地质条件对煤矿机械化掘进的影响

本文是一篇煤层论文范文,煤层类毕业论文范文,关于地质条件对煤矿机械化掘进的影响相关在职研究生毕业论文范文。适合煤层及地质勘探及顶板方面的的大学硕士和本科毕业论文以及煤层相关开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。

【摘　要】在煤矿井下煤巷掘进施工中,断裂构造、煤层自然状况、顶底板岩性、煤岩层的含水性和透水性、火成岩侵入、局部冲刷等地质条件对综合机械化掘进的影响较大,本文针对上述地质情况作出分析,提出适合东山煤矿实际生产条件的技术措施,对煤矿生产有一定指导意义.

【关 键 词】机械化掘进；地质因素；技术措施

东山煤矿装备使用了具有国际先进水平的综掘机等先进设备,矿井综合机械化掘进率达到65％.综掘设备投入使用以来,巷道掘进机可以对煤巷、半煤岩以及软岩巷道进行掘进,东山煤矿使用综掘机主要对准备巷道和回采巷道等煤巷进行掘进施工,在煤巷掘进时,使用巷道掘进机进行截割进尺,使破煤、装煤、运煤全部由掘进机和胶带输送机来完成,实现了掘进机械化作业,大大提高了单进水平,月进尺最高达620m；通过20多年来的综合机械化掘进实践表明,地质因素对煤巷综合机械化掘进效能的影响是多方面的,而且各因素之间即相对独立,又相互影响.

１．在地质方面的影响因素

1.1断裂构造

断裂构造是地层及矿井中普遍存在的地质现象,大、中型断层在地质勘探阶段或在矿井开拓及生产准备阶段多数都已查明,在实际工作中,落差H≤5m的小断层在地质勘探阶段中难以发现,在进行生产开拓及准备阶段有时往往成为不可避免的地质因素.这种小断层对综合机械化掘进工作面的影响因素主要表现在断层落差、断层走向线与掘进巷道迎面的夹角、断层线的长度、断层破碎带宽度等.

1.2煤层自然状况

煤层厚度、煤层稳定性等因素对综合掘进工作面的布置有着决定性的作用,东山煤矿井田内西三采区的煤层以1.3～3.5m的中厚煤层为主,厚度在3.5m以上的厚煤层只分布在南二和西二采区.

1.3煤层倾角

煤层倾角一般分为4类.近水平煤层、缓倾斜煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层；东山煤矿井田内各采区的煤层以近水平为主,缓倾斜次之,所有综合掘进机械一般必须保证机身左右平衡,不管是上山掘进还是下山掘进,总会有一侧需要破底板或顶板,才能保证机身左右水平,否则,整个掘进机械就会向一侧倾斜,必要时还要采取提顶和窝底等措施进行处理.倾角越大的煤层在正常掘进时需要破底或破顶的岩石量越多,另外,煤层倾角越大,掘进后的巷道造型越不规则,所以综掘工作面以布置在煤层倾角越小的工作面越适合,越能发挥综掘机械的效能.

1.4煤层中的夹石

生产中可以发现,多数煤层都是含有夹石的.夹石的岩性及厚度不同,对综掘机掘进的影响是不同的,如果夹石是泥岩或炭质泥岩,而且厚度又不大,对综掘机的正常掘进影响是不大的,可以直接掘进通过；如果夹石是砂岩,而且厚度又较大就会影响到综掘机的正常掘进,综掘机切割头截割砂岩时就会非常困难,易损坏机械,加速截齿磨损,增加材料消耗；若遇透镜体等厚度较大的夹石,需要打眼放震动炮方可通过.

1.5煤层顶板和底板的岩石性质

煤层常见的顶板和底板岩石有泥岩、炭质泥岩、砂岩等,有时也由砾岩和其它岩石组成顶板和底板岩石的性质主要表现在岩石的强度对综掘机掘进的影响,大致表现在顶、底板的稳定性方面,顶板的稳定性决定割刀进尺时顶板掉落高度,掘进施工时遇稳定顶板时便于维护,如遇复合顶板则不易维护；底板的稳定性对综掘的影响也较大,底板按强度大致分为五级：一极软；二松软；三较软；四中硬；五坚硬；其中：一、二、底板对综掘不利；而四、五级底板对综掘比较有利.

