引言
沿空留巷技术作为一种先进的矿山开采技术,在提高煤炭资源回收率、降低开采成本、增强开采安全性等方面具有显著优势。本文旨在详细介绍沿空留巷技术的原理、优势、应用场景、发展趋势以及面临的挑战与对策,以期为煤矿开采领域提供有价值的参考。
沿空留巷技术的原理
定义和作用
沿空留巷技术(Gob-side Entry Retaining)是指在煤矿开采过程中,利用已开采的巷道作为支撑,通过保留部分煤柱形成新的巷道,以减少巷道开挖量,提高开采效率。该技术旨在降低开采成本,缩短开采周期,同时减少对环境的破坏和开采风险[1]。
原理和实现方式
沿空留巷技术的核心原理在于利用煤柱的支撑作用,减少巷道的变形和破坏,从而提高采煤效率。在采煤过程中,根据煤层的厚度和强度,选择合适的煤柱尺寸和位置是关键。煤柱的保留不仅为巷道提供了必要的支撑,还有效防止了巷道在开采过程中的变形和坍塌[1]。
实现沿空留巷技术的主要步骤包括:
巷道准备:在采煤工作面后方,沿采空区边缘选择适当的煤柱位置。
煤柱保留:根据煤层特性,确定并保留合适尺寸的煤柱。
巷道支护:在保留煤柱的基础上,对巷道进行必要的支护,确保巷道稳定。
持续监测:在开采过程中,持续监测巷道稳定性和煤柱支撑情况,及时调整支护措施[1]。
技术特点
沿空留巷技术具有以下显著特点:
提高煤炭资源回收率:通过保留煤柱形成新巷道,减少了煤炭资源的浪费。
降低开采成本:减少了巷道开挖量和支护成本,从而降低了整体开采成本。
增强开采安全性:煤柱的支撑作用有效防止了巷道变形和坍塌,提高了开采过程中的安全性。
环保效益:减少了因巷道开挖和支护产生的废弃物排放,降低了对环境的影响[1]。
沿空留巷技术的优势
提高采煤效率
沿空留巷技术通过减少巷道掘进量,显著提高了采煤效率。传统开采方式中,每开采一个工作面都需要重新开掘新的回风巷道,这不仅增加了开采时间,还增加了开采成本。而沿空留巷技术则通过保留部分煤柱形成新巷道,避免了重复掘进,从而缩短了开采周期,提高了采煤效率[1]。
降低采煤成本
沿空留巷技术在降低采煤成本方面也具有显著优势。首先,通过减少巷道掘进量,降低了掘进设备和人力成本。其次,沿空留巷技术减少了巷道的维护和修复成本,因为新形成的巷道在煤柱的支撑下更加稳定,减少了因巷道变形和坍塌而产生的维修费用[1]。
提高煤炭回收率
沿空留巷技术通过保留煤柱形成新巷道,有效提高了煤炭资源的回收率。在传统开采方式中,为了保护巷道稳定,通常需要留设较大的保护煤柱,这导致部分煤炭资源无法被回收。而沿空留巷技术则通过精确计算煤柱尺寸和位置,实现了煤炭资源的最大化回收[1]。
增强开采安全性
沿空留巷技术在增强开采安全性方面也发挥了重要作用。煤柱的保留为巷道提供了稳定的支撑,有效防止了巷道变形和坍塌。同时,沿空留巷技术还减少了因重复掘进而产生的瓦斯积聚和粉尘污染等安全隐患,提高了开采过程中的整体安全性[1]。
应用案例和效果
案例一:某煤矿的沿空留巷实践
某煤矿在采用沿空留巷技术后,取得了显著的开采效果。该矿煤层厚度适中,稳定性较好,且地质条件相对简单。通过保留部分煤柱形成新巷道,该矿成功减少了巷道掘进量,降低了开采成本。同时,新形成的巷道在煤柱的支撑下更加稳定,减少了维护和修复成本。此外,沿空留巷技术还提高了煤炭资源的回收率,增加了煤炭产量[1]。
案例二:神东煤炭集团的沿空留巷推广
神东煤炭集团在无煤柱开采技术与工程实践中,不遗余力地推广沿空留巷工艺。该集团通过总结提炼形成了一批典型经验和做法,为其他煤矿提供了宝贵的借鉴。神东煤炭集团在多个工作面成功应用了沿空留巷技术,不仅提高了采煤效率,还降低了开采成本和安全风险。该集团的实践表明,沿空留巷技术在提高煤炭资源回收率、减少采掘队伍配备、简化生产系统布局等方面具有显著优势[10]。
沿空留巷技术的挑战与对策
技术实施中的难点和问题
尽管沿空留巷技术在矿山开采中具有显著优势,但在实际应用过程中仍面临一些难点和问题。例如:
巷道稳定性:如何保证巷道的稳定性,防止塌方、冒顶等事故发生是一个重要挑战。
支护技术:如何选择合适的支护技术,确保巷道在开采过程中的安全稳定也是一个关键问题[6]。
解决方案和改进措施
针对沿空留巷技术实施中的难点和问题,可以采取以下解决方案和改进措施:
加强技术研发:通过加大研发投入和引进先进技术,提高沿空留巷技术的稳定性和可靠性。
优化支护技术:根据煤层特性和开采条件选择合适的支护技术和材料,确保巷道的安全稳定。
加强安全管理:建立健全的安全管理制度和应急处理机制,确保开采过程中的整体安全性[6]。
结论
沿空留巷技术作为一种先进的矿山开采技术,在提高煤炭资源回收率、降低开采成本、增强开采安全性等方面具有显著优势。随着技术的不断发展和完善,沿空留巷技术的应用范围将不断扩大,其在矿山开采中的重要性也将日益凸显。同时,我们也应清醒地认识到沿空留巷技术在实际应用中面临的挑战和问题,并积极探索解决方案和改进措施。