煤矿综采工作面回采效率的提升路径及措施

2023-01-05白青国

黑龙江科学 2022年10期

白青国

(七台河市新兴区煤炭生产安全管理局，黑龙江七台河 154600)

从煤矿企业发展来看，煤矿综采工作中的回采工作质量及效率反映着该煤矿的技术水平。回采效率指标与煤矿开发利用具有紧密联系，是煤矿综采工作中不可忽视的环节，是提高综采工作水平及质量的重要出发点。人们对于煤矿资源的需求不断增长，煤矿企业必须加强煤矿开采，通过有效措施来提高综采工作中的回采效率，实现企业的稳步发展。

1 影响煤矿综采工作面回采效率的主要因素

1.1 煤层结构及其稳定性

开展煤矿综采时，煤层自身性质是影响综采工作面回采的内在因素。在不同条件与环境中，煤层结构性质对于综采工作面回采的影响也存在差异，煤层的基本属性会影响回采工作进度，包括煤层的厚度及煤层的稳定性等。以七台河矿区某煤矿综采现场为例，该地段的煤层情况错综复杂，自然条件对于综采工作面的回采造成了较大影响。按照煤矿综采工作规定，要严格将不同性质的煤层回采率控制在一定范围内，按照相关的回采标准进行综采工作面的回采。实际回采中，煤层的厚度对应的回采率为94%，要对煤层的开采现状进行数据分析，整合前期的勘探信息进行综合规划。随着煤层厚度的增加，回采工作的各项环节也会愈发复杂，提高了工作面回采的整体难度。

1.2 工作面回采技术水平

煤矿综采工作中的回采技术是影响工作效率的因素，技术的使用与技术水平具有可控性。要将技术选择作为工作出发点，清楚认识到工作面回采技术是影响回采效率的重要因素。回采技术水平的重要性体现在布局设计及采煤技术中，回采布局设计包括矿井筒形式、巷道的拓展等，只有确定回采布局设计的准确性，才能确保后续工作的顺利进行。布局设计中，矿井井筒的不同形式会导致回采方式的不同，使回采资源应用率发生改变[1]。采煤技术的选择是影响回采效率的关键，煤矿综采方式能够通过高水平的自动化与机械化技术，大幅度提高工作面回采效率，有效增加回采效益。从整体上来看，煤矿综采工作面回采技术的应用是影响回采效果与质量的重要因素，对于工作发展具有较大影响。

2 提高煤矿综采工作面回采效率的有效途径

2.1 优化回采前的煤矿盘区设计

为了保障煤矿综采工作面回采效率，达到预期的工作效果，要将煤矿盘区的设计作为工作落脚点，结合场地的实际情况进行设计优化。要根据煤矿综采现场区域的实际情况，选择科学合理的优化方案，结合鹤岗煤矿综采工作为例，通过扩大煤矿综采面积，来优化煤矿工作面回采划分长度较大的区域。为了减少煤矿综采工作中的资源浪费，通过优化煤层近距离的安排方式来协调煤矿综采布局。为了避免内外交错布置影响工作效果，将其布置方式转变为平错式，使后续的回采工作更加协调。要优化煤矿盘区设计，根据现场实际情况来调整工作面回采方式，运用连续回采技术工艺，适当采用旺采面的方式来采集煤层的边角地段，降低采集量损失和回采工作技术难度。工作面回采过程中，要在协调技术应用的基础上，通过优化工作方法来提高煤矿工作面回采深度，提高回采速度，优化回采工作质量。在优化煤矿盘区时，可减少矿井巷道的布置，科学合理设计巷道位置，达到减少煤柱损失的目的，针对该地段内煤层性质的差异，采取炮采及探采等综合采集方式进行工作面回采，使工作经济性得到显著提高，提高煤矿综采工作面回采工作的整体效率[2]。

2.2 加强对煤层地质条件的勘察

在煤矿综采中，近距离煤层群的煤层具有赋存的自然条件，常见的煤层之间基本保持较窄的距离，煤层之间的状态与性质都会影响综采工作。不同地区的煤层地质条件存在差异，部分地段以泥质粉砂岩性质为主，容易在采煤工作中受到压力的影响而造成崩塌现象，容易对煤矿综采及工作面回采造成较大的威胁。针对此问题，要在煤矿综采前做好地质条件勘察，防止工作中出现异常现象，提高采煤工作的安全性。以鹤岗龙煤地质构造分析与勘察为例，该矿区的整体地势呈倾斜状态，自西向东倾斜，以南北走向为主要特征。从煤层总厚度的勘测结果来看，该煤区内的煤层厚度为1 288 m，大多数区域以单斜结构为主，整体倾角在10°～39°，总共包括36个煤层与23个可采煤层。针对煤区地质条件信息进行勘测与数据采集，能够为煤矿回采工作提供更多的信息，根据煤层地质条件，工作人员能够合理选择采集方式，防止采煤作业中出现卡链、断链等事故。

