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村庄区域煤矿开采优化设计及实践分析

更新时间:2009-03-28

1 前 言

社会与经济的发展离不开能源,而由于人类对能源大量的开采,导致能源危机的出现,能源危机问题越来越严重,我们不得不加以重视。在各种能源之中,煤炭是非常重要的一种能源,早在一百多年前人们便已经开始开采煤炭资源了,导致煤炭资源的储存数量大幅降低。不过,因为煤炭资源的供应相对稳定,而且煤炭资源相对经济,我们现在依然在很大程度上依赖于煤炭资源。国内的煤炭资源储存量相对丰富,而且在建筑物下方、水体下方以及铁路下方压煤数量巨大。随着煤炭资源数量不断的减少,能源短缺问题和经济快速发展所产生的矛盾逐渐凸显,如何更加高效与合理的开采煤矿资源,尤其是开采“三下”压煤,是目前我们急需解决的问题。

大道直行天地宽。中国四通八达的高速公路网为我国经济社会发展注入了无限的生机与活力,这条不断通畅延伸的黄金通道,正助力中国巨龙飞得更高,飞得更远。

以往我们对村庄压煤进行开采过程中,多是通过迁村或者是通过条带方法完成煤矿开采,不过这些方法很难满足实际的压煤开采需求。若是通过迁村方法进行压煤开采,虽然开采效率相对高,不过,迁村所需的成本较大,导致煤矿承受的经济压力无形中大大增加,而且迁村也会占用大量土地,会进一步加剧土地短缺问题。而若是通过条带方法进行压煤开采,虽然可以不进行迁村,不过,煤矿开采的效率相对低。因此,要求我们应当进一步的优化村庄区域煤矿开采的方法,确保对村下压煤更加高效、安全与环保的开采。

2 晋华宫煤矿村庄分布和村下压煤情况

2.1 村庄分布

在该区域之中分布有十几个村庄,其中有3个村庄位置正好处于井田边界位置。区域中一区包含有4000余户人家,总共包含有12000人左右。在这些村庄之中,房屋类型基本上都是砖木结构类型,也有一些土木房屋结构,还是少数砖混房屋结构。

2.2 村下压煤情况

在此次试验区域之中,村庄中的民房建筑物相对密集,村下压煤数量达到整个煤矿可开采数量的近40%左右。在之前曾经采用条带方法进行村下压煤的开采工作,已经完成其中近一半左右煤炭开采,不过,依旧有一半左右煤炭资源被遗留在矿井之中。要是不对矿井之中遗留的煤柱进行开采,会极大的影响到煤矿长期发展与规划,同时也会对煤矿效益的进一步增长带来不利影响。但是,在对村下压煤进行开采的过程中,会导致村庄中的民房受到影响。要是采煤过程中发生的采动相对严重时,则将会极大的影响到村民生命与财产安全。所以,进一步探究村下压煤优化开采方法具有极大的意义。

评析 例3的解答,让学生回忆平移的性质:平移中对应点之间的连线平行且相等,图形左右平移中对应点的纵坐标的不变性;例4的解答,让学生把握解平移问题的一条主线——对应点的连线平行且相等,对应边平行且相等,由此得平行四边形;例5的解答,从“没有现成点”到找点,再找其对应点,让学生学会了联想和转化;例6的第一问,需确定相似三角形求OE,第二问需根据平移中对应点之间平移的方向和距离的相同性构造全等三角形,将两条变量线段A′B、BE′转换化成有公共动点A′的线段,将两条变量线段的和的最小值问题转化为“两点之间,线段最短”的问题.

