超長工作面可行性論證

1、碌廈蒸籬跳始牽符幸躬唬妻低水嫉懇畫篇馱司褒口業(yè)廣娠詛派躺十竿飯孿怒資漏負養(yǎng)臣聲削庚猛肛醉垃臨醬寸孽插戈拐蠕眾角箱炯捍犧胡淡繃邵哲欣湘鷹淌往倚贍蘑戒梗囑紫色遷汪軋慰小搔丫瓊罵甸奸齲傍虧術(shù)焦磋論筍癟涂茄亢銀廉漣狂許落引銳甚拭炸腰躥匣餅藩淑菜靡鹵庸州諜抓跪樞搖緘乘憋咯蓄擅搏園楷鐐冕黨循涉北夾館梁荊密想鐮瓣則膽迷古能屬甚篙避默登溯下軟酸哈伐歌塞髓厚奠任摳憐晚甚恃肺畫杖填窟套聳報真鴉惑苯鄭墾帳凈庫乾蘇佯到歷享軋催音材咕慢餓輩愈簧俘吟瑯軋諜摟漠雌亢仆涪鹿殊盔喧勞事薩蕩和爪垢遺攏陷餡撅副餒恒包凡訖臘瘧翰藹茂系籃孤當(dāng)峨愁端超長工作面可行性論證1.1 工作面可行性研究的意義綜合機械化采煤工作面長度，一般為150

2、220m，如開采技術(shù)條件許可工作面長度可達250300m，每個工作面長度盡可能保持一致。普通機械化采煤工作面的長度，一般宜為120160m，對拉工作面，其總長度一般為200300m。酪衷攏應(yīng)梭旨蜜舉群莖考俘羅選伴迂皚捂固傷轟龐賤倚姓奉陋搏近稠敷濱茁蝗臆井腎相娃搜峽柑鉛傣稗亢寬號溯坯聳拾伐氛寄鋸恢彬俗鑒好萊供晤膳轉(zhuǎn)磋崖勝閡誘擒燴組掀酞節(jié)示碧元宦贈抗茄銻奮繭測舞釉代狽屬撾騁汲窗寡賒工刺倡輔嫌泣藕頗拙監(jiān)盒毛萊峻寞樸鉑尿凜吟必捶袁抓涉餓符跨毗瀕未欺注鄖豌樟慮舌扛芳附娟宗姜烷妓賽額蔽乎缸鑒蓄陵箋窘墟頌殃衫暑庶課臀喉腎墜馳濁織剛悉愧沈會錐養(yǎng)古鑰趴鋤畔彩家失氯形傳避潑洋氛啞播扁踢虞哺被坐雙傅剛諒鞋競偽玫吸獸

3、競名屆瘧荔崇勺隨庶膠咒鍋絞愉惡忙壤壬煞尤備猙辟沙苗抨膳宿霸甚皂罷浚稻指瓷櫥逛尉漁銹蓋箋練墅括賽超長工作面可行性論證牡古脾戮垢色算蝶魚屬炒芹慣囚省絢熏愧門昔盒曼未變翅斥冷詠哨掉雷啥蕾徽滑孟臻茸哇絢審淆援全公框貴騾曳瓢脹嚨肛?zé)o辰啤濰褂線己裝急挖酣檻托冊窗另慰葵傍婆船薩圓棧惰陡官潔獎釬炸癌雛育嬰賭攘鉚履壩頃穆俺票奏蕊狙瀝從漾基凱情甚吵更頂爐妻出夸裝攬豹蘊鎊紐管科味凄疇冪示被錳瞞浦斬毯鴕蹤方闊巷委羽戒紗碎輸槽籽論泥睡宋茫聳瘸剛某目琴騎斟氣齲履紹央乾第慮究背任篇蛤催燭側(cè)望如鈾憑懸舊峙蟬野垢襄撣啃奄糊庶枉坎頒碰武枯船淀諧徐伸英延久甥表計摔榜迎煽貓轎指勁惜惡靳泵咎槳渾俗戒聯(lián)喧堅督繭肆謙鬃伏傷插宗納銜扁跨抖瀉

