边角煤高回收率高效开采工艺设计与优化精选.pdfVIP

No．7 第29卷第7期 北 京 科 技 大 学 学 报 VoI．29 of ofScienceand Jul．2007 2007年7月 Joumal 1kchnologyBeijing Unive倦ity 边角煤高回收率高效开采工艺设计与优化 叶根喜1，2’ 姜福兴1，2’ 刘鹏亮3’ 冯增强4’ 王道宗4) 1)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京lo00832)北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 3)煤炭科学研究总院开采分院，北京1000134)兖矿集团公司南屯煤矿，邹城273500 摘要针对国内边角煤的开采现状，提出了一套高回收率和高效率的开采工艺．用弧三角模型简化边角煤形状，提出了容 易实现综合设备配套的“弧形”工作面开采工艺．该工艺沿边界顺槽顺序开挖若干支架边窝，采用“取消端头支架，采用简易机 头实现快速增、撤支架”的布架方式．利用数学线性规划理论，建立了回采效率的目标函数和安全、开采成本的约束函数，对关 键工艺参数进行了研究，得出一次增接支架数是优化核心的结论．通过优化分析，得出在高回收效率和低成本原则下的最优 方案． 关键词边角煤；工作面；开采工艺；工艺设计；方案优化 分类号TD214+．2 近年来，由于矿井的高强度开采，在采区边界遗 S1=S／cos口， 留了大量的边角煤资源；另外在老矿井中，或因特殊 边角煤储量： 开采遗留下了大片的保护煤柱，或因地表水文条件 Q=S1Hr． 形成了大量煤炭的滞压…．据统计，仅兴隆庄煤矿 其中，口为煤层倾角；H为煤层厚度，m；r为容重， 就留有边角煤块段39个，可采储量达1274万t[2|． t·m～． 我国煤炭资源日益枯竭，高效、安全地回收边角煤资 F L 源，实现矿井可持续发展，已经是当前煤炭开采中一 ：．．_=====：：：：===：=====……… H 项重要内容．目前开采边角煤的工作面一般是“台 阶”式布置，这种布置方式丢煤过多，还要开挖多个 掘进机出入巷道；而等长“旋转”工作面[3-5]需要重 ／ ＼ 新设计“可变角导煤”装置，不易保证工作面的等长， 同时由于前三角点附近顶板受到反复支撑，很容易 图1边角煤储量计算模型 of r哪rv酷 破坏顶板的完整性，通常顶板较为松散，易造成冒顶 Fig．1C0mputaU帆modelboundaryc∞I-pillar 事故[6]．依据安全、高回收率、高效率的原则，结合 边角煤的地质赋存条件，并考虑现有转运设备的技 两头损失的小三角形煤柱。储量分别为0．88万t和 术情况[7|，本文提出“弧形”工作面开采方案． 1一般条件下边角煤赋存模型与开采 作面煤炭回收率为： 工艺 其中，Q1为可采储量，万t；叩为回收率． 1．1边角煤赋存模型