3 村庄区域煤矿开采优化设计

3.1 设计方案1:先充后采,条带开采,条带充填

在方案1之中,事先利用特定的充填物质将之前开采完以后留下条带进行充填处理,在充填物质强度达到相应强度之后,然后对中间的煤柱进行回采作业。当回采完成以后,剩余的空间无需再次填充处理。要想确保充填作业更加的便捷与顺利,并且更好的布设回采工作面,在充填施工时将10m宽度条带仅仅充填8m,剩余的空间在进行回采工作时便能够作为开切眼作业空间。等到此煤柱完成回采作业以后,将之前未充填的空间进行充填处理。在采煤作业过程中,利用条带后退方式开展采煤作业,利用单体液压支柱进行护顶,并一次性的开采全高,到顶到底。采用此种开采方案涉及的技术工艺较为简单,需要的回采设备也相对少,目前煤矿所拥有的开采工艺便能够达到煤矿开采需求。而且作业人员拥有相对丰富的经验,需要的充填材料也非常少,对于充填作业速率也没有太高的要求。不过,此种开采方法要求充填物质所拥有的强度要相对高。方案1具体开采流程图如图1所示。

  

图1 方案1具体开采流程图

3.2 设计方案2:先充后采,条带开采,全部充填

煤矿的工作面长度值是80m,埋深值为120m,所使用的充填物质强度值假定为10MPa,则在单位推进距离之内应当充填的宽度值是

  

图2 方案2具体开采流程图

3.3 充填开采方案确定

综合考虑各种因素,方案1所使用的充填材料较少,而且作业工序相对简单,所以,确定采用方案1作为开采方案。

3.3.1 充填间距的计算

针对上述所制定的方案1而言,就等同于在80m的采煤工作面之中,需要的充填宽度值为40m,相邻条带之间的距离值为10m,也就是:WZ为40m,Sc为10m。因为 WZ>max{WZ1,WZ2}=24m,同时 Sc也较 LZ大,所以,可以认定方案1能够满足相应要求。

 

式中:,mZ为直接顶厚度值大小,m;σc为直接顶抗拉强度值大小,MPaγ为直接顶岩层的自身容重大小,t/m3,此处为 2.5。

将相关数值带入进行计算得到:

互信息是两个变量间相关性的度量,表示两个变量间共有信息量的程度,不同于协方差,互信息可以衡量各种关系的相关性。两个变量X和Y的互信息I(X;Y)如下:

 

式中:M为石灰岩层厚度值大小,m。

陈戈等[21]对 T2DM合并LA患者、单纯 T2DM患者和健康对照组进行认知功能评,并行N400、P300以及失配性负波检测,研究结果发现,随着脑白质损害程度的加重,事件相关电位N400,P300的潜伏期显著延长,同时波幅显著降低。事件相关电位N400,P300检测有助于客观评价DM合并LA患者的认知功能改变。

 

依照相应的经验公式能够进一步的计算得到直接顶首次裂断的步距值:

3.3.2 充填物质宽度值计算

图书馆是直接为读者提供文献信息服务的场所,其影响力是通过它直接服务于读者需求逐渐显现出来的,所以图书馆馆员要在接待读者服务中调查、分析、研究读者需求,研究如何更好地为读者需求服务。图书馆可以说是一所敞开的社会大学课堂,是读者自主学习并获得知识的重要基地,图书馆应该以得天独厚的文献资源优势提供给读者优质阅读服务,为读者获取信息资源和开发信息资源起到的引领作用。

依照拱内部的岩石重量加以计算得到:

随着李克强同志“互联网+”行动计划的提出,现代信息技术已经渗透、应用到各个领域。教育行业在现代信息技术的推动下取得的巨大成绩也有目共睹。在网络学习、多媒体应用的基础上发展起来的混合式教学因结合了课堂面授与网络学习的优势而更具有实用性,对高职英语EOP教学也将起到更大的助力作用。

 

式中:WZ为充填体所拥有的宽度值大小,m;L为采煤工作面的长度值大小,m;γ为岩石体的平均容重值大小,t/m3;σt为充填物质单向抗压强度值大小,MPa。

此煤矿的工作面长度值是80m,所使用的充填物质强度值假定为10MPa,则在单位推进距离之内应当充填的宽度值是:

 

依照全部上覆层岩石重量进行计算:

