開採順序
開採順序
對礦床進行開採的先後次序。一般是先主后次,先上後下,即先採主礦體上部,后采次要礦體和主礦體下部。在同一礦區內,若劃分為幾個井田,則其開採順序有:幾個井田同時開採、依次開採、同時和依次結合開採三種。同一井田各階段的開採順序,一般是自上而下,亦可幾個階段同時開採。同一階段各採區沿走向的開採順序,有前進式、後退式和聯合式三種。在同一採區內的開採順序則取決於採礦方法,空場法、留礦法、充填法一般由下而上開採;崩落法是由上而下開採。
1、前進式與後退式:
開採
對於上山採區,尤其是第一水平的上山採區,採用前進式開採可以減少初期工程量和基建投資,工期短、投產快,由於大巷一般布置在底板岩石中,大巷維護、礦井通風、採區防火密閉等都沒有什麼困難,因此一般均採用前進式。
2、下行開採與上行開採:
上、下水平和上、下煤層之間的開採順序,從防止采動影響的角度出發,一般均應採用自上而下的下行式開採。同一開採水平內的上、下煤層或煤組分別布置採區時,一般應先採上層或煤組的採區。只有當上、下煤層或煤組相距遠,經論證或核查無采動影響關係,又有先採下部煤層或煤組的需要時(如井筒靠近下煤組,要求及早投產;下部煤層或煤組的煤質不同,配產需要等),也可以先採下部煤層或煤組。
採用上行式開採有以下優點:由於一次開拓到經濟上最優和技術上可能的最大深度,在已開拓的最深水平進行回採,同時,在其上的1~2 個水平進行開拓和采准,那麼,上部階段產生的廢石,可以通過廢石溜井排放到下階段已回採結束的採空區中,進行塊石充填或塊石尾砂膠結充填,形成強度較大的充填體,實現廢石不出坑。由於從很大深度上開始回採,回採后的採空區又及時用強度較大的充填料進行充填,完全可以避免岩體發生大規模的移動和整體破壞,地表的破壞和塌陷可能性極小,某些井巷工程可以靠近礦體布置,從而顯著地節省基建工程量和采准工程量;同時,由於應力場的重新分佈,對減緩硬岩深部開採誘發的岩爆災害有積極作用。
合理的採掘順序應滿足如下要求:
1、符合煤層之間采動影響的制約關係,最大限度地采出煤炭資源;
2、保持開採水平、採區、採煤工作面的正常接續,使礦井持續穩產高產;
3、充分發揮設備能力,提高勞動生產率,減少巷道維護長度,實現合理集中生產;
4、節省井巷工程,減少資金佔用,提高礦井經濟效益;
5、便於災害預防,利於巷道維護,保證生產安全可靠。
( 1 )由應力場變化可以看出,無論是採取上 行式還是下行式階段開採順序,礦床開挖后,在採空區和充填 區都產生了應力降低區,上下盤均有 不同程度的應力集中,而採用上行式開採順序,開採前期頂部水平所受擾動甚微,只是在開採後期,才發生較大的應力波動,這對安全生產和地表構築物的穩定性影響是有益的。·
( 2 )下行式開採引起地表的沉降範圍及各階段頂板和邊幫的位移均大於上行式開採,說明在開採期內,採用下行式開採對地表的變形和破壞影響較大。
( 3 )在開採深部硬岩金屬礦床時,採用上行式階段開採順序,可以改善采場的受力狀態,有利於減輕或避免深部開採誘發的岩爆災害。
( 4 )採用上行式階段開採順序,有利於實現廢石不出坑,降低深部開採的礦石成本,取消地表廢石場,對實現礦床的無廢開採具有重要意義。
一、主要考慮首採煤層自身的開採條件和對相鄰煤層開採條件的影響。
二、由於煤層賦存、地質構造、水文地質條件複雜,現有的採煤或災害治理技術不能有效解決存在的諸多難題或成本投入過高等,不能優先開採。
三、層間距是影響煤層群開採的主要因素之一,開採不得破壞鄰近煤層的開採條件,否則不能優先開採。
四、煤層群開採時,應優先開採無突出危險的煤層;對於各煤層均有突出危險性的情況,應優先取突出危險程度低的煤層開採。
五、在確定首采層時,應綜合分析其對鄰近層的卸壓保護效果,優先選擇對鄰近煤層卸壓保護效果好、保護範圍煤層多的煤層作為首采層。
1)保護垂距及保護層數分析:首采層與被保護層之間的最大保護垂距應根據礦井實測資料確定,對暫無實測資料的可參照《防治煤與瓦斯突出規定》確定。首采層為下保護層時,上部被保護層不被破壞的最小層間距應參照冒落帶高度及比值判別法確定。
2)理論保護效果分析。保護效果分析主要指受采動影響,被保護層應力發生變化、煤層膨脹變形,並通過采動裂隙釋放瓦斯,降低或消除突出危險性。根據鄰近層受采動影響的瓦斯排放率與層間距的關係,從理論上確定各煤層瓦斯排放率,評價被保護煤層瓦斯自然排放率。
六、對於首採煤層,工作面瓦斯治理及鄰近層抽采卸壓瓦斯難易程度也是重要因素之一。即首先通過對工作面瓦斯湧出量初步預測,對比通風及現有瓦斯抽采技術能否解決瓦斯問題;第二是對鄰近煤層卸壓抽采進行預先評價,能否滿足卸壓抽采條件,實現抽采達標和消突。
七、對於經濟效益的評價,主要通過煤炭產量及煤價對比、前期投入和長期投入對比、近期經濟效益和長期經濟效益影響對比進行評價。