采垛

采垛

受射流有效射程和其它條件的限制採煤水槍在沖采了一定範圍的煤體後就應拆除和下移。每拆移一次水槍在回採巷一側所計畫沖采的範圍稱之為采垛或煤垛。回採眼兩側的煤垛可平行布置或錯半垛布置。一般在煤層薄、頂板野硬時,採用平行布置方式;煤層厚或頂板較差時,則採用錯半垛布置方式。

中文名稱采垛
英文名稱winningblock
定  義水采工作面水槍完成一次採煤作業循環所開採的煤層塊段。
套用學科煤炭科技(一級學科),煤礦開採(二級學科),水力採煤(三級學科)

基本介紹

  • 中文名:采垛
  • 外文名:winning-block
  • 別稱:煤垛
  • 含義:計畫沖采的範圍
  • 采垛面積:大部分為80~120平方米
  • 采垛規格:包括采垛的長,短邊長度和沖采角
采垛面積,采垛的長、短邊長度和沖采角,采垛落煤順序,采垛參數的影響因素,

采垛面積

為了提高經濟效益,加大水槍生產能力,采垛面積有增大的傾向,但顯然受到煤層頂板穩定性和水槍射流的射程所制約。在這裡頂板穩定性是一個不可改變的客觀因素,只能在改進落煤順序和操作技術,提高出煤速度等方面著手來充分利用頂板的暫時穩定作用。而水槍射流的射程則完全可以通過改善生產系統機械裝備等工藝措施加以提高,以充分發揮水采的效能。目前,對於頂板岩石堅硬的厚煤層和急傾斜煤層具有加大射流能力、增加采垛面積的潛力。
現在,我國水採礦井無支護水采的采垛面積大部分為80~120m2。一些頂板穩定,煤質中硬以下的厚煤層,采垛面積有達140m2。一些煤質堅硬或頂板不穩定的煤層,采垛面積僅為60m2。實踐表明,隨著煤層條件(主要是頂板穩定性和煤質硬度)和礦壓對煤層壓酥作用的變化,即使在同一個採區的一個煤層內,也要經常調節采垛的面積大小和相應的射流參數。
每個采垛的煤儲量,隨著煤厚和采垛面積的不同,其大小相差懸殊,例如在2.0米厚度的煤層中,每個采垛的煤儲量約為200噸左右,而在4.0~6.0米厚度的煤層中,其煤儲量可達400~600噸,甚至可達1000噸。

采垛的長、短邊長度和沖采角

在實際生產中,為了嚴格掌握采垛規格,一般採用采垛的長,短邊長度和沖采角來反映采垛規格。
為了減少回採巷道掘進量和上採空區向下竄矸威脅,有利於垛內頂板穩定,一般均將采垛布置成傾斜長,走向短的平行四邊形,長邊為L,短邊為l,沖采角為θ。據各礦不同煤層的初步統計,走向小階段式採煤方法的采垛規格,其長邊長度一般在13~20米,個別有更長的。短邊的長度則與采垛的落煤順序有關,當採用閉式落煤順序時,一般為6~8米;當採用開式落煤順序時,一般要小於上述數字,甚至只有2~3米的實例。對於沖采角θ,從保證人員和設備的安全出發,煤層越厚,傾角越大,一般應取偏小值,反之則取偏大值。根據相關實踐經驗,在不同傾角的薄及中厚煤層中,沖采角θ取50°~70°;在不同傾角的厚煤層中,沖采角θ取40°~60°。各礦經驗表明,通過實踐摸索,很容易找到合適的沖采角。

采垛落煤順序

采垛落煤順序的正確與否,直接影響到水槍生產能力、采垛煤損大小與安全操作。根據煤層頂板穩定程度,典型的采垛落煤順序有兩種,即開式落煤順序和閉式落煤順序。開式落煤順序一般在煤層頂板比較穩固、相鄰采垛冒落的大塊矸石對本垛沖采無影響或影響很小時採用,它的最大優點是落煤效率高,要求操作技術低。閉式落煤順序一般在煤層頂板屬中等穩定及其以下條件時採用,沖采本垛時需暫留邊角煤柱來臨時支撐垛內頂板和隔離採空區矸石。這種落煤順序掏槽時效率低,要求操作技術高。以緩傾斜厚煤層走向小階段式採煤方法采垛的開、閉式落煤順序為例。生產經驗表明,中等穩定頂板的厚及特厚煤層,其采垛落煤順序的難度和重要性居首位,而頂板中等穩定的薄及中厚煤層則居次位,影響較小,落煤順序也易於掌握。

采垛參數的影響因素

(1)與煤層的厚度有關。一般煤層較厚時(5m以上),采垛應適當加大一點,這是因為前方和上幫老空區的矸石容易竄近水槍。為了使水槍的射流在煤垛內活動開,采垛必須有足夠的尺寸。
(2)與煤層的頂板有關。頂板穩定,冒落的跨度大,塊度大,采垛尺寸可以適當縮小一些,特別是用開式落煤時,有利於提高回收率。煤層頂板不好,易冒落時,煤垛尺寸可適當掌握其大小,但不宜加大移槍步距。
(3)與水壓和水槍射程有關。頂板穩定時,應按照高壓水有效射程設計煤垛尺寸。
(4)與煤的硬度有關。煤質堅硬,又有硬夾石層時,煤垛應稍縮小。
(5)與煤層傾角有關。煤層傾角小,沒有竄矸危險,煤垛可以小一些;煤層傾角大,特別是上幫有矸危險,在落煤過程中,其上幫必須留有足夠的擋矸煤柱,煤垛尺寸適當放大。
(6)其它因素。諸如礦壓、水槍手的操作技術、射流質量等。

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