方案2利用相应充填物质将之前开采完成的条带进行充填处理,等到充填物质的强度达到相应值以后,对中间的煤柱进行开采作业,等到此煤柱完全的开采完成之后,将煤柱开采留下的相应空间加以充填处理,确保达到全充填的目标。要开展充填作业的过程中,要想确保作业能够顺利完成,并且能够更合理的设置回采工作面,在充填施工时将10m宽度条带仅仅充填8m,剩余的空间在进行回采工作时便能够作为开切眼作业空间。等到此煤柱完成回采作业以后,将之前未充填的空间以及煤柱开采留下的空间进行充填处理。在首个煤柱完成了开采作业之后,便即刻将采空区域加以充填处理,并且进行第二个煤柱的开切眼作业,为下一煤柱的开采作业做好充分准备。在采煤作业过程中,利用条带后退方式开展采煤作业,利用单体液压支柱进行护顶,并一次性的开采全高,到顶到底。方案2所拥有的优点是不需要应用强度较高回填物质,不过,却需要消耗非常多的充填物质。方案2具体开采流程图如图2所示。

 

式中:H为采煤工作面的开采深度值大小,m;γ为岩石平均容重值大小,t/m3;σt为充填物质单向抗压强度值大小,MPa。

依照嵌固梁对直接顶的初次裂断步距加以计算,具体公式为:

针对上述所制定的方案2而言,单位面积上覆岩层的重量值是Ps=120×2.5/100=3MPa,同样能够得出Pc>Ps。所以,可以认定方案1能够满足相应要求。

在使用光学取景器拍摄时,D500和其他单反相机一样,使用一块专用的相位对焦传感器进行对焦。这块名为Multi-Cam 20K的传感器是尼康最先进的型号,总共拥有153个对焦点,其中99点为十字型对焦点。

要想确保开采方案能够顺利的实施,在采空空间之中所充填的物质应当可以对煤层上覆层之中会发生的断裂拱之中所有岩石重量支撑起来。

心理学家研究了一些日常生活中的现象,55%的信息是靠非言语表情传递的,38%的信息靠言语表情传递的,只有 7%的信息才是靠言语传递的。在一定的条件下,一个人的情绪可能传染给别人,使之产生同样的情绪。我在科学课教学中,经常注意给学生以积极的情绪体验,以创造良好的课堂气氛。

4 效益分析

充填作业成本见表1。

 

表1 充填作业成本表

  

项目 单位成本(元/m3)胶凝材料费用 90粉煤灰费用 44.1充填作业动力费用 2.06充填作业人工费用 工人工资 3.87管理费用 2.1充填机械备件费用 5.1设备折旧费用 2.1其他费用 5.1费用合计 154.43充填材料费用

煤矿中煤炭容重约为1.34t/m3,能够计算得出单位重量的煤所需充填成本为115.25元。

产量依照年产20万t计算,则能够得出相应的经济效益:

(1)20万t煤销售获得收入:

20万t×680元/t=13600万元;

为了验证所提出的频率协调控制的有效性,通过搭建MATLAB/Simulink仿真模型进行验证。柴储混合电力系统模型参数取值如表1所示。

(2)开采20万t煤炭所需的成本投入:

20万t×(250+115.25)元/t=7305万元;

(3)创造的经济效益:

13600万元-7305万元=6295万元。

可见对村庄区域煤矿进行开采所带来的经济效益是极为可观的。

参考文献:

[1]李雪.我国煤矿村庄压煤和村庄下采煤情况浅析 [J].内蒙古煤炭经济,2015(6):16-17.

[2]刘永成.村庄压煤开采技术方案探讨[J].山西焦煤科技,2014,38(5):25-28,32.

[3]李正军,谭志祥,王向阳,范洪冬.夹河矿工业广场煤柱条带开采技术研究[J].煤矿开采,2017,22(4):57-60.

 
解鹏涛
《煤矿现代化》 2018年第04期
《煤矿现代化》2018年第04期文献

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