來(lái)源:煤炭科學(xué)技術(shù) 在剖析淮南礦區(qū)深部開采面臨的技術(shù)難點(diǎn)基礎(chǔ)上,給出了深井開采的7大關(guān)鍵技術(shù)對(duì)策,。 隨著對(duì)能源需求量的增加和開采強(qiáng)度的不斷加大,,淺部資源日益減少,國(guó)內(nèi)外礦山都相繼進(jìn)入深部資源開采狀態(tài),。 什么是“深部”?研究發(fā)現(xiàn),,“深部”不是深度,而是一種力學(xué)狀態(tài),,是由地應(yīng)力水平,、采動(dòng)應(yīng)力狀態(tài)和圍巖屬性共同決定的力學(xué)狀態(tài)。 淮南礦業(yè)集團(tuán)從淮南礦區(qū)的工程技術(shù)角度出發(fā),,認(rèn)為具備如下3個(gè)特征之一的界定為深井: 1. 煤層內(nèi)瓦斯壓力和瓦斯含量超過突出臨界指標(biāo),。 2. 最小水平主應(yīng)力大于工程巖體強(qiáng)度。 3. 原巖溫度,、地下水溫超過34 ℃,。 隨著開采深度不斷增加,瓦斯,、水害,、地壓、地溫問題日益突出,,治理難度不斷加大,。 瓦斯災(zāi)害?;茨系V業(yè)集團(tuán)11對(duì)生產(chǎn)礦井全部為煤與瓦斯突出礦井,,采用“開采保護(hù)層、分組巖巷,、立體抽采”的煤與瓦斯共采模式,,可以實(shí)現(xiàn)高瓦斯煤層在低瓦斯?fàn)顟B(tài)下開采,但開采保護(hù)層工作面數(shù)量多,,巷道萬(wàn)噸掘進(jìn)率高,。準(zhǔn)備1個(gè)深部工作面長(zhǎng)達(dá)3~5年;噸煤瓦斯治理綜合成本高達(dá)150元左右,。 礦井水害?;茨系V區(qū)水害防治采取的是“疏水降壓,、限壓開采”的技術(shù)路線,通過鉆孔探查和疏放是實(shí)現(xiàn)這一路線的主要手段,。 礦井地壓,。近年來(lái)淮南礦區(qū)每年巷修量16萬(wàn)m,其中深井巷道失修率高達(dá)80%,。 礦井地溫,。淮南礦區(qū)自2000年以來(lái),率先進(jìn)入深井高溫區(qū)域開采,。井下工作環(huán)境溫度高(35~45 ℃),、濕度大(接近100%)、熱害治理難度大,,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的降溫技術(shù)尚不能有效解決淮南礦區(qū)熱害問題,。如顧橋礦原巖溫度、地下水溫均大于45 ℃,,降溫費(fèi)用達(dá)到16元/t,。 一、優(yōu)化開采布局,,整合資源 淮南礦區(qū)潘二礦開采水平為-530 m,,潘四東礦開采水平為-650 m,將潘四東礦F66斷層以南資源和潘一礦F2,、F5斷層以北資源劃入潘二礦,,可采儲(chǔ)量增加到2.7億t。朱集東礦開采水平為-960 m,,將潘四東礦F66斷層以北的難采資源劃入朱集東礦開發(fā),,資源開發(fā)時(shí)間提前,開采難度大幅降低,。潘一礦退出后,,剩余深部資源劃給潘三礦作為后備資源。 二,、瓦斯治理模式 大直徑定向鉆孔“以孔代巷”技術(shù),,即在巷道鉆場(chǎng)內(nèi)施工長(zhǎng)鉆孔到目標(biāo)煤層頂板裂隙帶,取代高抽巷,,大幅度提高瓦斯治理工程施工進(jìn)度,。目前該技術(shù)在顧橋礦1123(3)軌道巷取得階段性成功。 定向長(zhǎng)鉆孔“一孔兩消”技術(shù),,即從回風(fēng)巷施工順層孔到運(yùn)輸巷設(shè)計(jì)位置,,提前對(duì)工作面和運(yùn)輸巷煤層進(jìn)行抽采和消突,,取代運(yùn)輸巷“底抽巷 穿層鉆孔”,提高瓦斯治理效率,,節(jié)約瓦斯治理成本。目前在潘三礦17102(3)工作面正在進(jìn)行井下工業(yè)性試驗(yàn),。 水力壓裂加骨料增透技術(shù),。目前在潘三礦-817 m軌道大巷取得階段性進(jìn)展。 煤巷“掘探鉆抽運(yùn)”一體化作業(yè)線,。已在顧橋礦1123(1)工作面取得初步成效,。 三、推進(jìn)“機(jī)械化,、自動(dòng)化,、智能化、信息化”進(jìn)程
▲盾構(gòu)機(jī)實(shí)物 研發(fā)試驗(yàn)深部煤礦全斷面硬巖盾構(gòu)機(jī),。為提高巖巷單進(jìn)水平,,2012年開始研發(fā)立井煤礦全斷面硬巖盾構(gòu)機(jī),2015年1月,,全斷面硬巖盾構(gòu)機(jī)在張集礦井下試驗(yàn)成功,,實(shí)現(xiàn)硬巖巷道單進(jìn)560 m,創(chuàng)造了全國(guó)煤礦硬巖巷道掘進(jìn)最高紀(jì)錄,,目前正開展直徑2.5 m盾構(gòu)機(jī)研發(fā),。 ▲頂管機(jī)實(shí)物 ▲頂管機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng) 推廣巷修機(jī)械化?;茨系V區(qū)已基本實(shí)現(xiàn)采煤工作面,、兩巷巷修機(jī)械化全覆蓋。聯(lián)合中國(guó)煤炭科工集團(tuán)太原研究院研發(fā)集破,、裝,、運(yùn)、支為一體的HXYL-120/90綜合修復(fù)機(jī),,第一代產(chǎn)品在朱集東礦-906 m南回風(fēng)巷應(yīng)用成功,,第二代設(shè)備正在井下試驗(yàn)。 四,、“鉆,、疏、注”一體化灰?guī)r水防治技術(shù) 淮南礦業(yè)集團(tuán)采用定向長(zhǎng)鉆孔技術(shù)提高鉆孔軌跡精度,、目標(biāo)層鉆遇率以及探放距離,,創(chuàng)建定向長(zhǎng)鉆孔進(jìn)行水害防治新技術(shù)。該技術(shù)在張集礦井下應(yīng)用試驗(yàn)取得成功,。 End 來(lái)源:唐永志.淮南礦區(qū)煤炭深部開采技術(shù)問題與對(duì)策[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2017,45(8):19-24. |
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