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采矿工程本科毕业设计 对综采放顶煤工作面回采率的讨论_精品
对综采放顶煤工作面回采率的讨论
摘要:综采放顶煤工作面回采率一直是制约我国综放开采进一步发展的问题之一。本文论述了我国综放开采回采率现状,研究了综放开采顶煤损失构成和形成机理,系统地分析了综放回采工作面的煤炭损失,并在此基础上,从采煤工艺、设备等方面提出了提高综放回采工作面回收率的有效技术途径及管理方法,以及回采率的计算。
关键字:放顶煤 回采率 损失量 措施
引言
我国于1982年引进综采放顶煤工艺技术以来,取得了较大的经济效益。经过20年来的不断探索、研究和试验,我国综放开采技术得到了长足的进步,每年综放开采的煤炭产量已占全国重点国有煤矿年产量的1/5~1/4。无疑,综放开采为我国厚煤层尤其是特厚煤层的开采开创了一条新路子,成为我国开采厚煤层最有效、经济效益最好的手段,使我国厚煤层开采技术和经济指标居于世界领先水平。
现在我国已经充分掌握这种针对厚煤层的采煤方法。综采放顶煤技术在我国得到了迅速发展,但是综放技术中的瓦斯、煤尘工作面自燃发火及顶煤回收率等问题是制约综放开采技术发展的重要因素。然而统计资料表明,仍有一些矿井综放回采工作面的回采率较低,有的还不到50%,造成了一定数量的煤炭资源损失。采煤方法的改革是技术进步的表现,是实现集中生产、高产高效的根本保证。但回采率问题是综放开采工艺必须研究解决的最为重要的问题之一,研究分析综放开采的煤炭损失的构成,计算回采率以及寻求提高回采率的途径。
二、放顶煤工作面回采率的计算
采区和工作面回采率,是综采放顶煤的一项重要技术经济指标,也是评价综合机械化放顶煤开采成功与否的重要尺度。在综采放顶煤工作面,其实际的开采高度一般难以通过实测确定。由于计算参数难以准确测量,采出煤量的准确性也就是很差。因此,在无法测出实际采高和采出煤量时,采用改正后的统计产量来代替计算产量是比较切合实际的计算方法。
综采放顶煤工作面回采率的计算
(1)工作面可采储量(Qs,t):
式中 a——工作面走向实测长度(不包括切眼),m;
b——工作面实测长度(不包括上、下巷道宽度),m;
M——工作面实测平均厚度,m;
γ——煤的容重,t/m3。
(2)工作面采出煤量的计算
放顶煤综采工作面的实际采出煤量,在不能测算实际采出煤量时,可以采用统计产量代替,但需要进行水分、灰分和矸石量改正。
实际采出煤量(Q1,t):
式中 Q2——统计产量,t;
y1——煤样水分,%;
y2——原煤全水分,%;
y3——原煤灰分,%;
y4——煤样灰分,%;
y5——矸石灰分,%;
y6——原煤含矸率,%。
(3)工作面煤量总损失量(Q3,t):
(4)工作面回采率的计算
工作面回采率( Sf):
工作面煤炭损失率(Sf`):
2.放顶煤综采采区煤炭回采率计算
采区回采率(Sp,%):
式中 Q1`——改正后的采区产量,t;
Qs`——采区可采储量,t。
采区煤炭损失率(Sp`,%):
采区采出煤量(QT)为采区内各工作面实测产量与采区巷道掘进煤量的总和,其计算方法如下:
式中 ∑Q2i——巷道掘进出煤量,t;
∑Q1i——采区工作面改正煤量总和,t。
巷道掘进煤量可用下式计算:
式中 Ai——煤巷断面积,m2;
Li——各煤巷长度,m。
放顶煤综采采区的煤炭损失主要有:工作面内各类煤炭损失,如工作面初采、末采损失量,工作面端头、端尾损失量,支架放煤口脊背损失量以及其他各种工艺过程中的煤炭损失量等。还有工作面以外的各类煤柱损失,其他不可预见的损失。
在实际统计煤量时,往往出现统计产量与计算产量间有严重差别,即采出煤量出现涨吨现象,涨吨量抵消回采中的各类损失,造成工作面回采率偏高。因此,对统计产量一般应除以1.1倍的涨吨系数。
三、综放开采工艺煤炭损失分析量及其特点
综放开采时煤炭回收率偏低主要是由两方面的因素引起的:
放顶煤开采设计决定的损失
放煤工艺造成的煤炭损失
而这些损失有的是可以避免和减少的,有的则是不可避免的。
任何井工开采方法都不可能将井下煤炭资源百分之百地采出来,总是有一部分损失。采煤方法不同,其损失量的构成也不同。综采放顶煤是一种特殊的采煤工艺,它的损失量的构成与传统的开采方法不同,有以下几种:
1.初采顶煤损失量
初采损失为顶煤初次垮落以前顶煤无法回收以及直接顶垮落前顶煤只能回收一部分所造成的损失。初采损失由两部分组成:一是顶煤在工作面离开切眼后不能及时垮落而丢失的部分;二是顶煤开始垮落后、直接顶垮落前有一部分顶煤落在采空区里无法回收而丢失的 部分。
在顶煤初次垮落以前,高度为h1的顶煤全部丢失。当顶煤初次垮落步距为s1时,其损失量按下式计算:
式中 N1——顶煤初次垮落前的损失量,t;
s1——顶煤初次垮落步距,m;
l——工作面
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