煤层复采开采技术的应用研究

李海涛

（山西兰花集团莒山煤矿有限公司，山西晋城048000）

由于煤炭属于不可再生能源，同时也是我国经济发展重要的能源结构的组成部分，因此煤炭开发显得非常重要。依据我国对能源的需求来讲，在较长的时期内我国煤炭主体地位并未发生变化，煤炭消耗总量占据总能源消耗的一半以上。

在开采煤矿时，通常表现为煤矿回采率低，因此会产生较大的资源浪费。通常调研发现导致回采率低表现为：矿井设计不科学、回采设置不合理等等，尤其对于规模比较小的企业，其采用的开采技术相对落后，进而导致出现大量的资源不能较好地实现回采[1]。要想能够实现煤炭资源的可持续发展，最大限度地实现煤炭资源的回采，进而必须加大开采力度，从而可以回采残余的煤炭。当前由于经济的高速发展，使得我国在煤炭方面的需求急剧增加，进而导致我国煤炭储量越来越少。因此，煤矿行业的技术人员需要对煤矿中的残留煤进行回采[2]。

1 复采煤矿概况

对于2017 复采工作面而言，其地面标高为810～950m，工作面长度大致可以达到98m，走向长度可以达到306m，对应的开采工作面长度为266m。经过统计可复采总面积可以达到22505m2，可以复采煤炭总赋存数量达到170kt 左右。图1 表示相应的2017 复采工作面平面布置[3]。

通常分析2017 工作面发现，在东部与中部位置存在较多的实体煤，同时在工作面起始位置也包含两个面积较大的煤柱，以及在平行空巷内也存在煤柱，其中煤柱的宽度可以达到12～22m的范围内。其中巷道宽度跨度比较大，其范围在3～20m之间。

图1 2017复采工作面平面布置图

2 复采煤层开采技术应用分析

2.1 采煤方法确定

依据煤矿的实际选用如下两个开发方案：综采采煤技术、综采放顶煤采煤技术。通过依据开采经验，不管使用何种开采方式，都要保证复采工作的安全性。在开采时运用放顶煤采煤的形式，进而能够有效地提高回采率。在使用放顶煤采煤的过程中，通常可以使用自重实现放煤，借助各种煤层实现开采作业。该方法的缺点是在煤口位置能产生较大的煤尘[4]。经过考虑发现复采作业选用放顶煤采煤方法。

2.2 采煤参数的确定

将ZZ4000-17 型液压支架运用到2017 工作面上，同时对工作面现场矿压检测发现，该支架可以优化顶板结构。在对工作面实施测量时得到支架的最小支撑力范围在64～187kN 之间，相应的液压最大支撑架范围：2762～3893kN，该数值与理论保持一致[5]。

在2017 复采工作面存在一定的应力集中，以及受到采空区的影响从而导致工作面煤壁极易产生滑帮现象。因此，在对2017工作面进行复采时，可以选用多进度与小循环的工作方式，进而控制顶板与煤壁，通常循环进度可以设置为0.6m。与此同时，保证工作面支架不能位于采空区位置，在实施开采的过程中，必须使得端头超过端尾10m左右。同时需要依据残留煤柱具体状况，从而可以对工作面实施调斜。

3 复采工作面开采技术研究

3.1 过煤柱顶板管理技术

过煤柱超前作业时，超前探测必须做到位，工作人员必须充分掌握煤柱的具体情况。借助物探以及相应的钻探等形式实现对工作面前方存在的积水以及相应的积气状况等进行监测，进而可以有效地掌握残留煤柱的具体尺寸。在作业之前，只有将瓦斯以及积水排除之后，才能够实施复采。当使用超前探测检测到煤柱之后，还应该对是否存在空巷进行检测，进一步了解残留煤柱的破碎情况，通过分析超前检测数据制定出合理的方案，进而确保可以优化复采安全系数[6]。

假如在开采时煤柱的宽度较大，那么在集中应力的作用下极易导致液压支架出现故障。同时进一步导致片帮加深，进而出现冒顶与漏矸石现象。为此需要借助人工的形式对液压支架进行反复的操作，进而可以有效地处理顶煤，从而可以有效地释放顶板压力，进一步提升开采效率，优化煤炭资源达到复回采。当在实施作业遇到片帮较宽时，必须对煤帮实施加固优化，进一步提升煤体的抵抗力，进而能够有效地避免出现漏矸的现象。

3.2 复采过程中积水处理技术

在处理采空位置的积水时，必须进行物探与钻探相结合的探测方式，进而可以根据采集数据进行分析，从而不仅可以对冒裂带的影响情况进行预测，以及保证采煤工作面设置充足的排水装置，以此达到排水的效果。

（1）在设置开采巷道之前，应该对周围水害进行全面的了解，必须掌握采空区域积水量以及积水面积，对临近矿井积水问题进行分析，尤其要充分考虑雨季突发洪水问题[7]。

（2）实施复采作业之前，首先使用物探与化探的形式实施探伤，对积水源进行检查，紧接着可以选择合适的补给通道。在对煤柱附近采空区进行分析，将相关的信息设置在采掘作业图纸上面，在开采作业的过程中可以依据图纸作业。

4 结语

在对煤矿实施复采可以加大煤炭资源的使用率，不仅可以为煤炭行业带来新的活力，而且能够解决我国能源问题。因此在对残煤区域实施复采时，应该充分考虑井下工况。借助合适的复采技术，不仅优化复采效率，而且能够提高煤炭资源的开采量。与此同时，在实施复采时，借助相关的技术实现对积水的探测，同时依据相关数据编制行之有效的作业流程，为复采作业提供安全保障，进而能够最大限度地提高煤炭复采效率。