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如何确定合理的回采工作面长度范围

时间:2012-08-08 08:26 点击: 来源:未知 编辑:小吴

宁武县大运华盛煤矿 郭文奎

       一、工作面长度影响因素分析
       1.地质因素
       一是地质构造。影响工作面长度的地质构造主要是断层和褶曲。从工作面布置设计来看,一般以较大断层或褶曲轴作为划分工作面边界的依据,这就从客观上限制了工作面长度。在小断层发育的块段布置工作面时,由于小断层易扰工作面正规循环,造成工作面推进度下降,尤其是对机组采煤影响较大,此时工作面不宜过长。通常工作面内部发育的断层落差在1.5m—5.0m时对回采影响较大,当断层落差大于1.5m时,影响非综采工作面;当断层落差大于3.0m,时,对综采综放工作面回采将造成影响。
       二是煤层厚度。当煤层较薄,工作面采高小于1.3m时,由于工作面控顶区及两巷空间小,不易操作和行人,工作面长度不宜过长;当煤层较厚,采高大于2.5m时,非综采工作面人工支护不便,操作困难,工作面长度布置亦不宜过长。
       三是煤层倾角。通常情况下,煤层倾角越小,其对工作面长度布置为影响也小。当煤层倾角小于100时,工作面长度可视实际状况适当加长;当煤层倾角介于10—250之间,可按常规面长度布置;煤层倾角介于25—550之间,工作面长度上下同时作业困难,工作面长度不宜过长;煤层倾角大于550以上,工作面长度则不应超过100m。
       四是围岩因素。围岩性质对工作面长度的影响主要是顶、底板,另外煤层自身的软硬程度对工作面长度也有一定的影响。通常伪顶过厚(厚度大于1.0m)和顶板过于破碎或坚硬条件下的工作面回采,由于支护工作量大复杂,支护难度较大,此时工作面不宜布置过长;“三软”煤层工作面底软、支护易扎底、顶底板移近量大,加之煤软,极易片帮,因而生产管理极其困难,这样的工作面也不宜过长。
       五是瓦斯含量。瓦斯含量小的煤层,工作面长度一般不受其通风条件制约;瓦斯含量大的煤层,工作面长度越大则煤壁暴露面积就越大,随着产量的提高,单位时间内瓦斯涌出量大,回采时需要风量就大,但由于受工作面及两巷断面限制,风量不可能无限地加大,因此,有些高瓦斯煤层工作面必须严格执行以风定产政策,同时在“双突”及高瓦斯矿井中,要充分地考虑到瓦斯含量及通风能力对工作面长度的影响。
       2.技术因素
       一是回采工艺。工作面采用的回采工艺不同,对确定工作面长度有明显的影响。掩护支架工作面由于其回采工艺本身要求其出煤由下至上通过工作面向溜槽自溜运输,这就从客观上限制了工作面的长度不宜过长,高档普采工作面,为了充分发挥采煤机组的效能,实现工作面的高产高效,在同样的条件下工作面长度应比炮采长,简易支架放顶煤工作面,由于其开采煤层较厚,工艺上存在采、放煤,工作面生产能力大,因而在通常情况下,其面长应比普通炮采工作面长度要短些,综采(放)工作面,由于液压支架的使用能保证采煤机快速截割,减少辅助时间,因此,其工作面长度较非综采工作面要长,另外,因综采(放)支架装备费用高,而工作面愈长遇到地质构造变化的可能性愈大,此时工作面也不宜布置过长。
       二是装备条件。工作面装备对工作面长度的影响主要表现在工作面设备运输能力和有效铺设长度。目前,我国已独立研制了新一代大功率、大运输量,长距离,高可靠性超重型工作面成套设备,并在大采高工作面试验开采成功。但随着煤炭市场经济运行形势的进一步好转和机械工业的不断发展,建设安全、优质高产高效矿井和工作面是形势所需,其要求综采(放)工作面“三机”设备必须向更高层次发展。
       三是管理水平。管理水平的高低,对确定工作面长度的影响很大,如技术管理水平较高,具有能确保工作面的规格质量和设备正常运转,并对因地质条件局部变化出现的困难,能迅速采取措施,进行正常回采。从生产管理来看,短工作面易于管理,这是由于地质变化小,顶板管理相对简单,工作面容易做到“三直两平”机电事故也少。对于初采初放用新的采煤方法矿井,由于受技术管理水平和设备操作熟练程度等因素的制约,工作面长度宜短些。
       四是经济因素。在煤矿实际工作中,人们多以地质和技术因素来确定工作面长度,但在一定有装备和地质条件下,可以通过理论分析和计算,同样可以得到一个最优工作面长度范围。通常按产量和效率最高法确定工作面合理长度区间,再进行工作面成本最低法的分析计算,得出最佳的工作面长度。
       二、工作面长度的确定
       根据理论分析,并结合平时的生产实践以及高产高效工作面实例,在充分地调研认证基础上,初步提出了回坡底矿回采工作面长度的合理范围。
       三、推广前景
        1.回采工作面长度的选择不仅要考虑地质和技术要素,还要进行经济要素的分析计算,寻求出技术上可行,经济上合理,又适合矿井具体条件的最佳工作面长度,提高矿井技术经济效益。
       2.回采工作面长度与工作面产量和回采工效的关系并非线性增加,其增幅随面长的加大而逐渐减少;回采工效则随面长增加而呈先减升后降低的趋势,其间有一个最优值区间。
       3.假如生产系统如通风、人员和材料运送、煤炭运送和巷道维护等方面都能满足工作面生产能力的需要,采用高生产能力、高可靠性、大功率的采煤机及工作面输送机,加之良好的工作面支护系统:走向长壁工作面最优长度可达180—210m.


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