煤矿边角煤开采技术的应用分析

张宝臣

摘 要：随着各行业对煤炭资源的需求不断增加，回收边角煤成为一种必然的趋势。在对边角煤进行开采时，实施一套高效合理的技术措施，能够将边角煤的回收率显著地提高，同时降低矿井内呆滞煤的量。基于此，该文主要针对煤矿边角煤开采技术的应用情况进行了分析。

关键词：煤矿 边角煤 开采技术 应用

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（c）-0076-02

随着煤产业的飞速发展，大规模的机械化开采技术的进军，不断更新的生产方式与正规的开采布局，使得现有的生产采煤区残留下各种小煤柱及残块，即边角煤。此外在进入21世纪后，能源日益紧缺，为了实现煤矿的可持续发展，边角煤回收成为一项重要的措施。因此，在煤矿开采工作中，应从煤矿的实际特点出发，对采区边角煤的现状进行分析，在现有的设备下，根据煤矿的地质构造等对开采区边角煤实施全方位的开采。

1 实例概述

某特大型现代化煤矿，设计年产量350万t，在1993年时投入生产开采，主采3层煤。目前，生产产区分为三个，一采区、四采区以及十四采区，在三个采区中四采区与十四采区已基本完成开采。在之前的开采中，由于开采技术有限加上地质等因素的影响，有部分区域形成了一些边角煤柱，据估计采储量可达350万t。在国家实现可持续发展的号召下，该矿意识到边角煤的开采与回收能够为可持续发展做出巨大的贡献，且呆滞的边角煤会加大以后的开采难度，还有可能以后都无法开采出来，造成资源浪费。所以，该矿决定在当前的生产系统之下，应用现有的生产设备及工艺，转变传统的开采方式，以停采线调斜停面、先放顶煤后综采等方式将边角煤捎带采回。由于应用新的开采方式能够将边角煤的开采回收率大大提高，同时降低呆滞煤的量，并取得良好的回收效果，探索出一套高效合理的安全技术体系。

2 边角煤采区状况分析

（1）对顶板与煤层岩性的分析。观察边角煤采区的整个煤层情况，开采工作面的对象主要是上下部的3号煤层。观察整个煤层的稳定性可知，其赋存状况比较稳定，整个采区都不存在开采困难，其指数表现上位1。位于该采区的边角煤煤层厚度在6.08m到6.47m直接，平均厚度达6.16m。其煤层的倾角度数位于13°～20°之间，平均倾角达到16°。整个煤层的地质状况较好，没有特别恶劣的地质破坏的现象存在，采区的通风设备以及水土保持等条件都较好，整个开采过程都比较严谨。（2）对其区域状况进行分析。整个边角煤采区的都处在一种较好的状况之下，边角煤的煤柱也无偏差的现象存在。在对其开采的整个过程中，生产系统相对比较完整。此外，查看边角煤的煤储量，相对还是比较可观的。在开采过程中，其中一个采区的分段中，边角煤的储量尤为丰富。该地段的边角煤所处的地质条件较好，且地段表现完整。所以，开采该区域的边角煤，可行性更大。此外，放眼整个煤矿发展，为了尽可能地将煤矿的服务年限延长，使煤矿的存量达到最大化，在综合开采边角煤的基础之上，应该不断提升整个煤矿开采量，进一步增强煤矿企业的市场竞争力。

3 边角煤开采技术的应用分析

3.1 开采原则

（1）充分利用现有的生产系统，减少投入，确保生产安全进行，同时做到集中管理和生产边角煤。（2）新作面的开切眼可能会使周边产生出以后都无法开采的块段，应先对边角煤进行开采，再进行正规工作面的回采。（3）在开采前进行充分的调研工作，根据不同边角煤的特点与赋存的状况，拟定科学合理的开采技术方案。（4）工作面的设置可根据不同的情况进行设置，但应尽可能地提高煤资源的回收率。（5）在开采过程中，由于搬加移面比较频繁，还可能随时添减设备，因此对于工作面的配套设备，要轻便、灵活，易于搬运。

3.2 设备的选型

在对顶板和煤层的情况进行分析后，将该工作面的采煤方法定位走向长壁综采放顶煤一次采全高，对顶板采取完全垮落法进行管理。依据矿井多年的开采经验，将采高定位2.8m，放煤步距定位0.8m，即一刀一放的放煤工艺。目前，对于边角煤的开采，国内已有丰富的经验，比较常见技术为“轻放”技术。“轻放”技术的优点较多，如重量较轻、设备投资偏少、支架体积较小、劳动强度比较低以及安全性较高等。由于该区域的边角煤的工作面煤层较厚，且属于矩形块段，为了用最短的时间将煤炭资源回收，同时实现经济效益最大化，且确保整个开采过程安全实施的前提下，所以该矿选择的装备是“九五”攻关设备。设备的型号及名称为ZTF6500/19/32型液压支架、SGZ1000/1050 型前部刮板输送机 、SL300（AC）型采煤机、SZZ1000/400型转载机、DTL100/100/3×200型胶带输送机等相关机器。在回采期间，通过一次增加设备完成工作面的延长工作，使回工作能在较短的时间内完成，从而获得比较满意的效益。

