓度,确保开采安全。
辅助爆破巷则主要用于在煤质坚硬、顶煤难以自然垮落时,通过在该巷内进行爆破作业,人为地破碎顶煤,使其能够顺利放出。在一些煤质较硬的矿区,如不采取辅助爆破措施,顶煤可能无法充分破碎,导致放煤困难,煤炭采出率降低。辅助爆破巷的设置,为解决这一问题提供了有效手段,通过合理的爆破参数设计和作业流程,能够提高顶煤的破碎效果,增加煤炭采出率,提升开采效率。
不同布置类型的优劣势
长壁放顶采煤法回采巷道布置类型多样,每种类型都有其独特的优劣势,在不同的地质条件和开采需求下,表现出不同的适应性。
经典布置类型中,运输平巷和回风平巷沿煤层走向布置,结构简单,易于施工和维护。这种布置方式在煤层赋存稳定、地质条件简单的情况下,能够高效地完成煤炭运输和通风任务。其缺点是,当煤层厚度变化较大或地质构造复杂时,可能无法充分适应,导致煤炭损失增加,通风效果不佳。在一些煤层厚度变化频繁的矿区,按照常规布置的运输平巷和回风平巷,可能会出现部分区域煤炭运输不畅,通风阻力增大等问题,影响开采效率和安全性。
特殊巷道布置类型,如瓦斯排放巷和辅助爆破巷,针对性强,能够有效解决特定问题。瓦斯排放巷在高瓦斯矿井中,对于保障安全生产起着不可或缺的作用,能显著降低瓦斯浓度,减少瓦斯事故的发生概率。辅助爆破巷则在煤质坚硬的煤层开采中,通过爆破破碎顶煤,提高煤炭采出率。这些特殊巷道的布置也存在一定局限性。瓦斯排放巷的布置需要额外的工程量和成本,且对施工技术要求较高,如果施工质量不达标,可能无法达到预期的瓦斯排放效果。辅助爆破巷在爆破作业时,存在一定的安全风险,如操作不当,可能引发顶板垮落等事故。
从安全性角度来看,合理布置的瓦斯排放巷能够有效降低瓦斯浓度,减少瓦斯爆炸等事故的发生,极大提高开采的安全性;而辅助爆破巷若操作不当,可能增加顶板垮落等安全隐患。在开采效率方面,经典布置在地质条件适宜时,煤炭运输和通风系统运行稳定,有利于提高开采效率;特殊巷道布置在解决特定问题后,也能间接提高开采效率,如辅助爆破巷破碎顶煤后,可使煤炭更顺利地放出,提升放煤效率。成本方面,经典布置相对简单,成本较低;特殊巷道布置因需要额外的施工和设备投入,成本较高。
不同的回采巷道布置类型各有优劣,在实际应用中,需要综合考虑地质条件、开采需求、安全性、开采效率和成本等多方面因素,选择最适宜的布置类型,以实现煤炭资源的安全、高效开采。
小结
长壁放顶采煤法回采巷道布置是一个复杂且关键的系统工程,其布置类型丰富多样,每种都有其独特之处和适用条件。经典布置中的运输平巷、回风平巷以及工作面,构成了采煤的基本框架,在常规地质条件下发挥着重要作用。而瓦斯排放巷和辅助爆破巷等特殊巷道的出现,则是针对复杂地质条件和开采过程中的特殊问题,提供了有效的解决方案,使长壁放顶采煤法能够适应更多变的开采环境。
不同布置类型在安全性、开采效率和成本等方面各有优劣。在实际应用中,需综合考虑煤层厚度、硬度、倾角、结构、顶板条件以及瓦斯含量等多种地质因素,同时兼顾开采效率、成本控制和安全保障等开采需求。
来源: 矿山课堂
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