1.6煤岩层的含水性及透水性

地下水常来源于各种各样的含水层,由于地层裂隙和受上部及邻近采场采动影响,使含水层与巷道勾通,造成巷道内泥水积聚,使运输系统故障增多,因而还需要增设排水设施,来保证生产正常进行.当工作面有大量淋水时,常使底板变软、膨胀、底鼓,尤其是当底板为粘土质岩石时,受水浸往往成为泥状,使综合掘进机下陷,造成掘进机无法行走而死车,在处理过程中会浪费大量的时间、人力和物力而影响掘进的速度.采空区积水(包括充填水)也应给予足够的重视,必须做好探放水工作,否则,极易发生透水事故而造成水淹工作面,甚至于危及施工人员的生命和财产的安全.

1.7火成岩

火成岩侵入煤层,使煤层遭受到不同程度的破坏,影响综掘的正常进度.火成岩一般以岩墙、岩脉、岩床的形式侵入煤层.受火成岩的影响,火成岩附近的煤层变质甚至成为天然焦,而且顶板也较为破碎,使顶板不易维护,不利于安全,另外,综掘机截割火成岩非常困难,造成掘进速度缓慢,甚至需改变掘进方式,变为炮掘；由于火成岩的影响,使综掘工作面距离缩短或废弃的现象常有发生.

1.8局部冲刷

古河流冲象在各井田中普遍存在,是影响综合掘进的因素之一,煤层受到古河流的冲刷时,局部煤层厚度变薄,无法满足综掘机的要求而影响综掘进尺.

2.技术措施

（1）综合掘进在遇断裂时,一般采取缩短循环进度的施工方法渡过断层,如西三采区702运顺工作面遇落差3m的断层,在施工中及时采用缩短循环步距,由原设计的1.6m改为0.8m,从而减小控顶距离和顶板冒落高度,顺利通过断层.

（2）在小断层发育煤层中掘进,一般要加强顶板的维护,采用金属棚进行支护,而保证掘进机械的正常运行；煤层倾角较大时,一般采取破顶或破底的方法进行施工；若煤层发生构造破坏,应及时改变掘进方式,防止机械损坏；煤层中含有夹石的情况常有发生,一般均可直接截割,遇夹石较厚、较硬的砂岩夹石时,对机械的损害较大,放炮松动后方机械截割,但影响施工进度,掘进施工时,由夹石的影响月进尺仅300m.

（3）顶板岩石的破碎性决定了支护的形式,施工中遇顶板破碎,一般采用矿用工字钢梯形棚支护或u型棚支护,个别煤巷复合层顶板条件下也有锚网拱形支护成功的例子,顶底板的岩性若为砂砾岩时过断层时要采取放炮的方法进行处理.

（4）煤岩层含水或透水性好,会造成巷道积水,所以必须加强水的排放,特别是采空区水,必须将积水放净排干,才能保证施工的正常进行.

3.结语

各地质因素对综合掘进的影响是不同的,煤层被作为最主要的影响因素,煤厚不满足就谈不上综掘,在选择布置综合掘进工作面时,要对煤层厚度分布进行全面的探究,防止因煤厚不足而影响综合掘进的速度；应尽量避开断层构造对综掘的影响,并将综掘工作布置在煤层倾角较小的采区；根据煤的软硬程度选择适当功率的综掘机械,根据顶底板的具体岩性和含水性、透水性情况选择合理的支护形式,遇冲刷应及时改变掘进方式,防止机械的损坏,在瓦斯治理方面应加强通风管理,防止瓦斯事故的发生而影响综掘工作面的正常生产.

【参考文献】

［１］王宏森.煤巷快速掘进技术浅谈[J].山西科技报,2005[3]:1-3.

［２］侯守道．煤矿掘进工作面小断层识别及处理[J]．煤矿开采．2007,l2(2)：19-20-38．

［３］赵学社.煤矿高效掘进技术现状与发展趋势[J].煤炭科学技术,2007(04):1-2.

［４］丁宽．利用派生成组性质相同的小断裂判断主断层的性质[J]．雁北师范学院学报,2006,22(5)：55-57．

［５］葛明.煤岩巷道快速掘进工艺技术成果显著.科技日报,2005(11).

［６］杨润海,许昭永,王彬等．多波浅层地震勘探中的断层识别[J]．地震研究,1999,22(3)：280-283．