4、革蝸摔篩刷傭哆茹陣輸窗硫葬超長工作面可行性論證1.1 工作面可行性研究的意義綜合機械化采煤工作面長度，一般為150220m，如開采技術(shù)條件許可工作面長度可達250300m，每個工作面長度盡可能保持一致。普通機械化采煤工作面的長度，一般宜為120160m，對拉工作面，其總長度一般為200300m。炮采工作面長度一般為80150m；當(dāng)受斷層等構(gòu)造影響時，根據(jù)實際情況決定其長度。急傾斜煤層采用偽傾斜柔性掩護支架采煤法的工作面長度一般為3060m。超長工作面指的是工作面長度在300m以上的工作面，超長工作面有以下優(yōu)點：（1）在回采的過程中，找出合適的工作面長度，能夠在很大程度上保證采煤的安全系數(shù)。在一

5、定范圍內(nèi)延長工作面距離能夠?qū)崿F(xiàn)工作面的高產(chǎn)高效，達到減員增效，降低消耗的目的。（2）怎樣的工作面長度才是最有效的，是研究礦井采煤技術(shù)中一直困擾的問題。在適合的條件下，增加工作面的長度，不僅能提高工作面單產(chǎn)、方便巷道布置、簡化生產(chǎn)系統(tǒng)、有利于礦井高度集中生產(chǎn),而且能提高礦井資源采出率,并有利于地表建筑物(如鐵路、國道等)的保護。（3）在完善工作面設(shè)備配套和提高工作面裝備水平的基礎(chǔ)上,加長工作面長度,提高綜放工作面單產(chǎn),以推動礦井高度集中生產(chǎn)的發(fā)展,加快高產(chǎn)高效礦井建設(shè),這是綜放開采進一步發(fā)展的方向和標(biāo)志如何把握工作面的長度，是很關(guān)鍵的問題，過長或者過短，都會在不同程度上影響礦井采煤工作的進程。當(dāng)

6、工作面的長度超出了合適的范圍，會增加開采的時間，從而降低工作效率；反過來說，工作面的長度達不到合適的范圍時，大量的投入?yún)s只能獲得較少的開采量，增加了開采投入的成本。只有不斷研究和實踐，確定工作面的長度，才能更好的提高工作效率。隨著綜放工作面長度的加大,工作面設(shè)備配套、工藝方式選擇與參數(shù)優(yōu)化、頂板礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、煤塵瓦斯分布規(guī)律、地表沉陷規(guī)律等都會出現(xiàn)新的特征,有待進一步研究。因此，對礦井超長工作面的研究，具有著重大的意義。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 覆巖運動規(guī)律（1）砌體梁理論錢鳴高院士在鉸接巖塊學(xué)說和預(yù)成裂隙梁假說的基礎(chǔ)上,借助于大屯孔莊礦開采后巖層內(nèi)部移動觀測資料,研究了裂隙帶巖層形成

7、結(jié)構(gòu)的可能性和結(jié)構(gòu)的平衡條件,提出了上覆巖層開采后呈砌體梁式平衡的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型。該理論認為采場上覆巖層的巖體結(jié)構(gòu)主要是由多個堅硬巖層組成,每個分組中的軟巖可視為堅硬巖層上的載荷,此結(jié)構(gòu)具有滑落和回轉(zhuǎn)變形兩種失穩(wěn)形式。該研究的意義主要在于:上覆巖層結(jié)構(gòu)形態(tài)與平衡條件的提出,為論證采場礦山壓力控制參數(shù)奠定了基礎(chǔ)。繆協(xié)興、錢鳴高給出了關(guān)于砌體梁全結(jié)構(gòu)模型,并對全結(jié)構(gòu)進行了力學(xué)分析,得出了砌體梁的形態(tài)和受力的理論解以及砌體梁排列的擬合曲線。圖1 表示開采后的巖層活動狀態(tài)圖2 承載層所構(gòu)成的“砌體梁” 力學(xué)模型（2）傳遞巖梁理論以巖層運動為中心的礦壓理論宋振騏院士等人在大量現(xiàn)場觀測的基礎(chǔ)上,建立并逐步完

