前进式开采的优缺点

前进式开采的优缺点

资环学院 秦兴林 2011021814

摘要：在煤炭开采中，前进式开采和后退式开采是两大体系。我国是在学习前苏联煤炭开采的基础上推广应用了后退式开采方式．这一方式在我国大、中型煤矿中占绝对优势。而在英国前进式开采占主要方面。 关键词：前进式；国内外发展；巷道填充

一、两种开采方式优缺点的比较

1、后退式开采的优点：(1)能够在掘进中了解采区范围内的地质构造情况，以便在工作面设计和生产时提前采取措施。(2)掘进和回采工作面分别进行，因而系统简单。掘进对回采干扰小。(3)工作面生产能力较大。(4)工作面端头设备比较简单。(5)不需要在采区维护巷道，减少巷旁充填环节及采空区漏风问题。

2、后退式开采的缺点：(1)掘进工程大特别是初期工程大，造成初期投资高。(2)巷道维护时间长，维护费用高。(3)掘进工占的比倒大，劳动力消耗多。(4)掘进准备巷道多，所需掘进设备、设施、材料多。(5)运输环节多费用高。

3、前进式采煤的缺点：(1)不适用于地质条件复杂的采区范围。(2)掘进对回采有一定影响。(3)多了巷旁充填环节和采空区漏风。并存在采空区煤自然问题。

4、前进式采煤的优点：(1)掘进率低．上、下顺槽可随采随掘，巷道维护时间短，占用人力少。在机采工作面中，上、下顺糟，可用采煤机切割出来，回采的同时也掘出了巷道，简化了掘进工艺。(2)减少了掘进设备、设施和材料，减少费用。(3)减少了运输环节，降低运输费用。(4)薄煤层矿井中，上、下属槽拉底岩石做充填带，不升井，减少地面矸石的占地面积。根据以上比较，在我国采用单一的后退式开采方式是不十分科学的，不是一分为二的，在条件简单的采区范围内完成可以采用前进式开采方法。

二 英国工作面前进式开采与后退式开采

英国的煤田地质条件、开采条件与我国相似，他们井工开采是以前进式为主，80年代全国550个工作面中，438个为前进式开采，112个为后退式开采。近年来，后退式开采的比重有上升趋势。英国煤炭局系统工程研究所对后退式和前进式开采进行了分析研究，得出的结论是:后退式开采的生产能力比前进式开采高25%。英国后退式采煤工作面平均长166m;前进式工作面达216m。后退式工作面平均长度较短的主要原因，是由于地质条件较复杂的地区断层限制了工作面长度。在地质条件较好的诺丁汉矿区，仍以传统的前进式开采为主。后退式开采由于掘进量大，掘进工所占的比例比前进式高得多，采煤工与掘进工的比例为1:1，全部生产工约多9%，而产量高25%。英国前进式与后退式开采的人工及采区效率比较见表1，工作面产量与其有关关系见图1- 3。

三 对我国采用前进式开采的初步看法

1．端头支架

在前进式开采工作面的上下端头，各有2-3架侧壁式端头支架和2-3架带后探梁的端头支架。其主要作用是在工作面上、下顺槽，靠近工作面的地方维护出一个空间以便充填;其次是沿充填体外以平滑的曲线形式放顶，减轻对工作面上、下端头及充填体的压力。侧壁式支架为带侧挡板的架身长度不等的端头支架，主要是从侧面挡住矸石，以维护充填空间。带

后梁的端头支架以其后探梁支护充填带的顶板。这两种端头支架的结构与一般工作面液压支架类似，我国的煤机厂制造这种支架不会有太大的困难。 2巷旁充填

这是采用前进式开采的关键间题，也是在我国采用前进式或“Z”型开采法需要解决的主要问题之一。原西德多采用硬石膏充填，这种方式材料费用较高，不太适合我国的情况。英国采用多种充填方式并以泵充填方式为主，现简介如下:(l)人工充填:人工充填用掘进矸石、木垛、轻质混凝土块等。(2)机械充填:机械充填，一种是附在端头支架后面的凸轮进行歼石充填;另一种是用专门的扒斗机扒送矸石充填。(3)风力充填:风力充填由压力6-8(磅/英寸)的低压、大流量风力充填机充填挑顶矸石。(4)泵充填:泵充填材料有飞灰、粉煤、煤与水泥的混合物、特种水泥等。充填材料抗压强度见表2。巷旁充填带的功能是:①在巷道一侧支撑顶板，形成一个荷载桥以减轻支架荷载;②封闭采空区，防止漏风，防止自燃;③改善底板受力情况，减小底鼓;④提供一个处置矸石的场所;⑤形成一个沿采空区的顶板破断线;⑥保护巷道，为重复使用巷道、无煤柱开采创造条件。过去，英国采用机械和风力充填的较多。近年来，泵充填方式显示了很大的优越性，使用得越来越多。还有不同的泵充填方法比较常用。

表2 充填材料的抗压强度（Mpa）

3几种泵充填方式

1)煤泥充镇

煤泥充填是由煤粉和水泥混合，用泵经管道充填的方式。(l)粉煤泵站:用小于20mm的原煤加悬浮剂斑脱岩与水混合，用泵经4英寸的钢管可输送到以外的充填地带。(2)速凝水泥泵站:在离充填处300m以内的地方用1英寸或1.25英寸钢管泵送到离出口1 m处的煤泥管中，与煤泥混合后灌入充填带模板或大型口袋中，见图5，一小时后初凝，移模。这种方式的优点是:就地取材利用粉煤充填，运输方便。

2）阿克伯克水泥充填系统

如图6、7所示，这是由英国采矿研究院(M.R.D.E)研究的，用两种材料，一种用量为1%的阿克伯克粘土，一种用量为14%的特殊充填用水泥叫作Aguaeern，还有85%的水。(1)Aguabent粘土泵站:其粘土不凝固，泵站可设于任何地方。(2)Aguacern特种充填水泥泵站:泵送距离为10o0m以内，一般置于顺槽近上山处，可由一台电机带动的两台泵，分别用1英寸或1.25英寸钢管或胶管泵送粘土及水泥两种材料，在充填袋中混合，加速凝剂20分钟后凝固。这种方式的优点是充填体强度大，密封性能好;缺点是水泥浆凝固很快，每次用完后要用水冲洗管道，致使工作面端头条件恶化。3.3特克帕克(Tekpaek)特种水泥充填系统该系统是由FoseeoTechnicCO研制的充填方法，与阿克伯克系统相似，设备相同。主要区别是使用不同的水泥(Tekcem)，水泥用量

少，PH值低，有较长的“泵送寿命”，当“泵送寿命”为两小时时，泵送距离可达Z000m以上。实际上水泥浆在管中24小时才凝固，所以，充填管道可以24小时冲洗一次，充填体有一定的压缩性，可减少巷道底鼓。充填站可远离充填处，故可设置集中泵站供应几个工作面。这种系统是近几年在英国发展起来的较有前途的充填方式。充填材料中水泥和粘土用量各占9%，水为82%。