基于矿压规律分析对采煤工艺及参数优化.pdf

总第2 15 期2023年第10 期工程技术摘要：针对大倾角煤层在实际回采期间所面临的采出率低、矿压规律复杂以及煤炭含研率高的问题，以12 0 2 10 综采工作面为例，在对其地质条件、水文以及瓦斯涌出等基本情况分析的基础上；设计矿压和巷道围岩变形监测方案，并得出矿压现象规律和围岩变形规律；根据矿压规律重点对工作面长度、采高等参数和工艺进行优化，最后通过对比优化前后采出率和经济效益等指标。关键词：矿压规律；大倾角；采煤参数；采出率；工作面长度中图分类号：TD32文献标识码：A近年来，随着煤矿开采效率的提升，加之我国煤2.11监测方案设计炭赋存情况相对复杂，浅部煤层的大量开采，剩下未针对矿压监测在倾斜工作面液压支架的倾角变来开采煤层的埋藏深度均较大，而且煤层条件更为复化量和液压支架的伸缩量等数据进行直接测量,同杂。针对深部煤层、大倾角煤层在实际开采中主要面时采用先进的液压支架监测系统对其载荷进行记录。临着采出率低、含研率高、矿井压力增大等问题,整体将倾斜工作面的液压支架划分为上部、中部和下部三归结为开采效率低。本文主要结合实际生产，本着提个区域，总共液压支架数量为10 9 个。其中，上部区域高生产效率和开采安全性的原则在对矿压进行监测液压支架编号为7 3#-10 9#，中部区域液压支架编号的基础上，对采煤参数及采煤工艺进行优化。为37#-7 2#，下部区域液压支架编号为1-36#。1工程概况针对工作面巷道围岩变形的监测需求,重点对工某矿12 0 2 10 综采工作面整体走向长度为2 11m，作面的回风巷道和运输巷道进行监测。其中，在运输其中倾斜工作面的长度为18 3.7 m。经探测，12 0 2 10巷道内布置4个监测点，分别距离停采线为0、8 0、综采工作面的煤层厚度为6.8 9.8 m之间，煤层平均110、15 0 m;在回风顺槽巷道内布置3个监测点，分别厚度为8.15 m，煤层最大倾角为45，平均倾角为距离停采线为310、2 40、19 5 m。巷道变形监测点在工34.5。总体来讲，12 0 2 10 综采工作面属于厚且大倾角作面布置情况，如图1所示。煤层。12 0 2 10 综采工作面的顶底板条件，如表1所示。195m表112 0 2 10 综采工作面顶底板条件回风巷道顶底板岩石成分平均厚度/m类型老顶粉砂岩35.4直接顶泥岩直接底粉砂岩总的来讲，12 0 2 1综采工作面的岩层处于裂隙发育状态。同时,该工作面的最大涌出量可达12 0 m/h，瓦斯绝对涌出量为0.5 6 6 m/min。目前，工作面所配套的液压支架为掩护式液压支架，具体型号为ZF8600/18/35,该液压支架的最大支护高度可达3.5 m。2工作面矿压监测真实掌握12 0 2 10 综采工作面在实际生产中的矿压和巷道变形情况，为后续采煤参数及采煤工艺的优化提供支撑。收稿日期：2 0 2 2-0 8-2 5作者简介：杨书明，男，19 8 9 年出生，毕业于中国矿业大学，本科，工程师，研究方向为采矿工程。山西化工Shanxi Chemical Industry基于矿压规律分析对采煤工艺及参数优化杨书明（山西乡宁焦煤集团燕家河煤业有限公司，山西临汾0 42 10 0)45m12岩层特征岩层为灰白色，中间夹杂中粒砂岩并呈现为胶结状态，主要以石英长石为主岩层为灰色和黑色，中间夹杂炭质泥6.35岩，表现为水平层理状态且容易破碎和脱层岩层为灰黑色，主要成分以石英长石22为主，中间夹杂细砂岩和植物化石Total 215No.10,2023D0I:10.16525/14-1109/tq.2023.10.063文章编号：10 0 4-7 0 5 0(2 0 2 3)10-0 15 1-0 3停采线120210工作面76运输巷道50m图1巷道围岩变形监测点其中，巷道围岩顶部变形的采用DL-2.5型沉降指示器进行监测；巷道两帮的移近量采用C-型自动记录器进行监测。2.2监测结果分析综合对上述监测方案所获取的数据进行分析，在矿压规律和巷道变形方面得出如下结论：1)随着综采工作面的不断推进,倾斜工作面的倾角处于不断变化的状态；其中，上部倾斜工作面的平均角度为2 5.7，中部倾斜工作面的平均角度为70m17354L30m/30m/40m山西化工 27.9，下部倾斜工作面的平均角度为2 8.6。采煤高度范围在2.7 3.7 m之间,而且对应的在32)液压支架在移架过程中，由于其支护高度降3.5m之间的高度为最佳。结合12 0 2 10 综采工作面的低，导致其无法与工作面顶板充分接触，进而导致地质条件以及现场设备的生产能力，得出该工作面对R-S-F系统出现失稳的情况；同时,普遍液压支架前应的最佳采高范围应在2.6 3.1m之间。柱和后柱的载荷差异明显，导致液压支架出现了滑移同时，根据12 0 2 10 工作面现场工作空间的合理的现象，不仅对液压支架设备尤其是油缸的损害严布置原则，对应采煤机的最佳采高范围在2.8 3m重,而且对现场工作面人员的生命安全也造成极大的之间。威胁2。因此，综合考虑不同采高对应的工作面的产量、3）运输顺槽巷顶板下沉量最大为10 0 mm，两通风能力以及现场设备布置情况等条件，最终将帮移近量最大为14m；回风巷顶板的最大下沉量为120210综采工作面的采高确定为3m。57mm,两帮移近量最大为10 mm。而且,在距离工作3.3优化效果面35 m的位置处工作面巷道的围岩变形剧烈；从距对上述采煤参数和采煤工艺进行优化设计，具体离工作面35 m到8 0 m的位置处工作面巷道的变形的优化效果,如表2 所示。逐渐减缓；从距离工作面8 0 m的位置开始巷道的变表2 采煤工艺及采煤参数的优化效果形已经非常小，即巷道围岩处于相对稳定的状态。状态3工作面采煤参数及采煤工艺的优化优化前优化后3.1工作面采煤参数的优化目前，12 0 2 10 综采工作面倾斜工作面的长度为183.7m。