下山開采參數(shù)分析報(bào)告

1、 下山開采參數(shù)分析 張志強(qiáng)摘 要：為了更好地利用下山開采，減少礦井開拓工程量，提高礦井經(jīng)濟(jì)效益，通過對(duì)下山開采應(yīng)用參數(shù)（煤層傾角、階段走向長度、階段斜長、礦井瓦斯、礦井涌水量）等方面進(jìn)行了分析與研究，認(rèn)為下山開采如果采用普通帶式輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭，煤層傾角不宜大于18，如果使用其他方式運(yùn)輸煤炭，煤層傾角不應(yīng)大于25，并且煤層走向上長度不宜超過兩個(gè)采區(qū)走向長度，階段斜長也比上山開采稍小，適合瓦斯涌出量不大，涌水量也較小的條件。Key：下山開采 參數(shù) 分析 煤礦：TD822 ：A ：1672-3791（2020）01（b）-0044-02雖然上山開采在生產(chǎn)技術(shù)上較下山開采優(yōu)越，但在一定條件下應(yīng)用下山開

2、采，在經(jīng)濟(jì)上則是有利的1。當(dāng)井田深部邊界不一，儲(chǔ)量不足，不宜再延深或設(shè)水平;或者上下水平接替緊張，多水平開采的礦井擔(dān)負(fù)生產(chǎn)任務(wù);煤系底板為富含水的奧灰?guī)r，井筒不能延深，有時(shí)不得不下山開采。目前普遍認(rèn)為下山開采適用煤層傾角小于16的緩傾斜煤層，為了在礦井設(shè)計(jì)或生產(chǎn)建設(shè)中更好地利用下山開采，減少礦井開拓工程量，提高礦井經(jīng)濟(jì)效益，該文通過對(duì)下山開采應(yīng)用參數(shù)（煤層傾角、階段走向長度、階段斜長、礦井瓦斯、礦井涌水量）等方面進(jìn)行了分析與研究，提出當(dāng)前條件下下山開采的合理參數(shù)。1 下山開采參數(shù)分析1.1 傾角國家現(xiàn)行煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50215-2015）沒有對(duì)下山開采的煤層傾角做出規(guī)定，實(shí)際上緩

3、傾斜煤層使用下山開采占比較大，其余煤層很少使用下山開采。煤層傾角影響下山布置，主要影響運(yùn)輸下山、材料下山和人行下山，下山傾角大小和下山裝備直接相關(guān)。運(yùn)輸下山可以裝備帶式輸送機(jī)、箕斗或串車之一運(yùn)輸，材料下山一般使用串車運(yùn)輸，人行下山可以使用架空乘人裝置或斜坡人車串車運(yùn)輸。如果采用普通帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，下山傾角不宜大于18，如果采用大傾角帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，可以根據(jù)下山傾角選擇相應(yīng)的設(shè)備2-3。如果采用箕斗運(yùn)輸，下山傾角應(yīng)為2535;如果采用串車提升，下山傾角不應(yīng)大于25。安設(shè)架空乘人裝置下山傾角分為兩種情況，如果采用固定抱索器架空乘人裝置運(yùn)送人員下山傾角不得大于28，如果采用可摘掛抱索器架空乘人裝置運(yùn)

4、送人員下山傾角不得大于25。有幾種運(yùn)輸設(shè)備時(shí)，下山傾角取其中小值，一般情況下煤層傾角應(yīng)小于或等于下山傾角。當(dāng)然，煤層傾角大于下山傾角技術(shù)上也可以采用下山開采，這時(shí)下山布置有兩個(gè)方案，一是下山沿偽傾斜布置，如圖1所示，但需要留設(shè)煤柱，占用資源。偽斜下山斜長L1比真傾斜方向斜長L增加了（L/sina-L）長度;二是下山還是沿真傾斜布置，但下山和區(qū)段之間需要石門聯(lián)系，如圖2所示，增加了巖石工程量。1.2 階段斜長影響下山階段斜長的因素主要有3個(gè)方面：合理的階段運(yùn)輸斜長、具有合理的區(qū)段數(shù)目和經(jīng)濟(jì)上有利的階段斜長。階段運(yùn)輸斜長主要考慮煤炭運(yùn)輸、材料運(yùn)輸和人員行走條件。煤炭運(yùn)輸可采用帶式輸送機(jī)、箕斗或串車