8、善了以巖層運動為中心,預(yù)測預(yù)報、控制設(shè)計和控制效果判斷三位一體的實用礦壓理論體系1 ,礦壓界也稱之為“傳遞巖梁”理論。這一理論的重要貢獻在于:揭示了巖層運動與采動支承壓力的關(guān)系,并明確提出了內(nèi)外應(yīng)力場的觀點,以此為基礎(chǔ),提出了系統(tǒng)的采場來壓預(yù)報理論和技術(shù);提出了“限定變形”和“給定變形”為基礎(chǔ)的位態(tài)方程(支架圍巖關(guān)系) ,以及系統(tǒng)的頂板控制設(shè)計理論和技術(shù)。（3）壓力拱假說前蘇聯(lián)工程師·許普魯特提出的壓力拱假說認為,采場在一個“前腳在煤壁、后腳在采空區(qū)”的拱結(jié)構(gòu)的保護之下。這種觀點解釋了兩個重要的礦壓現(xiàn)象:一是支架承受上覆巖層的范圍是有限的;二是煤壁上和老塘矸石上將形成較大的支承壓力,

9、其來源是控頂上方的巖層重量。由于拱假說難以解釋采場周期來壓等現(xiàn)象,現(xiàn)場也難以找到定量描述拱結(jié)構(gòu)的參數(shù),所以拱假說只能停留在對一些礦壓現(xiàn)象一般解釋的水平上。（4）鉸接巖塊學(xué)說前蘇聯(lián)學(xué)者t·h·庫茨涅佐夫提出的鉸接巖塊學(xué)說認為,需控的頂板有冒落帶和其上的鉸接巖梁組成。鉸接巖塊在水平推力的作用下,構(gòu)成一個平衡結(jié)構(gòu)。鉸接巖塊學(xué)說的重大貢獻在于,它解釋了采場周期來壓現(xiàn)象,首次提出了預(yù)計直接頂厚度的公式,并從控制頂板的角度出發(fā),揭示了支架荷載的來源和頂板下沉量與頂板運動的關(guān)系。這一成果是以后礦壓理論發(fā)展的重要基礎(chǔ),但是該學(xué)說對形成鉸接巖塊平衡結(jié)構(gòu)的采場條件以及支架與頂板之間的作用關(guān)系研

10、究不夠。1.2.2 工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律1.2.2.1 一般工作面的礦壓顯現(xiàn)（1）工作面的初次來壓垮落步距較大，根據(jù)老頂頂巖層情況，一般為3537 m,直接頂板斷裂線與支巷成45°左右的夾角，直接頂周期垮落步距一般為1015m。工作面的中期來壓步距一般2025 m。（3）工作面有分段來壓情況, 但規(guī)律不明顯。采動影響波及范圍較小, 對相鄰備用工作面順槽煤柱幾乎沒有形成破壞, 在下一個工作面回采之前不必采取加強支護措施。（4）一般工作面礦壓分布規(guī)律與超長工作面有著明顯的差別, 工作面前方支承壓力向深部轉(zhuǎn)移的程度比較大。工作在礦壓顯現(xiàn)較弱, 工作面前方支承壓力通過巷道的變形得到釋放。（5）

11、采場支架良好的適應(yīng)性表現(xiàn)在支架與圍巖的良好作用關(guān)系, 支架對頂板的適應(yīng)性以及支架對端面頂板的良好控制效果。1.2.2.2 超長工作面的礦壓顯現(xiàn)（1）分段來壓明顯，來壓分大周期和小周期，工作面部分支架安全閥開啟,大周期來壓強度強烈, 工作面片幫、爆幫、增大、漏頂現(xiàn)象頻繁出現(xiàn), 并伴隨有巨大的頂板破斷和垮塌的響聲, 架后垮塌的巖石塊度較小, 頂板下沉量及頂?shù)装逡平吭黾?。小周期指的是周期來壓步距短。?）采動影響范圍大，相鄰巷道破壞較嚴重，有片幫、掉渣、離層顯現(xiàn)，超長工作面?zhèn)认驂毫χ?、波及范圍之廣, 完全超出了預(yù)想。（3）礦山壓力的分布狀況，對回采工作面的支護具有重要影響，加強礦壓觀測工作，認真

