煤炭上行開采技術(shù)研究

【摘 要】近年來為了煤炭的可持續(xù)發(fā)展，我國煤炭行業(yè)探索了關(guān)于煤炭上行開采技術(shù)的可行性。本文簡要地介紹了煤炭上行開采技術(shù)的意義，并針對影響上行開采技術(shù)的幾個因素做了探討。

【關(guān)鍵詞】上行開采；技術(shù)研究；煤炭；開采原理

隨著世界發(fā)達國家推行煤炭上行開采技術(shù)以來，近年來我國也在以前原始采煤方法占主要地位逐漸運用了上行開采新技術(shù)，而且也取得了不錯的成果。煤炭上行開采技術(shù)還有望于進一步的改進和探討，隨著不斷地實踐和水平的不斷提高，上行開采技術(shù)還會得到更大的發(fā)展。

一．煤炭上行開采技術(shù)的適用范圍

從煤炭行業(yè)角度來講，所謂的煤炭上行開采技術(shù)指的是在煤炭地層內(nèi)，對兩層或兩層以上的有一定間距，并具有開采價值的煤層所運用的一種開采技術(shù)。這種方法是按照先開采下部分煤層，再采上部分煤層的開采順序。按照頂板管理方法的不一，一般可以分為三種方式：厚煤層分層恒底式、厚煤層分層填充式和煤層之間垮落式的三種上行開采技術(shù)方式。這種新型的開采方法，在特別的環(huán)境中具有它的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.在遇到煤層含水量比較大、頂板淋水的時候可以運用這種方法

在煤炭進行下行開采時，會遇到有些礦井的煤層含水量大、頂板淋水的現(xiàn)象，如果在這樣的不良環(huán)境中進行作業(yè)，會嚴重影響施工人員的身體健康。在采煤礦區(qū)上下山時用膠帶運輸機所輸煤流下滑，運輸時礦車粘底，礦車的容量受到有限控制。這樣的局面甚至造成有些煤礦被迫倒閉。如果在這種情況下采用上行開采技術(shù)，對上覆煤巖進行松動，本來的煤巖分布結(jié)構(gòu)被改變，通過裂縫滲透方式讓溶洞水到下部份的煤層采空區(qū)，可以對上煤層含水起到疏干的效果。

2.在上煤層頂板堅硬、煤質(zhì)堅硬不容易采出時可以采用這種方法。

在很多礦井采空區(qū)頂板巖石長久不冒落，導(dǎo)致懸頂?shù)默F(xiàn)象時有發(fā)生。如果采空區(qū)面積超過頂板穩(wěn)定的最大限度，巖層就會出現(xiàn)突發(fā)性冒落或整體折斷。這樣強大的壓力嚴重影響了工作面的正常生產(chǎn)，綜采工作面會出現(xiàn)液壓支架損壞以及活柱崩裂的現(xiàn)象。在這樣惡劣的地質(zhì)環(huán)境下，運用上行開采技術(shù)，上部煤層被破壞，煤層頂板會有松動裂痕，位置會被移動，可以減輕沖擊地壓以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力。

3.當復(fù)采采空區(qū)上部有遺留可采煤層時可以采用上行技術(shù)

很多的礦井采空區(qū)上面都會有一些遺留的可采煤層，煤炭儲存量相當多。只要對這些被廢棄的煤炭資源增加一點巷道工程量就可以讓它們得以利用，從而還可以延長礦井的壽命。

4.當煤層儲存不穩(wěn)定時也可以采用這種方法

隨著越來越多大型礦井的增加，因為煤層不穩(wěn)定的原因，如果采用下行開采方法，就要多布置工作面。但如果使用超前工作面的布置方法，就會給巷道布置和生產(chǎn)管理帶來難度。像這些上薄下厚或上下層煤質(zhì)有差別的煤層，可以在礦井的一翼采用下行順序的方法，另外一翼采用上行順序的方法。

