复杂地质条件下井下采煤技术研究

都科科

【摘 要】煤炭是我国主要的能源消费之一，然而煤矿井下地质条件复杂，开采难度大，风险高。如何选择合适的采煤方法，并使之不断完善和发展，对提高矿井生产水平和经济效益，改变矿井技术面貌有决定性的意义。采煤工艺的选择必须坚持高产、高效、高安全及煤炭高回采率的基本原则。

【关键词】复杂条件；采煤；方法；急倾斜煤层；分析

由于每一个矿区地质条件的不同，矿井的煤层特征的不同，所以选择合适的开采技术方法至关重要。

一、急倾斜煤层

（1）急倾斜煤层开采的主要特点。急倾斜煤层的构造复杂，断层和褶曲多，煤层厚度变化较大、开采困难、采煤工作面生产能力小。因此，开采急倾斜煤层的矿井多数是中、小型矿井。（2）急倾斜煤层采煤方法的分析。合理划分采区，加大采区尺寸。在对采区划分时，要尽量加大采区尺寸，加大采区的煤炭储量。同时划分采区时，要根据生产设备及回采工艺的要求，适当加大采区的走向长度，加大阶段垂高。优化回采工艺，提高生产效率。优化回采工艺最主要的就是提高回采机械化程度，要提高矿井开采的机械化程度，可以从局部机械化和全局机械化两个方面来考虑。局部机械化指的是从支护方式、落煤方式以及运输方式几个方面单独考虑改进方法，以提高这几个方面的机械化程度。全局机械化是采用综合机械化采煤方式，从破煤、装煤、运煤以及支护四个方面来实现机械化。在一定的条件下，对开采技术条件进行评价，寻求最适宜的采煤方法，并且通过对工作面开采工艺、设备及系统配置的分析，完善工艺系统和开采技术等措施来有效地提高工作面单产。

二、无保护层突出煤层

（1）无保护层突出煤层开采的主要特点。无保护层突出煤层的开采是我国现在煤炭资源开采的主要形式之一，由于开采过程中缺少必要的保护层，因而大大增加了煤炭开采的危险性和难度。对突出矿井煤层群而言，首先应合理选择无保护层进行有计划的开采，并结合抽放瓦斯的安全防护措施。开采无保护层的选择应根据煤层赋存状况及现有开采技术条件来确定，这样做有利于突出煤层瓦斯的泄放。（2）无保护层突出煤层采煤方法的分析。无保护层的突出煤层的产状本来是平稳或带有波浪起伏的状态，后来由于受到地壳变动的影响，大多数煤层就改变了原来的生成位置，形成程度不同的地表存在状态。目前，我国无保护层的突出煤层采煤方法主要以长壁体系采煤方法为主，并取得了较好的效果。柱式体系采煤法也是我国无保护层的突出煤层采煤的主要方法之一。柱式体系采煤法以房、柱间隔进行采煤为主要标志。高度机械化的柱式体系采煤方法，一般只分为房式采煤法和房柱式采煤法两类。房间煤柱不回收，作为永久煤柱支撑顶板的称房式采煤法；房间煤柱作为暂时支撑，在采房结束后进行回收的称为房柱式采煤法。采房时矿山压力显现较缓和，用锚杆支护工作空间，支护较简单。

三、剩煤

（1）剩煤开采的主要特点。剩煤是指生产矿井储量损失表已经填报的那一部分损失量（主要是设计损失和地质及水文地质损失）以及转出、注销、报损及表外储量。第一，煤柱。一是区段及阶段煤柱、轨道及运输上下山保护煤柱，这一类型的煤柱在生产矿井损失量中占有一定比重，其储量一般占采区工业储量的l5%～20%；二是构造保护煤柱，地质构造复杂区段，由于受断层切割褶曲影响，往往因安全考虑，丢失大量煤柱或顶、底煤；三是井田井界煤柱，即各井田之间留设的技术井界煤柱，一般留20m～30m；四是因灾害事故而留设的隔离煤柱，如因瓦斯事故、自然发火而没有开采的区域。第二，浮煤。主要是使用落后采煤方法的采区，在落煤过程中，大量浮煤被冒落的顶板岩石所覆盖。第三，底煤。主要是落后采煤法在掘进期间没有沿煤层底板送道，造成开采中丢底煤以及由于采优弃劣，个别井区的小槽煤及煤层底板附近1.5m～2.0m的劣煤往往遗弃不采，造成大量资源丢失。（2）剩煤采煤方法的分析。第一，煤层倾角近水平或近水平布置的残煤。瓦斯含量小，煤质疏松易冒，可采用巷柱采法开采。第二，煤层倾角<25°、煤层厚度>6.0m。可采用单一长壁全陷扒顶煤采法开采。此采法为负压通风，由于倾角<25°，支架稳定性易于实现。煤层厚度>6.0m，工作面顶板易于维护。第三，煤层倾角>45°的不连续残煤。选用巷柱采法开采。第四，煤层倾角>45°、煤层厚度>8.0m的残煤。可采用单扒采法开采。顶煤厚度一般为采高的2～3倍。顶煤厚度小，顶板留不住，提前来矸；顶煤厚度大，推进速度慢，顶煤下不来，留下隐患。第五，对于煤层倾角>45°、煤层厚度4～6m的原始块段或连续煤体用巷道长壁法（巷道法）开采。巷道长壁采法的瓦斯多集中于风道后尾巷，采用巷长采法，可连续推进，提高回收率，减少回采巷道。

参 考 文 献

[I]宋良泉，毛玉森.急倾斜煤层采煤方法的分析[J].中国新技术新产品.2010，21（4）

[2]陶士凯，朱劫.浅谈剩煤开采技术[J].山西焦煤科技.2010（7）