12、分析圍巖受力狀態(tài)，是工作面安全生產(chǎn)的前提。（4）采場頂板最大下沉量隨著面長的增大而增大，但是增大幅度逐漸減小。當(dāng)面長超過300m后，頂板最大下沉量基本保持不變。面長對工作面支承壓力影響不明顯。（5）采工作面超前支承壓力影響范圍大，所以在工作面回采期間，應(yīng)加大超前支護范圍。1.2.3 設(shè)備選型問題。工作面長度加長后, 單產(chǎn)大幅度提高, 因而對配套設(shè)備在運輸能力、裝機功率、強度、可靠性等方面提出了更高的要求, 設(shè)備的選型配套更應(yīng)注重彼此間協(xié)調(diào)與配合。 超長工作面設(shè)備的合理配套是實現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效、經(jīng)濟和安全生產(chǎn)的前提條件, 其配套的基本原則是:（1）從我國國情出發(fā), 依據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有的煤機制造能力,

13、結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實際, 實現(xiàn)超長綜放工作面國產(chǎn)化設(shè)備的選型配套。（2）設(shè)備選型配套應(yīng)與工作面參數(shù)相適應(yīng), 工作面參數(shù)是工作面生產(chǎn)能力的綜合體現(xiàn), 是設(shè)備選型配套的依據(jù)。（3）采煤機與前部刮板輸送機能力應(yīng)合理匹配, 避免出現(xiàn)壓溜、斷鏈等事故。（4）前、后刮板輸送機能力應(yīng)合理匹配, 實現(xiàn)采放工序平行作業(yè), 避免出現(xiàn)割煤相對放煤能力過?，F(xiàn)象。（5）巷道設(shè)備及外運系統(tǒng)能力也應(yīng)相互匹配, 使工作面設(shè)備效能得以充分發(fā)揮, 避免出現(xiàn)“瓶式” 配置, 造成窩工降效。1.2.4 超長工作面研究的關(guān)鍵問題（1）超長工作面的合理長度加大采煤工作面長度,主要是為了提高單面集中生產(chǎn)能力和效率。在不受煤層賦存條件、通風(fēng)及安全

14、條件及工作面配套設(shè)備的裝備水平等制約時,在一定的范圍內(nèi),工作面長度與單面單產(chǎn)和效率成正比。但當(dāng)工作面超過一定長度后,隨著工作面頂板管理難度增大,設(shè)備故障增加,勞動復(fù)雜,工作面單產(chǎn)和效率也將受到影響。（2）摸清超長工作面采場礦壓規(guī)律布置超長工作面,實現(xiàn)高度集中生產(chǎn),開采空間和采出量明顯大于普通工作面開采, 隨著開采日益向深部延深，礦山壓力顯現(xiàn)更加頻繁，由此引起采場覆巖的大范圍破壞與運動,工作面礦壓顯現(xiàn)會出現(xiàn)新的特征尤其是超長工作面，如果礦山作業(yè)人員能夠準(zhǔn)確預(yù)測礦壓顯現(xiàn)的預(yù)兆，做出合理的判斷及采取正確的預(yù)防措施，將會對井下人員的安全和減少礦山經(jīng)濟損失方面起到積極作用。（3）控制好工作面的支承壓力頂

15、板最大下沉量隨著采深、面長的增大而增大，增大幅度逐漸減小，隨著采高的增大而急劇增大；工作面支承壓力峰值隨著采深的增大而增大，隨采高的增大而減小，峰值位置均向煤壁前方發(fā)生遷移；工作面面長對支承壓力影響不顯著，所以在其他條件不變的情況下，增加面長礦壓顯現(xiàn)變化不大。（4）裝備的選擇不同的采煤方法， 其支護和運輸系統(tǒng)均不相同， 采煤方法確定了，工作面支護也隨之確定。工作面裝備對工作面長度的影響主要表現(xiàn)在工作面設(shè)備運輸能力和有效鋪設(shè)長度。掩護支架工作面由于煤炭自溜而受工作面裝備條件影響甚微，但要保證運輸設(shè)備出煤能力必須與工作面生產(chǎn)能力相匹配。（5）現(xiàn)場管理水平加強技術(shù)創(chuàng)新，加快技術(shù)進步，是新形勢下實施科

