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2022年第01期
2022-01-25
230

急倾斜煤层开采技术现状与流态化开采构想

  • 作者:

    王家臣
    杨胜利
    刘淑琴
    刘金昌
    张锦旺
  • 关键词:

    急倾斜煤层
    智能开采
    流态化开采
    地下气化开采
    水力采煤
  • 作者单位:

    中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
    放顶煤开采煤炭行业工程研究中心
    中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院

摘要

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摘要:

急倾斜煤层开采难度大,研发新的安全、高效、绿色开采方法迫切。总结分析了目前急倾斜厚煤层开采常用的水平分段综放、走向长壁综采和走向长壁综放三种技术现状,针对水平分段综放技术还需要在采放工艺、合理分段高度、顶煤冒放性与端头放煤、智能开采等几个方面进行深入研究,以进一步提高顶煤采出率和开采效率;走向长壁综采技术还需继续研究工作面布置、设备的防倒防滑与开采工艺等问题;走向长壁综放技术需要科学合理地利用放煤规律并制定合理的采放工艺,以提高工作面支架稳定性和顶煤采出率。根据急倾斜煤层的赋存特点,提出了现代煤炭地下气化开采技术、新式水力采煤技术两种流态化开采技术构想。以创造有效气流运动、理想反应强度及最高能量利用效率为思想,提出了针对急倾斜煤层的两种气化炉型:单气化面线性开采气化炉和双气化面U型地下气化炉,总结了急倾斜煤层气化开采仍需深入研究的关键技术,包括气化过程的控制与强化、气化反应空间管理、气化工作面探测技术、地下水污染防治与控制。针对煤层厚度较大但不能进行水平分段开采的急倾斜煤层,可尝试水力开采并提出了该种条件下水力机械化开采的巷道布置构想;在厚度较小的急倾斜煤层中,可探索类似于煤炭地下气化的流态化开采技术以实现不掘进巷道和井下无人的远程水力采煤,是未来难采急倾斜煤层流态化开采的重要研究方向。


  • 急倾斜厚煤层水力开采巷道布置示意
  • 正台阶巷道布置示意
  • 边界上山回风巷道布置示意
  • 双气化面U型地下气化炉
  • 单气化面线性开采气化炉
  • “下行动态分段、段内上行放煤”采放工艺
  • 第2分段放煤
  • 第1分段放煤
  • 双俯斜布置示意
  • 走向长壁综采工作面布置
  • 第三代顶煤跟踪仪
  • 爆破+注水提高顶煤冒放性
  • 不同分段高度顶煤采出率模拟结果(多轮放煤)
  • 不同分段高度顶煤采出率模拟结果(单轮放煤)
  • 不同放煤步距时顶煤采出率与分段高度的关系曲线
  • 不同段高和放煤轮次对工作面中部顶煤采出率的影响
  • 单轮与多轮放煤的采空区残煤对比
  • 不同放煤顺序的残余顶煤对比
  • 水平分段放顶煤开采技术示意
王家臣,杨胜利,刘淑琴,等.急倾斜煤层开采技术现状与流态化开采构想[J].煤炭科学技术,2022,50(1):48-59. WANG Jiachen,YANG Shengli,LIU Shuqin,et al.Technology status and fluidized mining conception for steeply inclined coal seams[J].Coal Science and Technology,2022,50(1):48-59.

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