5.這種方法還適用于上煤層有高含量瓦斯的條件

隨著礦井內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境一直變化，煤層賦存情況也會不一樣，上煤層瓦斯含量高而下煤層瓦斯含量低的情況經(jīng)常會發(fā)生。在這種情況下，就可以采用上行采煤方法，建立一套完整的瓦斯抽放硐室和通風(fēng)系統(tǒng)，然后用從上往下煤層進行瓦斯抽放，這樣可以為礦井安全打下基礎(chǔ)。

二．影響上行開采的主要幾種因素

1.層間距因素的影響

通過采取上行技術(shù)方法實踐證明，這種方法的運用必須要有充足的空間距離。如果上層與下層的煤層之間的距離越大，會使上覆煤層的移動變得緩慢，曲率、傾斜等變形值也就變得越小，對上行開采就會越有利。相反，如果層間距越小，上覆煤層的變形程度就會越加重，還有可能會造成臺階下沉的現(xiàn)象發(fā)生。如果上層和下層的層間距比下煤層的跨度帶最大高度大時，上煤層就比較不會發(fā)生臺階錯動的問題，有針對性地采取一些措施，一般就可以運用這種上行技術(shù)的方法。

2.采高因素的影響

對上覆巖層破壞和高度造成直接影響的因素是采高因素。隨著采高加大，采出就會有更高的空間。那么，采場上覆巖層的結(jié)構(gòu)就不容易出現(xiàn)平衡狀態(tài)，這樣就會嚴重破壞上覆巖層。而且下煤層的下沉量和各種變形值也會隨著采高的加大而增大。

3.采煤方法因素的影響

在礦井中，控制覆巖破壞高度的主要因素就是采煤方法的運用。在采煤過程中，對頂板的管理辦法在覆巖破壞的空間形態(tài)以及高度上起著決定性的作用。對頂板管理采用充填法時，覆巖一般僅會造成一些開裂性的破壞，頂板的下沉量小于整個部分的垮落法，頂板的下沉量會隨著采高而改變。

4.巖性和層間結(jié)構(gòu)的因素影響

覆層破壞的高度由巖石力學(xué)性質(zhì)和層間結(jié)構(gòu)因素來決定。如果頂板巖石硬度比較高的時候，垮落帶和斷裂帶的發(fā)育也會較高。相反，如果頂板巖石硬度比較低的時候，因為在冒落過程中，巖石主要由斷塊來充填采空區(qū)，這時候在冒落中得不到充分的發(fā)展，就要由巖層彎曲充填采區(qū)。那么垮落帶和斷裂帶的發(fā)育自然也會比較低。直接頂?shù)暮穸热绻笥诒恫筛叩臅r候，上覆巖層在斷裂下沉的時候就使平衡巖層結(jié)構(gòu)易于形成，處于平衡巖層上的煤層就會緩緩下沉，在這樣的條件下，上行開采技術(shù)就能順利進行。

5．煤層傾角的因素影響

上覆巖層被破壞的空間形態(tài)是由煤層傾角的因素直接影響的。煤層傾角還可以分為三種形式：緩傾斜煤層、傾斜煤層和急傾斜煤層。

6.受到時間因素的影響

礦井煤層被采出后，覆層之間的從冒落、移動到穩(wěn)定的過程，都需要有個時間過程。一般都需要幾個月的時間。實踐表明，礦井在采用上行開采技術(shù)的時候，僅有足夠的層間距是不夠的，對于上層和下層的煤層開采間隔也需要有充足的時間。

三．結(jié)束語

近年來我國推行的上行開采技術(shù)由過去從上到下的傳統(tǒng)采煤方法轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的從下到上的卸壓采煤新技術(shù)。這一技術(shù)的產(chǎn)生，解決了許多用傳統(tǒng)技術(shù)不能解決的難題，不僅加快了開采速度，提高了生產(chǎn)率，還從一定程度上實現(xiàn)了礦井的安全性和經(jīng)濟性。雖然，這項技術(shù)還有待于進一步完善，相信在將來隨著技術(shù)的不斷改進，上行開采技術(shù)會有更廣闊的未來。

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