近距离煤层开采工作面联合布置研究

2013-08-15崔凤文

科技视界 2013年13期

关键词：顺槽煤柱砂岩

崔凤文

（黑龙江省地方煤炭工业〈集团〉总公司，黑龙江哈尔滨150001）

现实中，近距离煤层的开采工作总是会受到开采技术的限制，从而在很大程度上影响到煤炭开采量。其次，巷道布置和支护设计等也是影响其开采量的重要因素。所以相关的煤炭公司要积极采用联合布置等措施控制好这几个环节，只有这样，才能获得较为理想的开采量。

1 联合布置的相关定义与意义

1.1 联合布置的有关定义

所谓的煤层开采区的联合布置工作，就是指当使用地下开采法采煤时，将开采水平沿走向划分为若干采区，作为矿井生产的基本单元。并且在采区范围内开掘一系列巷道，建立完整的采掘、运输、通风、供电和排水等生产系统，以保证正常生产的布置措施。其通常将几个煤层划为一组，在最下面的煤层或底板岩石中布置共用的上山和平巷，一般开三条上山，各煤层和底板巷道用石门和溜煤眼相联系，再建立一个统一的生产系统。

1.2 联合布置的相关意义

当煤层间距较小时，实施联合布置法可以从整体上布置采区巷道，几层煤共用一套上山眼和平巷。这样就可以有效的减小相关的开采投入资金。而且这些共用巷道布置在煤组最下面的煤层中，可以用区段石门将上部煤层联系起来，从而形成统一的采区生产系统。这样就能在很大程度上减少大巷的数目和巷道工程量，充分发挥运输设备的能力，节省设备和管线器材，提高生产能力。这也是联合布置法已在我国煤矿开采中获得广泛应用的原因。

2 采取联合布置法的实施步骤

2.1 明确煤层的开采情况

笔者认为，只有明确了煤层的开采情况后，才能根据实际条件进行联合布置法的实施步骤，也只有这样，才能起到事半功倍的效果。下面笔者将结合具体的实例进行说明：挖金湾矿11 号与12 号煤层间距离为0.5-1,Zm,平均煤层厚度分别为1.68m,1.77m,煤层倾角2-4 度,煤层自然发火期6-12 个月。11 号煤层的顶板岩性为浅灰色粉砂岩.与细砂岩互相掺杂,局部以细砂岩或粉砂岩为主,水平及波状层理发育,厚度为3.21-6.55m,局部夹薄层煤线;底板(12 号煤层顶板)岩性为灰色粉砂岩,间夹细砂岩,厚度为0.5-1.2m,含植物化石碎屑。12 号煤层底板岩性以灰色粉砂岩为主,间夹细砂岩,成分以石英为主,长石次之,水平及微波状层理,含有植物化石碎屑。

2.2 明确设计方案

在明确了煤层的状况后，就可以根据相关煤层之间的距离进行设计，其中一种就是采用盘区联合布置，工作面内错布置的开采方案。其具体措施就是在11 号煤层布置盘区集中轨道巷与集中回风巷, 在12号煤层布置盘区集中运输巷，这样两层煤就共用可以1 套盘区巷，可以减少盘区巷掘进和维护工程量,减少区段煤层平巷的维护和运输费用，有利于大型运输机械设备的使用,可以增加工作面连续生产时间，从而有效的提高工作效率。而工作面上下两层通常采用内错布置的方法,内错距离4m(净煤柱),上层工作面之间煤柱留8m,下层工作面之间煤柱留23m，这样工作面采用内错布置,12 号巷在掘进和回采时均在上层工作面采空区内,不仅可以避开煤柱集中压力,掘进和回采时顶板管理相对容易，更可以有效地减少盘区煤柱,降低煤柱损失,提高回采率。另一种则是盘区分层布置,工作面重叠布置开采方案。该方案主要措施是：11 号与12 号两层先各自布置盘区集中运输巷、集中轨道巷、集中回风，然后再在,工作面的上下两层进行重叠布置。这样巷道之间的联系和生产系统都较简单，施工步骤少，工程的劳动密集度小，这就决定了其具有不可替代的灵活性。而且企鹅工作面多采用重叠布置，这样就可以有效的节约空间，使回采的效率得到有效的提高。但是有利必有弊，这种盘区生产能力小,增加了辅助生产环节、设备、人员,效率低。而且1 层煤用1 套盘区巷的方式增加了盘区巷道的掘进和维护工程量，进而增加了区段煤层平巷的维护和运输费用。

结合挖金湾矿的煤层的具体特点，无论是从地理因素角度还是工程的施工角度方面，联合布置法的施工效果都远远优于分层布置的施工效果。值得一提的是，笔者切忌认为分层布置的方法就一定没有联合布置的方法好，只是具体问题具体对待，在实际的生产中，相关的工作人员还是要结合具体的施工条件进行综合的分析，从而确定出最佳的施工方案。

3 联合布置法施工过程中出现的问题及解决方法

3.1 由于开采煤矿是一个规模较为浩大的工程，且要影响到地下的岩层带，因此在开采过程中就可能会遇到种种问题。如因为联合布置法采用的是可以1 套盘区巷的方式。这样在采完11 号煤层的煤炭后,在12 号煤层沿顶板掘进时,12 号煤层的煤体已受支承压的作用，直接顶、基本顶已破坏。这样就有可能直接导致巷道掘进施工中的冒顶和片帮事故，进而直接威胁掘进工作面安全生产，甚至造成规模较为巨大的坍塌，给开采方带来不小的经济损失。另一种常见的问题则是施工遇地质构造时,掘进施工困难。由于山于煤层间距小,在12 号煤层掘进时,本身支承压力作用后松散区的结构就不够稳定。若遇地质构造,就更是雪上加霜。而且巷逆围岩稳定性差,当构造带附近顶板有淋水时，加上煤体松散，巷道就会变得十分难以控制，这样也可能会造成较大的安全事故。

在这种情况下，就对开采方的施工提出了较高的要求，要求开采方认真落实每个工序，抓好直接影响支架支护质量和巷道矿压强度的巷道成型工作。扎实做好巷道的维护及稳固工作，从而在一定程度上有效地保障工作人员的生命财产安全。另一方面，巷道支护质量监测工作也是极其重要的，因为人为监测中的主观因素的比重较大，只有巷道支护的监测及维护工作建立在科学的基础上才能起到更好的效果。

3.2 工作面顺槽布置问题：首先让我们明确一下工作面顺槽的定义：工作面顺槽是为了回采煤层而挖掘的回采巷道。工作面顺槽一般有两条，即运输顺槽和辅运顺槽，辅运顺槽进风，运输顺槽回风，有些工作面布置三条顺槽即运输顺槽、辅运顺槽、回风顺槽。运输顺槽和辅运顺槽为进风，回风顺槽回风。本方案中出现的问题主要是由于顺槽的材料及设计不够合理，从而直接导致其使用功能受损，不能很好的与工作操作相匹配，导致煤炭被开采出来后却不能有效的运输出来，丢煤现象严重。对于此种情况，一方面要认真考察开采现场的环境，从而有效的设置工作面顺槽；另一方面，则可以采用一些新型的材料，保障工作面可以承受的工作强度。这样双管齐下，就一定可以解决工作面顺槽的布置问题，从而提高运煤的效率。