但是,在对其矿压规律监测中发现,由于倾斜工作面的长度过长导致R-S-F系统出现失稳的情况。因此,为解决R-S-F系统失稳的情况,结合国内其他大倾角工作面煤层的开采经验，将12 0 2 10 综采工作面中大倾角工作面的走向长度优化为9 0 12 0 m之间。工作面的倾角对于液压支架工作的稳定工作具有关键作用,针对本工程中液压支架的出现滑移的情况，将综采工作面改进为“伪仰斜”状态，并将其控制在0 3为最佳。同时，结合12 0 2 10 综采工作面勘探的地质条件参数，尤其是对底板地质条件的分析，为了保证综采工作面的正常高效开采，留设0.4m的底煤进行开采。3.2采煤工艺的优化3.2.1采煤工艺优化原则采煤工艺的优化需要遵循如下原则：1)基于设备生产能力的基础上,应尽可能的增加采煤机的采煤高度,从而提升工作面煤炭的采出率3；2)确保在一个班组中采煤机循环工作的数量最大；3)根据采出煤炭的含率对放煤步距参数进行优化设计4。3.2.2采煤工艺参数的优化根据开采经验可知,适用于我国煤层相对合理的第43卷回采率1%经济效益/万元76.6412000087.86138 3604结语一直以来,工作面煤层的开采效率是企业关注的核心指标。在实际生产中，受工作面地质条件以及煤层埋藏深度的影响，在回采期间的矿压规律表现不同，为保证高效安全生产需要对采煤参数和采煤工艺进行优化。本文以12 0 2 10 工作面为例重点对其采煤参数和工艺进行优化，具体总结如下：1)当前采煤参数和工艺下，出现了R-S-F系统失稳的情况并导致液压支架出现了滑移的情况，严重威胁设备和人员的安全性。2)重点将工作面倾斜长度从18 3.7 m优化为9 0 120m之间为最佳,为保证综采工作面的正常高效开采，留设0.4m的底煤进行开采，将采煤高度优化为3m等。3)实践表明，对采煤参数和工艺进行优化后，120210综采工作面的回采率较之前提升了11.2 2%，直接创造的经济效益较之前提升了18 36 0 万元。1邹翔宇，刘燕，赵端，等.采煤工作面无线监测网络能量优化方法J.工矿自动化,2 0 2 1,47(4):5 7-6 1.2陈迪蕾，郑征，黄涛，等.基于采煤机和刮板输送机能耗模型的速度协同优化控制J.煤炭学报，2 0 2 2,47（6)：2 48 3-2 49 8.3张帆，李闯，李昊.智能综采工作面刮板输送机直线度监测方法研究J.煤炭科学技术,2 0 2 2,5 0(4：2 46-2 5 5.4吴昊,杨维波，刘元宝，等.特殊构造区域采煤工作面瓦斯抽排技术的研究与应用J.煤炭科学技术,2 0 2 0,48(Supple2)：12 4-12 7.参考文献2023年第10 期Optimization of Coal Mining Technology and Parameters Based on Analysis of(Shanxi Xiangning Coking Coal Group Yanjiahe Coal Industry Co.,Ltd.,Linfen Shanxi 042100,China)Abstract:In response to the problems of low extraction rate,complex mining pressure patterns,and high coal gangue content faced bylarge dip coal seams during actual mining,taking the 120210 fully mechanized mining face as an example,based on the analysis of itsgeological conditions,hydrology,and gas emission,etc,this paper designs a monitoring plan for rock pressure and tunnel surrounding rockdeformation,and obtains the laws of rock pressure phenomena and surrounding rock deformation.According to the mining pressure law,thekey parameters such as working face length,mining height,and process are optimized.Finally,the recovery rate and economic benefitsbefore and after optimization are compared.Key words:rock pressure law;large inclination angle;coal mining parameters;recovery rate;working face length(上接第12 6 页）1)对于难溶盐和胶体硅沉淀的防治可以采用降低系统回收率和加入阻垢剂的方法。2)对于铁胶体污染的防治，可以通过预处理工艺中去除或加超滤膜装置过滤去除。3)对于微生物在膜系统中繁殖导致的膜污染。可以通过投加消毒剂杀菌达到减少膜污染的目的。马晓东提到微生物污染是因为微生物和蛋白质长期附着在膜上所导致的,所以可以通过改变膜表面的电荷或降低膜表面粗糙度,改善和提高膜材料的亲水性。5结语随着人口的增长，全球大部分国家和地区都面临严重缺水问题，在水资源匮乏的今天，正确选择处理各类型水的方式十分重要，与传统的水处理技术相比,RO技术具有工艺简单,操作方便,易于自动控制、能耗小等优点。