Geological evolution process, mechanism, and application of protective layer in semi-coal and rock face

Proceso de evolución geológica, mecanismo y aplicación de capa de protección en minería de semicarbón y en pared de roca

Bajo la influencia de la estructura geológica, la roca que rodea la veta de semicarbón puede soltarse y fracturarse, y el índice de reparación es alto. Es de gran importancia teórica y práctica estudiar el mecanismo de minería de la veta de semicarbón y la tecnología de control. En este artículo el principio de la evolución geológica de la veta de semicarbón se analiza teóricamente. Además, se interpreta la relación mecánica entre el peso de la minería en la pared y el alivio en la presión de la parte baja de la veta. También se analiza el mecanismo de eliminar las áreas ciegas en la minería sin pilares de la veta superior protectora. A través del análisis de simulación numérica se concluye que el índice de deformación por expansión de una capa de protección se incrementa linealmente con el aumento del grosor de la capa de protección, y el ancho de la indeseable zona ciega en la veta de carbón se incrementa linealmente también con el incremento en el grosor de la capa de protección. Este trabajo ofrece una tecnología en minería sin pilar de la capa de protección en la veta de semicarbón y en la pared de la roca. Los resultados de evaluaciones de campo industriales muestran que esta tecnología logra un alivio general en la presión y en la reducción del reflejo en vetas de baja permeabilidad y de carbón con alto índice de gas. La capa de protección 3 + 4 logra el alivio en la presión general y en la reducción del reflejo en vetas de baja permeabilidad y de carbón con alto índice de gas. El metano en capas de carbón puede ser drenado previamente en hasta 18 m³/min con una concentración del 90 por ciento.

Introducción

Cuando la sección de excavación de la calzada presenta a la vez vetas de roca y de carbón, y cuando la veta de carbón ocupa entre 1/5 y 4/5 de la superficie del frente de excavación, se denomina veta de explotación minera de semicaliza y roca, que suele existir en condiciones de veta de carbón fina. Tomando China como ejemplo, las reservas de los estratos de explotación minera de semicarbón y roca no explotados son de unos 6.150 millones de toneladas, lo que representa el 20,4% de las reservas totales recuperables. En algunas zonas, la proporción de reservas de vetas semicalcáreas es mayor, como la provincia de Sichuan, que representa alrededor del 60%, la provincia de Shandong, alrededor del 54%, la provincia de Heilongjiang, alrededor del 51%, la provincia de Guizhou, alrededor del 37% (Yuan, 2008a; Zhou et al., 2016). Otras provincias productoras de carbón, como Henan, Shanxi, Mongolia Interior, Hebei y Jilin, también tienen ricos recursos de vetas finas. Con la continua reducción de los recursos de carbón, la minería de semicarbón y roca será un problema al que se enfrentará China e incluso la industria minera del carbón mundial.

El frente de trabajo de semicarbón y roca tiene poco espacio de movimiento, difícil operación de los trabajadores, método de minería complejo, fácil que ocurran accidentes de seguridad, bajos beneficios económicos. El frente de trabajo de semiarroca de carbón es principalmente una calzada de semiarroca de carbón, que tiene una tasa de excavación de túneles baja, un coste de excavación de túneles alto, un reemplazo de minería ajustado y una eficiencia de minería baja. Se muestra en la figura 1.