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骄傲!我国工程师高九华攻克急倾斜煤层机械化

作者:贝博体育 来源:本站原创 日期:2020-06-28 15:08 点击: 

  目前我国大倾角煤层约占煤炭总储存量的20%左右,大倾角煤层的年产量大约占全国煤炭总产量的8%~10%,但是综合机械化设备仅适用于煤层倾斜角<35的缓倾斜煤层和倾斜煤层条件,对于大于40度以上的急倾斜煤层而言,目前是世界的空白!

  而且随着经济发展对能源的需求,伴随着煤炭开采的时间推移和开采强度的不断扩大,满足常规综采开采条件的煤层工作面储量逐渐减少甚至枯竭,遗留的块段、煤柱等储量中,大倾角复杂地质条件的较多,在全球范围内,可供综合机械化开采的煤层不断减少,大倾角综合机械化采煤作为综合机械化采煤技术的发展方向和目标,已经成为煤炭行业世界性研究的课题。

  因此,研究大倾角复杂地质条件下的安全高效开采成套装备与技术,解决这种特殊地质条件下煤层开采安全问题,实现机械化换人和自动化减人及智能化无人,科学的开采和使用资源并使其取得良好的技术经济效果可以说是迫在眉睫。

  针对急倾斜煤层工作面围岩、设备稳定控制研究现状,可知国内外对急倾斜煤层综采工作面设备的防滑防倒、巷道围岩支护技术、回采巷道的布置方式、工作面防飞矸技术、巷道围岩失稳预测方法、工作面安装回撤技术等进行了研究,需对工作面三机配套、工作面开采参数、围岩受力变形特征、煤壁片帮及飞矸控制方法,实现中厚急倾斜煤层工作面开采过程中围岩及设备的动态稳定控制,提升急倾斜煤层机械化开采水平等进行系统研究。

  我国工程师、教授、北京天地聚能公司董事长高九华经过多年的生产一线研究、针对国内研究现状,提出将大倾角煤层转化为为高厚煤层概念研究特大倾角机械化开采机械化开采成套技术。

  即对于特大倾角煤层机械化开采不能通篇而论,可以将特大倾角煤层视为高厚煤层,要根据煤层的倾角和厚度综合考虑,倾角35~45,煤层厚度在1.5m以下可采用倾斜长臂开采工艺,1大于1.5m可以采用分区段放顶煤开采工艺;对于倾角在45~90范围的煤层,无论煤层厚度多大,全部采用分段式阶段开采。

  对于小于1.5m以下煤层可以采用螺旋钻探机械化采煤工艺,对于大于1.5m以上煤层可以采用区段放顶煤开采工艺,同时高九华教授还提出和创建球缺式矿压理论体系,他认为无论是水平煤层还是大倾角煤层,其顶板的塌陷区域为球缺拱的动态平衡,随着工作面倾角的变化,薄煤层倾角大于45,可以按照厚煤层考虑,开采煤层的顶板由岩体变成岩体与煤层混合体,由于煤层的倾角与厚度不同,所带来的开采工艺与装备不同,球缺式矿压理论体系均可以应用于不同的煤层与顶板。

  据悉,该技术目前已在全国各地,例如贵州、甘肃、新疆等地区开展实施应用,可以说,该技术从思想体系上有诸多创新点,例如:

  1、 颠覆传统的煤层划分概念基础上的工艺技术,将传统的大倾角煤层转变为特厚煤层。

  2、 科学理解煤矿机械化开采内函基础上的工艺技术,煤矿机械化的核心是支护现代化,是为操作者及装备提供可靠的安全空间。

  3、 对于高瓦斯矿井,在煤层瓦斯消突后进行开采工艺方法改革。

  在工艺发明方面也极具创新,高九华教授根据煤层厚度与采煤工艺这一理念,又将现有的特大倾角煤层划分为以下选型研究基础,作为特大倾角机械化开采研究,并创新发明了立U连巷水平分层走向长臂短面开采和旁路通风水平分层走向长臂短面开采设计。

  此设计创建倾斜煤层新的理论体系,提出了急倾斜煤层开采设计原则,填补采煤工艺世界的空白,已经申请了国家知识产权保护!

  与此同时高九华教授还提出划分标准及其矿井与采面设计考虑的相关要素——特大倾角煤层开采必须考虑相关安全要素:

  因该工艺发明是建立在首先颠覆传统的煤层划分为概念基础上的工艺技术,是将传统的大倾角煤层转变为特厚煤层理念,采用切实可行的采煤工艺来解决开采的问题。首先要理解煤矿机械化涵盖内容,煤矿机械化开采核心是支护现代化,是为操作者和机电设备提供可靠安全空间,其工作面设计必须考虑:

  3、保证操作者在工作面内行走通畅方便,便于安全逃生。(正倾斜和大伪斜等大角度行人不便)。

  4、高瓦斯矿井必须设置高位瓦斯巷道,解决由于机采煤炭破碎吸附瓦斯和游离瓦斯的排放。

  5、必须保解决急倾斜煤层顶底板不能垮落而形成的高立槽空间瓦斯集聚的排放。

  6、必须保解决急倾斜煤层的顶底板两侧当岩体强度低整体切落引发的冲击地压。

  7、必须保解决急倾斜煤层顶底板塌陷充填物质不充分形成沟槽引入地表水,特别是雨季洪水沿破碎带流入井下造成淹井事故。

  8、必须解决的立急倾斜煤层顶底板不能及时冒落形成或冒落塌陷少从而形成空硐管道通负压风效应,高负压风引发残留煤炭及裸露煤层发火自然火灾事故的发生,或引发空区。

  10、必须考虑立急倾斜煤层开采对地表生态环境破坏与生态修复,绿色矿山建设。

  可见,该项技术不仅创新设计理念,解决了急倾斜煤层机械化开采的技术问题,还实现了机械化换人、自动化减人、智能华无人的管理目标,创建倾斜煤层新的理论体系,填补采煤工艺世界的空白!

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