5、之一運(yùn)輸，采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭時(shí)理論質(zhì)量輸送量Qm=3600SVK（S為輸送帶上物料的最大橫截面面積（m2）;v為輸送帶速度（m/s）;k為帶式輸送機(jī)傾斜系數(shù);為被輸送散狀物料的堆積密度（t/m3），當(dāng)皮帶傾角18時(shí)，k為0.85，當(dāng)皮帶傾角25時(shí)，k為0.68，因此相同帶式輸送機(jī)上運(yùn)能力比下運(yùn)能力小，如果要采用帶式輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭，下山階段斜長比上山開采相對(duì)要小4?；愤\(yùn)輸或串車運(yùn)輸煤炭時(shí)主要受絞車容繩量限制。材料運(yùn)輸一般也采用串車運(yùn)輸，人員行走條件和下山坡度有關(guān)，坡度越大，人員行走越困難。下山開采一般都是緩傾斜煤層，區(qū)段數(shù)目34個(gè)比較合適。經(jīng)濟(jì)上主要考慮下山施工數(shù)目、長度，因?yàn)橄律绞┕け壬?/p>

6、山施工要慢，成本高。如果下山數(shù)目多，斜長又較長，下山開采的經(jīng)濟(jì)性可能就比較差。1.3 階段走向長度下山開采階段走向長度不宜過長，適宜布置12個(gè)采區(qū)為宜，如果過長，宜采用上山開采。由于下山施工比上山施工慢、成本高，同時(shí)下山開采需要建立排水系統(tǒng)，下山采區(qū)越多，施工的下山數(shù)目就多。同時(shí)，下山采區(qū)多了，井底排水也成了問題，不管是每個(gè)采區(qū)下部建立采區(qū)排水系統(tǒng)，還是建立礦井井底排水系統(tǒng)，整個(gè)工程量都很大，達(dá)不到減少工程量的目的。1.4 瓦斯一般來說，瓦斯涌出量較大時(shí)，通風(fēng)比較困難，風(fēng)流在進(jìn)風(fēng)下山向下，回風(fēng)下山內(nèi)向上，如圖3所示，沿傾斜方向上風(fēng)路較長，風(fēng)阻大，并且進(jìn)回風(fēng)巷的距離較近，容易發(fā)生漏風(fēng)，通風(fēng)交叉點(diǎn)

7、和控風(fēng)設(shè)施多，通風(fēng)管理比較復(fù)雜。因此，下山開采要求瓦斯涌出量較低。1.5 涌水量下山掘進(jìn)時(shí)排水比上山掘進(jìn)復(fù)雜，涌水量較大時(shí)施工困難。下山排水有兩個(gè)方案：一是每個(gè)區(qū)段設(shè)臨時(shí)水窩，安設(shè)小水泵排水至水平大巷水溝流入井底水倉;二是將采區(qū)下山一次掘至終深，在采區(qū)下部布置水倉及硐室，但總工程量大，費(fèi)用高。因此下山開采時(shí)涌水量不宜過大。2 下山開采應(yīng)用位置分析由于上山施工比下山施工成本低，速度快，因此一般上水平、中間水平不采用下山開采，經(jīng)常在礦井的最后一個(gè)水平實(shí)行上、下山布置，減少礦井水平數(shù)目，提高礦井經(jīng)濟(jì)效益。3 結(jié)語通過以上分析，下山開采與上山開采相比適用范圍較小，如果采用普通帶式輸送機(jī)運(yùn)輸煤炭，煤層傾角不宜大于18，如果使用其他方式運(yùn)輸煤炭，煤層傾角不應(yīng)大于25，并且煤層走向上長度不宜超過兩個(gè)采區(qū)走向長度，階段斜長也比上山開采稍小，適合瓦斯涌出量不大，涌水量也較小的條件。Reference1 張繼周.我國上山開采與下山開采應(yīng)用的比較J.中外企業(yè)家，2013（35