2.3 提高综采工作面回采参数的准确性

在部分煤区中，煤矿综采工作面的煤层仅保持了较小的倾角，需要煤矿综采工作面的回采工作保持高精度作业，才能提高工作效率。应根据勘察数据信息，结合煤矿开采条件及现场煤层分布情况，对机械设备的位置进行有序调整，协调后续的采矿环节。机械设备的设置应保持合理的走向长度，煤矿综采工作面的走向长度应设为300～1 000 m，在符合煤矿综采工作面设置极限的基础上，扩大工作面长度，减少采煤机组的消耗，协调采煤机组之间的时间分配，提高设备利用率。要将煤矿综采工作面的地质情况及设备的性能水平纳入考量范围，以合理的方式开展煤矿综采工作面回采作业，保障各项环节符合工作原则的具体要求，提高整体质量与效率。

2.4 做好煤矿综采工作面回采工艺的选择

常规的回采工艺包括各出口的支护工艺、开采后的煤矿运输工艺及进刀方式的采集工艺，在实际工作中，应妥善选择科学可靠的工艺类型，确保各项工作环节相互协调，优化回采效果。以鹤岗煤区的回采工作为例，为适应煤区内部较为复杂的煤层条件，确保回采工作的有效开展，采用中部进刀开采方式，有效降低了因煤层厚度不同对开采造成的影响。及时将回采后的煤矿运输至指定地点，做好运输设备的衔接，选取多项设备与双向运输道的运输方式，解决运输问题，设备容量的提高能够有效增加单位时间内的煤矿运输量，提高煤矿综采工作面回采效率。应保障不同出口的支护安全，采用可伸缩的拱形支架进行基础支护，提高支护结构拆卸与安装的便捷性，采用锚索与锚网结构作为出口的支护结构，提高出入口支护结构的稳定性，为煤矿综采工作面的回采安全性提供保障[3]。

2.5 优化现场设备与技术推广

为提高煤矿综采工作面的回采效率，要重视技术与设备创新，解决技术应用的缺陷与不足，推广新的工作技术与设备，保障回采效率的稳步提高。现场技术与设备优化体现在多个方面，应结合煤区现场的实际情况及地质综合条件，妥善选择开采设备。为了进一步提高煤矿资源的回采率，可以适当采用长臂开采设备来辅助采煤，该设备包括液压支架、采煤机及工作面板等结构，在割煤过程中，采煤机能够在设置好的区域内进行工作，并将煤块堆积在刮板输送机上，便于运输。在完成割煤工作之后，长臂液压支架能够根据程序移动至新的工作位置，防止设备占地阻碍通道，这样不仅能提高煤矿综采工作面回采工作的可控性，实现设备的单独控制，还能有效降低设备使用的运营成本，提高煤矿资源的采收率，避免在割煤过程中造成资源浪费。应结合工作的实际需要选择合理的设备或技术，将回采工作分为多个工作环节，运用机械设备统一进行采集，提高煤矿回采效率。

2.6 调整工作方式，减少煤炭量损失

要提高煤矿综采工作面回采工作效率，不能只加快采集速度，还要减少煤炭量的额外损耗，增加回采工作的整体效益。要调整工作方式，避免出现疏漏，优化工作效果。出现煤矿损失的主要工作区域集中在分层综采工作面中，要采用合适的采集方式，如借助高效率的钻孔装置来优化封孔与钻孔效果，避免割煤过程中出现较多的煤矿掉落问题，达到加速抽放瓦斯的目的。防止在切割岩石的过程中出现较大的火花，避免煤矿及其他物品出现引燃现象，要采取支架隔护的方式，减少切割岩石过程中的火花迸射现象。应对割煤后的煤矿运输进行全面考虑，利用刮板运输机等设备进行运输，防止煤层上方崩落而造成开采浪费，切实做好资源的合理运用。

2.7 针对煤层构造应力完善安全预防措施

在煤矿回采工作中，岩层移动量的大小及移动方向和幅度都会受到煤层构造应力的影响，应妥善处理煤层构造应力的影响，提前制定有效的安全预防措施，减少安全隐患。以鹤岗矿区的采矿工作为例，该地段煤区内的大部分煤层受到挤压构造应力场的影响，在开采煤层之前，煤层的侧向挤压力依然存在，煤层顶板往往会出现弯曲变形的现象。针对此问题，应提前构筑支架设施，结合勘察数据，对可能出现构造应力影响的煤层进行支护，避免开采过程中出现安全事故。由于该地区岩石的抗拉强度较低，在割煤过程中，岩层的连续性容易受到拉张力的影响而出现崩裂。应采取动力较低的机械设备或开采振幅较低的机械进行开采，防止煤层受到重力影响而出现崩塌现象。

2.8 建立完善的资源回收管理体系

在煤矿综采工作面回采中，减少不必要的资源耗费，建立相应的回收管理体系，提高煤矿资源回收管理水平。坚持科学的管理理念，增强煤矿综采工作面的现场管理能力与水平，例如，针对煤矿回采的各项工作环节设置监督体系，要求监督人员合理按照工作章程与原则完成开采工作，合理设置安全预防措施，提高煤矿回采工作各环节的协调性。可以通过强化培训的方式，帮助工作人员树立正确的工作意识与原则，减少煤矿回采中的疏漏，为提高回采效率奠定管理制度与体系基础[4-10]。