科技成果

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成果名称: 边角煤安全、高效回采工艺及配套设备技术研究与应用

成果登记号: 9612016Y0395

第一完成单位: 陕煤集团神木张家峁矿业有限公司

联 系 人: 李军

成果类型: 应用技术

技术领域: 环境保护与资源综合利用

应用行业: 采矿业

成果简介:

    一、项目概况    陕煤张家峁矿经过多年的开采,矿井存在大量不规则边角煤块段,尤其是5-2煤范围内煤层厚度大,储量约333万t。这些块段分布不规则,无法布置正规的综合机械化开采工作面。采用传统的连续采煤机边角煤机械化开采技术存在采高较大、顶板管理困难,没有独立回风巷道、通风系统不完善、工作面作业环境差,资源回收率较低等问题,如何安全高效回采成为张家峁矿边角煤开采亟待解决的问题。为了较好的解决上述问题,陕煤集团神木张家峁矿业有限公司与中国煤炭科工集团太原研究院有限公司合作对张家峁煤矿5-2煤北边角块段采用连采工艺的相关关键技术进行了研究,通过现场调研、现场实测、数值模拟、相似模拟与工程应用等手段,设计合理的开采工艺技术及工作面技术参数,对开采工艺、设备配套优化、工作面矿压与顶板岩层控制以及工作面粉尘防治等方面进行研究,有效提高了张家峁煤矿5-2煤边角块段的回采率,实现了绿色安全高效开采。    二、成果创造性和先进性    1.针对工作面采空区顶板易形成大面积悬露的问题,提出分段全部垮落法管理顶板的方式,结合关键应力区强制放顶、局部矸石充填等技术手段,有效保证了工作面顶板的安全管理及采空区顶板有序合理跨落,避免了采空区顶板大面积跨落对工作面产生冲击影响。    2.首次采用国产大采高EML340D型连续采煤机进行工作面回采,并针对一次采全高配套方式下的连续采煤机成套回采装备技术特点,结合工作面的岩层控制与顶板管理技术要求,形成具体的回采工艺技术。通过采用该工艺,工作面回采率提升10%以上。   3.针对连续采煤机开采技术特点,对作业环境差、粉尘浓度高等问题,提出从个体防护、尘源遏制、粉尘控制等多方面进行治理,提高粉尘防治效果,同时采用湿式除尘风机进行粉尘控制,并提出相关通风技术措施,有效改善工作面作业环境质量。    三、社会和经济效益    1.保障工作面安全生产提出分段全部垮落法管理顶板的方式,结合局部强制放顶、矸石充填等技术手段,有效保证了工作面顶板的安全管理及采空区顶板有序合理跨落,避免了采空区顶板大面积跨落对工作面产生冲击影响。    2.提高工作面回采率,增加煤炭采出量通过优化设计开采参数,减少煤柱留设量;通过使用EML340D大采高连续采煤机,最大限度的采出工作面煤炭,使工作面回采率从65%提升至75%,相比原设计方案,仅5-2煤北连采工作面即可多采出煤炭40万吨,直接经济效益1.4亿元。    3.提升作业环境质量,保障矿井绿色开采通过应用湿式除尘风机,有效降低工作面粉尘浓度,保障了作业环境质量,作业人员职业病发病率减低30%。同时,井下矸石可就地消化,避免了矿井排矸对环境的影响破坏,间接经济效益1200万元。    项目在保证矿井安全生产前提下,实现厚煤层边角煤大采高工作面的安全高效生产,最大限度地回收煤炭资源,提高矿井回采率,减少矸石排放的同时增加矿井收益,实现了绿色开采,为张家峁矿井其他煤层边角煤机械化工作面回采提供理论依据,并为整个神府煤田类似厚煤层条件下的边角块段开采提供了借鉴,对保持煤炭工业的可持续发展有着极其重要的意义。为我国厚煤层条件下边角煤块段开采开辟了新的技术途径,应用前景广泛。