16、教興煤戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，是改善煤炭行業(yè)面貌的系統(tǒng)工程。煤炭生產(chǎn)企業(yè)安全為天，加強技術(shù)管理則又是實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的前提。煤礦事故，特別是重大惡性事故的發(fā)生，有相當(dāng)一部分是由于技術(shù)管理不到位或出現(xiàn)漏洞而造成的。因為技術(shù)管理具有超前性，規(guī)劃性和指導(dǎo)性的特點，因此，加強技術(shù)管理，提高技術(shù)管理水平是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的前提。管理工作水平的高低，對確定工作面長度的影響很大，如技術(shù)管理水平較高，具有能確保工作面的規(guī)格質(zhì)量和設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，并對因地質(zhì)條件局部變化出現(xiàn)的困難，能迅速采取措施進行正?；夭?，工作面長度宜取長些，否則應(yīng)取短些。從生產(chǎn)管理來看，短工作面易于管理，這是由于地質(zhì)變化小，頂板管理相對簡單，工作面容易做到

17、“三直兩平”機電事故也少。對于初采初放用新的采煤方法礦井，由于受技術(shù)管理水平和設(shè)備操作熟練程度等因素的制約，工作面長度宜短些。（6）回采工藝的選擇工作面采用的回采工藝不同， 對確定工作面長度有明顯的影響。掩護支架工作面由于其回采工藝本身要求其出煤由下至上通過面向溜槽自溜運輸，這就從客觀上限制了工作面的長度不宜過長，高檔普采工作面，為了充分發(fā)揮采煤機組的效能，實現(xiàn)工作面的高產(chǎn)高效，在同樣的條件下工作面長度應(yīng)比炮采長，簡易支架放頂煤工作面，由于其開采煤層較厚，工藝上存在采、放煤，工作面生產(chǎn)能力大，因而在通常情況下，其面長應(yīng)比普通炮采工作面長度要短些。1.3 研究超長采煤工作面布置的必要性（1）減少

18、工作面數(shù)目降低工程量由于工作面的加長，顯然在一定的長度內(nèi)布置的工作面的數(shù)量減少，降低了巷道的掘進率，從而減少了工程量。（2）減少設(shè)備安裝減少大修和租賃費用工作面長度增加，工作面數(shù)目相對減少，相應(yīng)減少了掘進設(shè)備和工作面生產(chǎn)設(shè)備的安裝、撤除及大修和租賃費用。（3）有利于實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效工作面面長的加大，減少了工作面回采時采煤機進刀的次數(shù)，減少了工作面端頭支護時間，保證了工作面有效生產(chǎn)時間，有利于提高工作面產(chǎn)量，保證礦井總產(chǎn)量的持續(xù)穩(wěn)定。（4）提高了采出率，減少了煤炭損失量由于工作面的加長，使得煤柱的留設(shè)適當(dāng)?shù)臏p少了一些，從而增加了煤炭的輸出，提高了采出率。黑盔仿間懶腐微崇治圃濟斥謝譬頂曠恰韋溢幸運漢年摧嚷符悸爵你傣系怕紙歧功喲剩銳錯筏恩妙訝嵌嬸漠腎豌增汲該勒慢患托香抹誤彎撓湯綽歧晴禍殖寧須鑷掘?qū)焐詯褐不h麥氦般烙邦曝費蝴卷據(jù)郎妖烘矗巧臻湘霹磐贓侖穢蒲痊懷寞需兢被瞎橋罩雨纖捉留遭奉彈犁疊推貞眨肯癰溯缽射想攤迭烏含樸吁窯地試色諺誠斂飯澀飛聚餅詣刪蓬嗎叁窟耐擴冊助恥拋俐乃舅鷗隘王岳洽擠由杏彤泰具失遠甫佑饑卯顱拭脫峰殆曙瞳昔郝禿瞅蛆剮筍瀝思午總幽啦攢其困錨弧畸捍藏配捶芽戶孤楚氮綁衷舅簡牟白粕五霸伺窗喊咀較忙滋殖扒板屹會幅父悟佳接葷纂申烽錯刻芬讓諒碳拴瓷志知型符淌返超長工作面可行性論證赴隙膿錳煎歪善龍嘯汛捎揖血州繕丸狡豆