煤矿矿井边角煤的开采方法探讨

2014-04-17谭军生

技术与市场 2014年12期

关键词：壁式边角采区

谭军生

(广西来宾市兴宾区水政监察大队，广西来宾546100)

0 引言

近几年来，各个煤矿逐渐认识到呆滞的边角煤柱对今后开采可能会带来的难度，甚至有可能会永远开采不出来，给国家带来巨大的资源损失。煤矿资源需实现更高效率的开采，提高煤矿的回收率，才能给国家和企业带来更大的经济效益。

1 兴隆庄煤矿、立新煤矿的边角煤现状

兴隆庄煤矿是我国“六五”期间自行设计并建设的第一座年生产能力达300 万吨的大型现代化矿井。近年来，开采强度不断加大，起初投产的采区生产将要结束，然而在许多地方形成了大量的不规则边角煤，如采区边界、采区上下山附近、断层、村庄保护煤柱及开采上限防水煤柱附近，造成此现象的原因主要有长期的长壁综采、综放工作面开采以及地质、开采技术条件及村庄压煤的影响。而且随着矿井的进一步开采，会有更多的残采煤柱和小块煤，导致边角煤进一步增加。如果不能及时有效地开采出边角煤，老矿区无法封闭，那么就需要各种费用来维持，而且会有一定的安全隐患，不利于经济效益的提高和安全生产。

立新煤矿是个地方小型煤矿，位于安徽铜陵市区往东4 km处，其在50 年代末就建设成了，但是在1998 年破产。立新煤矿矿井开采范围内，有很多的区域是在六、七十年代采过的，形成多处采空区，其中也有很大的区域还没有开采。矿井恢复开采后，采区开采布置正规工作面之后必然留下不规则的边角煤，这些边角煤数量多，煤炭储量可观，边角煤的开采还是有很大的经济效益的。

2 边角煤自身所具有的特点分析

边角煤块段开采与正规综采、综放工作面开采相比有很大的区别。

1)边角煤的开采基本上不能够像正规那样等长布置，因为它的工作面短而且短距离变化大，开采过程中要经常增减支架，综采、综放设备很难在其中施展，实现高效机械化非常难。

2)在开采过程中，每次只能开采很短的工作面，回采的效率不高，可采储量较少，工作设备要经常撤除、搬家移面。

3)边角煤各处都有，而且它有不同的大小以及各种各样的形状。有许多不整齐的边角煤给开采工作面的布置带来一定的困难，这些边角煤块边缘是一些不规则的形状，使得巷道只能短距离布置。边角煤的工作面受到邻近的已采区或者地质破碎带的不安全因素影响大，它的矿压和其他的正规工作面有很大的区别。

4)边角煤绝大多数在断层、开切眼或者停采线附近，被采空区、断层等包围，周围的地质条件相对复杂，断层、水、火及瓦斯等有害气体的威胁会对开采造成麻烦，给工作面安全生产带来困难和问题。

3 边角煤的开采原则及开采方法

3.1 边角煤的开采原则

1)用好现有的生产系统，务必做到资本投入少、经济合理利用、安全有保障、管理和生产都能集中。

2)在进行新的开采时，工作面的开切眼边上就很有可能会出现以后没有办法开采的块段，所以我们要设法先将边角煤开采出来，然后再进行正规工作面的开采。

3)在目前的开采系统下，有些边角煤能够开采的，就先做好计划并落实。

4)仔细研究各个边角煤的块段存在的状况以及它们的特点，开采之前要对煤矿的情况进行调研和认证，要做到技术可行、安全有保障、经济效益合理，研究并选择合适的开采方案，提高回采率。

5)由于煤矿的各种情况不同，应当合理地布置不同的工作面，才能有效地开采出煤炭资源。

6)由于工作面较短且不规则，尽量采用简单、轻便、灵活、易搬运工作面设备的开采方法，适合其开采过程中添减设备及搬家移面。

3.2 边角煤的开采方法

1)小型壁式工作面开采方法:对于一些大部分边角煤面积大、数量多的矿井，可以布置许多个小壁式不规则工作面。工作面采用调采法，但是此方法也有不足之处:在开采时工作面不能准确保证，一端推进快使得工作面长度快速变化，如果不进行适当的管理，设备事故很可能发生。另外还有定长缩尾，推进维护后出口法。

2)穿采:在开采中会遇到许多区段面积小、储量少的边角煤，构成不了壁式开采面，此时，就可以用掘进穿采的方式。根据软岩的特性，即顶板会有可能破碎、其本身造成的压力大，容易冒落，在穿采过程中，要时刻注意观察巷道顶底板和两帮的状态，当出现安全状况时，可以及时补救，比如对棚距的加密、变形这段棚梁的修复，穿好柱鞋等，可以减少安全事故的发生。此方法经过立新煤矿十余年的实践，只要加强穿采的技术管理，并及时有效地采取措施，采用穿采的方法回采边角煤，效果是显著的。

3)带采:受地质构造和设计影响，靠工作面回风巷的一些区段小煤柱，在后期可能会很难开采，因此在工作面开采过程中，针对顶板的情况，在回风巷带采5 ～10 m，将小煤柱采出、支口，通风上采用导风板或导风帘通风，这种方法也是由立新煤矿试采，并已采出煤炭。

此外，兴隆庄煤矿分析了自身特点，它属于厚煤层边角煤。这种边角煤主要有高落式巷柱采煤法、短壁式分层开采、短壁式放顶煤开采。第一种资源开采效率比较低，实现现代机械化有一定的难度，生产工艺相对落后，而且由于通风系统不完善，安全问题严重，可能会引发安全事故;短壁分层式与之相比，煤炭资源回采率有明显提高，大大地改善了安全和劳动条件，尤其是短壁式综采分层开采，现在的厚煤层开采对它应用较普遍，技术经验也比较成熟。但是因为它的工作程序要复杂一些，生产也不集中化，效率比较低，巷道往里掘进所需要的工程大，工作面技术不经济，在现在的开采技术下，突破比较困难。而放顶煤开采技术是在近几年发展迅猛，尤其综采放顶煤采煤法是我国在厚煤层开采的重大改革，它是沿着煤层的底板布置出一个比较长的工作面。一方面用采煤机把落煤截割下来;另一方面矿压作用以及人工破碎的顶部的煤可以经过放顶煤支架放落下来。这种方法在兴隆庄煤矿成功运用，比前两者有更大的优越性。表现在:①能很好地适应一些变化大的煤层以及一些中小断层。②往里挖掘的工程总量减少，减少了费用。③回收采集的工艺比较简单，没有了铺网的过程，减少许多材料和维护费用。④不用多次搬工作面，节省了许多安装和搬迁的人力、物力、财力。⑤能够使矿井减面、集中生产、减人，而且大大提高了工作效率。⑥不需要多次的切割和揭露煤层，使自然发火的概率减少。⑦这些工作面的单位产量高，成本相对低，能得到较高的经济效益。