3.3 巷道的布置

在该边角煤开采区，其工作面的开采将采取综放工作面的生产系统。首先是将工作面上的切眼导硐上段、顺槽等一些巷道掘出，然后再将切眼等凿出，由此构成工作面的回风系统和煤流运输。其次将由西翼七中将进风通道和联络巷安装好后，即可与工作面轨道的顺槽相联，从而构成工作面的辅助运输与进風系统。对于采面的回采顺序，一般是对西工作面先进行开采，再对边角煤的工作面进行回采。通过该接续安排与巷道布置，能够将巷道的掘进量减少，同时又能将区域内的全部设备运用充分完全。此外，在边角煤的开采过程中添减支架是其中一项必不可少的工序。为了让此项工序更加方便且快速，通常可以将回采巷道上的工作面设计成不规则或是不等长的台阶状变化，同时将皮带顺槽尽可能地设置成直线布置。此外在端头不设支架，对于过渡支架应尽可能取消，这样不仅安放撤走支架比较方便、灵活，而且对于胶带输送机的布置以及皮带顺槽内转载机的布置也更有利。

3.4 调面的措施

当边角煤工作面回采开始时，起初的工作就是找到工作面刮板运输机，可通过一个大斜刀找到。其次就是可以分别从距机尾1/3、1/2、2/3处定线，推进方式可采取只进机尾但不进机头的方式进行。将以上工作进行几个循环之后，依现场具体情况而定，看调面是否需要采取进半峒机头两峒机尾的方式推进一个循环，之后再采用上面的方法继续进行调面。需要注意的是，整个调面的过程是否需要采用大斜刀调面，是依据支架的拉移情况以及运输机的移动方向而定的，以避免支架出现咬架或是挤架的情况。

3.5 调面期间的工作面运输机的控制

当推进工作面调面时，工作面的倾斜长度也随之减小，需将其中一部分的运输机溜槽撤出。在生产中，必须保证运输顺槽内转载机和运输机的合适搭接长度，才能够确保运输机能够准确及时的朝机尾的方向移动。当运输机上移量比较小时，而导致卸煤宽度也小时，为了促使往机尾移动，采用了单向推移方式，即单向的每刀从机头向机尾方向移送运输的，采用每刀从机头向机尾方向推移运输机的单向推移方式，促使运输机往机尾移动；为了保证运输机不拉循环媒并且能够正常运转，同时为了避免运输机上移量过大，避免造成运输机与转载机之间的距离过大，超过正常搭接长度，则采用了单体液压支柱下移运输机的方式。在进行单体液压支柱下移運输机操作时，首先在移架时要留1组液压支架少移半炯进尺在每10组液压支架之间，同时不使运输机发生移位。除去拖后的液压支架与运输机的连接销子，然后要收回千斤顶，同时单体液压支柱的一端顶在支架下侧运输机溜槽11的肩窝处，液压支柱的另一端则需要顶在拖后液压支架的底座箱侧；中一体液压支柱采用的是从机尾向机头推进运输机，进行对单体液压支柱供液，从而促使运输机下移的支架操作网远距离供液方式。在运输机推移结束后，要拆除所有的单体液压支柱，对于拖后的液压支架进行插板以及尾梁前移，使得进尺足够并且保证连接销子插好。若后部运输和工作面前下滑上窜不同时进行，则应当采用单向拉移的方式调整后部运输机，并且应当以前部运输机为准。

3.6 撤除液压支架

为了使得工作面由面内逐渐上移到轨道顺槽内，从132#移动到134#架，需要调面以及很好的控制运输机。在通过采用辅助拉移装置使得顺利进入顺槽的液压支架进行前移之前，需要由现场情况来适时的撤除运输机溜槽。轨顺进尺是51m，运顺进尺是3.5m，而工作面生产4人后。134#架移动量是4.8m，当134#架从轨顺侧煤壁以里0.3m移动到距轨顺不采侧煤壁0.3m时。在进行全矿停产检修期间，使132#、133#、134#三组液压支架被顺利的撤除，同时工作面的回采阶段正常进行。

3.7 回采期间采用的手段

我矿为了使工作面的顺利进行得到保障，同时结合我矿丰富的生产经验，并且依据现场所面临的具体问题，决定采取以下的措施：（1）及时的整改供液管的漏液现象，及时更换损坏的漏夜立柱安全阀，严格保障支架接顶的严实强度，使之达到初撑力的标准，支架要求始终处在良好的状态之下。进行工作面顶板的严格管理，拉移支架必须严格按照要求进行。（2）保证支架活柱有充分的伸缩量，当面临工作面压力异常时，推进速度必须要快，同时采高要得到合理的控制，对工作面的支护强度也要进行加强。（3）在面对过老巷的情况时，应提前做好准备工作，尽可能的使工作面不出现冒顶、初撑力不足以及顶板破碎等不良情况，应事先创造良好的过老巷条件。（4）通过对支架初撑力工作阻力分布、工作面巷道“十字”测点围岩变化、巷道顶底板及两帮围岩变形以及工作面周期来压前后对照等工作的相关展示图、表的研究分析，了解工作面巷道围岩变形的影响程度，从而及时的加强超前支护、采取打卸压孔等措施，保证工作面生产的安全进行。

4 结语

总之，在开采边角煤时可以从两个方面来进行。一是应尽量利用现有的生产系统，在开采前进行充足的调研，针对不同边角煤的特点与赋存的状况，在技术可行且安全性高的条件下，拟定科学合理的技术方案，确保资源高效回收。二是采用综放回采工艺。该方式安全经济且优质高效，不仅能够增加边角煤的回收率，而且能够降低工人的工作强度。在综放回采上，若边角煤技术能够获得整体的突破，那获得收益将会更可观。

参考文献

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