目前,该技术面临着两大问题:其一是反渗透工艺问题，创造开发膜组件与其他技术联合使用的新工艺，以减少RO膜污染，提高进水水质,增加RO膜的使用年限,增加水的利用率;其二是RO 膜材料问题,应研究新型膜材料，以达到增加膜的使用年Reserch on the Application of Reverse Osmosis Technology in Water Treatment(Qingdao University of Technology,Qingdao Shandong 266520,China)Abstract:With the continuous improvement of reverse osmosis technology,it is widely used in fields such as seawater desalination,heavymetal wastewater treatment,and boiler water use.In order to improve the practical application level of reverse osmosis technology,researchhas been conducted on the practical application and problems arising from the technology,and targeted improvement plans have beenproposed.Key words:reverse osmosis technology;reverse osmosis process;seawater desalination;membrane fouling;membrane cleaning(上接第15 0 页）Research on Optimization and Transformation of Ventilation System in a Certain Mine(Shanxi Fenxi Zhengshan Coal Industry Co.,Ltd.,Xiaoyi Shanxi 032300,China)Abstract:In the process of coal mining,operations often need to be carried out in the environment below the ground.In order to ensurethe safety of the underground working environment and avoid personnel casualties,it is crucial to do a good job in mine ventilation.Atpresent,some internal ventilation systems in mines are relatively old,with various defects and problems,and urgently need to be optimizedand renovated.Based on this,a case study of a certain coal mine mining work is conducted to analyze and study the relevant problems thatexisted before the renovation of the coal mine ventilation system.At the same time,relevant optimization and renovation measures areproposed to comprehensively improve the operational effectiveness of the internal ventilation system in the mine,ensure the personal safetyof personnel working in the coal mine,and provide relevant reference for the smooth implementation of similar work in the future.Key words:coal mine;air circulation;optimization;renovation;security杨书明：基于矿压规律分析对采煤工艺及参数优化Mine Pressure LawYang Shuming限,增加抗腐蚀、抗氧化性,减少膜成本的目的。这是研究者在RO技术方面努力奋斗的目标。1 高玉婷.给水处理用纳滤/反渗透膜元件性能评估研究D.济南：山东建筑大学,2 0 2 1.2孙芮.反渗透技术在多种水处理应用中的分析J.绿色环保建材,2 0 2 0(9):5 2-5 3.3王树，王立蓉.反渗透技术研究现状J.甘肃科技，,2 0 0 5(11)：172.4阮国岭，解利昕，吕庆春，等.长海县反渗透海水淡化工程J.海洋技术,2 0 0 2(4):13-16.5焦光联，王庚平，王应平，等.马莲河流域水资源综合利用技术研究与示范J.水处理技术,2 0 11,37(10)：134-136.6王雁行，何潇，王垂涨.基于反渗透技术的重金属废水处理研究J.皮革制作与环保科技，2 0 2 2,3(11):2 2-2 4.7黄炜祺.基于反渗透技术的重金属废水处理研究J.现代盐化工,2 0 2 0,47(5):43-44.8王秀丽.聚偏氟乙烯功能分离膜的设计制备及其去除重金属效能研究D.秦皇岛：燕山大学，2 0 2 0.9黄南，王文龙，吴乾元，等.城市污水再生处理反渗透产水的水质特征与超高标准处理技术J.中国环境科学，2 0 2 2,42(5):2 0 8 8-2094.Liu DehuaCao Xiaoze153参考文献