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【摘 要】近年来为了煤炭的可持续发展,我国煤炭行业探索了关于煤炭上行开采技术的可行性.本文简要地介绍了煤炭上行开采技术的意义,并针对影响上行开采技术的几个因素做了探讨.

【关 键 词】上行开采；技术研究；煤炭；开采原理

随着世界发达国家推行煤炭上行开采技术以来,近年来我国也在以前原始采煤方法占主要地位逐渐运用了上行开采新技术,而且也取得了不错的成果.煤炭上行开采技术还有望于进一步的改进和探讨,随着不断地实践和水平的不断提高,上行开采技术还会得到更大的发展.

一、煤炭上行开采技术的适用范围

从煤炭行业角度来讲,所谓的煤炭上行开采技术指的是在煤炭地层内,对两层或两层以上的有一定间距,并具有开采价值的煤层所运用的一种开采技术.这种方法是按照先开采下部分煤层,再采上部分煤层的开采顺序.按照顶板管理方法的不一,一般可以分为三种方式：厚煤层分层恒底式、厚煤层分层填充式和煤层之间垮落式的三种上行开采技术方式.这种新型的开采方法,在特别的环境中具有它的优势,主要表现在以下几个方面：

1.在遇到煤层含水量比较大、顶板淋水的时候可以运用这种方法

在煤炭进行下行开采时,会遇到有些矿井的煤层含水量大、顶板淋水的现象,如果在这样的不良环境中进行作业,会严重影响施工人员的身体健康.在采煤矿区上下山时用胶带运输机所输煤流下滑,运输时矿车粘底,矿车的容量受到有限控制.这样的局面甚至造成有些煤矿被迫倒闭.如果在这种情况下采用上行开采技术,对上覆煤岩进行松动,本来的煤岩分布结构被改变,通过裂缝渗透方式让溶洞水到下部份的煤层采空区,可以对上煤层含水起到疏干的效果.

2.在上煤层顶板坚硬、煤质坚硬不容易采出时可以采用这种方法.

在很多矿井采空区顶板岩石长久不冒落,导致悬顶的现象时有发生.如果采空区面积超过顶板稳定的最大限度,岩层就会出现突发性冒落或整体折断.这样强大的压力严重影响了工作面的正常生产,综采工作面会出现液压支架损坏以及活柱崩裂的现象.在这样恶劣的地质环境下,运用上行开采技术,上部煤层被破坏,煤层顶板会有松动裂痕,位置会被移动,可以减轻冲击地压以及地质结构应力.

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3.当复采采空区上部有遗留可采煤层时可以采用上行技术

很多的矿井采空区上面都会有一些遗留的可采煤层,煤炭储存量相当多.只要对这些被废弃的煤炭资源增加一点巷道工程量就可以让它们得以利用,从而还可以延长矿井的寿命.

4.当煤层储存不稳定时也可以采用这种方法

随着越来越多大型矿井的增加,因为煤层不稳定的原因,如果采用下行开采方法,就要多布置工作面.但如果使用超前工作面的布置方法,就会给巷道布置和生产管理带来难度.像这些上薄下厚或上下层煤质有差别的煤层,可以在矿井的一翼采用下行顺序的方法,另外一翼采用上行顺序的方法.

5.这种方法还适用于上煤层有高含量瓦斯的条件

随着矿井内的地质环境一直变化,煤层赋存情况也会不一样,上煤层瓦斯含量高而下煤层瓦斯含量低的情况经常会发生.在这种情况下,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风系统,然后用从上往下煤层进行瓦斯抽放,这样可以为矿井安全打下基础.

二、影响上行开采的主要几种因素

1.层间距因素的影响

通过采取上行技术方法实践证明,这种方法的运用必须要有充足的空间距离.如果上层与下层的煤层之间的距离越大,会使上覆煤层的移动变得缓慢,曲率、倾斜等变形值也就变得越小,对上行开采就会越有利.相反,如果层间距越小,上覆煤层的变形程度就会越加重,还有可能会造成台阶下沉的现象发生.如果上层和下层的层间距比下煤层的跨度带最大高度大时,上煤层就比较不会发生台阶错动的问题,有针对性地采取一些措施,一般就可以运用这种上行技术的方法.

2.采高因素的影响

对上覆岩层破坏和高度造成直接影响的因素是采高因素.随着采高加大,采出就会有更高的空间.那么,采场上覆岩层的结构就不容易出现平衡状态,这样就会严重破坏上覆岩层.而且下煤层的下沉量和各种变形值也会随着采高的加大而增大.

3.采煤方法因素的影响

在矿井中,控制覆岩破坏高度的主要因素就是采煤方法的运用.在采煤过程中,对顶板的管理办法在覆岩破坏的空间形态以及高度上起着决定性的作用.对顶板管理采用充填法时,覆岩一般仅会造成一些开裂性的破坏,顶板的下沉量小于整个部分的垮落法,顶板的下沉量会随着采高而改变.

4.岩性和层间结构的因素影响

覆层破坏的高度由岩石力学性质和层间结构因素来决定.如果顶板岩石硬度比较高的时候,垮落带和断裂带的发育也会较高.相反,如果顶板岩石硬度比较低的时候,因为在冒落过程中,岩石主要由断块来充填采空区,这时候在冒落中得不到充分的发展,就要由岩层弯曲充填采区.那么垮落带和断裂带的发育自然也会比较低.直接顶的厚度如果大于倍采高的时候,上覆岩层在断裂下沉的时候就使平衡岩层结构易于形成,处于平衡岩层上&#

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5．煤层倾角的因素影响

上覆岩层被破坏的空间形态是由煤层倾角的因素直接影响的.煤层倾角还可以分为三种形式：缓倾斜煤层、倾斜煤层和急倾斜煤层.

6.受到时间因素的影响

矿井煤层被采出后,覆层之间的从冒落、移动到稳定的过程,都需要有个时间过程.一般都需要几个月的时间.实践表明,矿井在采用上行开采技术的时候,仅有足够的层间距是不够的,对于上层和下层的煤层开采间隔也需要有充足的时间.

三、结束语

近年来我国推行的上行开采技术由过去从上到下的传统采煤方法转变为现在的从下到上的卸压采煤新技术.这一技术的产生,解决了许多用传统技术不能解决的难题,不仅加快了开采速度,提高了生产率,还从一定程度上实现了矿井的安全性和经济性.虽然,这项技术还有待于进一步完善,相信在将来随着技术的不断改进,上行开采技术会有更广阔的未来.

参考文献

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