煤礦邊角煤開采技術的應用分析

張寶臣

摘 要：隨著各行業對煤炭資源的需求不斷增加，回收邊角煤成為一種必然的趨勢。在對邊角煤進行開采時，實施一套高效合理的技術措施，能夠將邊角煤的回收率顯著地提高，同時降低礦井內呆滯煤的量。基于此，該文主要針對煤礦邊角煤開采技術的應用情況進行了分析。

關鍵詞：煤礦 邊角煤 開采技術 應用

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（c）-0076-02

隨著煤產業的飛速發展，大規模的機械化開采技術的進軍，不斷更新的生產方式與正規的開采布局，使得現有的生產采煤區殘留下各種小煤柱及殘塊，即邊角煤。此外在進入21世紀后，能源日益緊缺，為了實現煤礦的可持續發展，邊角煤回收成為一項重要的措施。因此，在煤礦開采工作中，應從煤礦的實際特點出發，對采區邊角煤的現狀進行分析，在現有的設備下，根據煤礦的地質構造等對開采區邊角煤實施全方位的開采。

1 實例概述

某特大型現代化煤礦，設計年產量350萬t，在1993年時投入生產開采，主采3層煤。目前，生產產區分為三個，一采區、四采區以及十四采區，在三個采區中四采區與十四采區已基本完成開采。在之前的開采中，由于開采技術有限加上地質等因素的影響，有部分區域形成了一些邊角煤柱，據估計采儲量可達350萬t。在國家實現可持續發展的號召下，該礦意識到邊角煤的開采與回收能夠為可持續發展做出巨大的貢獻，且呆滯的邊角煤會加大以后的開采難度，還有可能以后都無法開采出來，造成資源浪費。所以，該礦決定在當前的生產系統之下，應用現有的生產設備及工藝，轉變傳統的開采方式，以停采線調斜停面、先放頂煤后綜采等方式將邊角煤捎帶采回。由于應用新的開采方式能夠將邊角煤的開采回收率大大提高，同時降低呆滯煤的量，并取得良好的回收效果，探索出一套高效合理的安全技術體系。

2 邊角煤采區狀況分析

（1）對頂板與煤層巖性的分析。觀察邊角煤采區的整個煤層情況，開采工作面的對象主要是上下部的3號煤層。觀察整個煤層的穩定性可知，其賦存狀況比較穩定，整個采區都不存在開采困難，其指數表現上位1。位于該采區的邊角煤煤層厚度在6.08m到6.47m直接，平均厚度達6.16m。其煤層的傾角度數位于13°～20°之間，平均傾角達到16°。整個煤層的地質狀況較好，沒有特別惡劣的地質破壞的現象存在，采區的通風設備以及水土保持等條件都較好，整個開采過程都比較嚴謹。（2）對其區域狀況進行分析。整個邊角煤采區的都處在一種較好的狀況之下，邊角煤的煤柱也無偏差的現象存在。在對其開采的整個過程中，生產系統相對比較完整。此外，查看邊角煤的煤儲量，相對還是比較可觀的。在開采過程中，其中一個采區的分段中，邊角煤的儲量尤為豐富。該地段的邊角煤所處的地質條件較好，且地段表現完整。所以，開采該區域的邊角煤，可行性更大。此外，放眼整個煤礦發展，為了盡可能地將煤礦的服務年限延長，使煤礦的存量達到最大化，在綜合開采邊角煤的基礎之上，應該不斷提升整個煤礦開采量，進一步增強煤礦企業的市場競爭力。

3 邊角煤開采技術的應用分析

3.1 開采原則

（1）充分利用現有的生產系統，減少投入，確保生產安全進行，同時做到集中管理和生產邊角煤。（2）新作面的開切眼可能會使周邊產生出以后都無法開采的塊段，應先對邊角煤進行開采，再進行正規工作面的回采。（3）在開采前進行充分的調研工作，根據不同邊角煤的特點與賦存的狀況，擬定科學合理的開采技術方案。（4）工作面的設置可根據不同的情況進行設置，但應盡可能地提高煤資源的回收率。（5）在開采過程中，由于搬加移面比較頻繁，還可能隨時添減設備，因此對于工作面的配套設備，要輕便、靈活，易于搬運。

3.2 設備的選型

在對頂板和煤層的情況進行分析后，將該工作面的采煤方法定位走向長壁綜采放頂煤一次采全高，對頂板采取完全垮落法進行管理。依據礦井多年的開采經驗，將采高定位2.8m，放煤步距定位0.8m，即一刀一放的放煤工藝。目前，對于邊角煤的開采，國內已有豐富的經驗，比較常見技術為“輕放”技術。“輕放”技術的優點較多，如重量較輕、設備投資偏少、支架體積較小、勞動強度比較低以及安全性較高等。由于該區域的邊角煤的工作面煤層較厚，且屬于矩形塊段，為了用最短的時間將煤炭資源回收，同時實現經濟效益最大化，且確保整個開采過程安全實施的前提下，所以該礦選擇的裝備是“九五”攻關設備。設備的型號及名稱為ZTF6500/19/32型液壓支架、SGZ1000/1050 型前部刮板輸送機 、SL300（AC）型采煤機、SZZ1000/400型轉載機、DTL100/100/3×200型膠帶輸送機等相關機器。在回采期間，通過一次增加設備完成工作面的延長工作，使回工作能在較短的時間內完成，從而獲得比較滿意的效益。

3.3 巷道的布置

在該邊角煤開采區，其工作面的開采將采取綜放工作面的生產系統。首先是將工作面上的切眼導硐上段、順槽等一些巷道掘出，然后再將切眼等鑿出，由此構成工作面的回風系統和煤流運輸。其次將由西翼七中將進風通道和聯絡巷安裝好后，即可與工作面軌道的順槽相聯，從而構成工作面的輔助運輸與進風系統。對于采面的回采順序，一般是對西工作面先進行開采，再對邊角煤的工作面進行回采。通過該接續安排與巷道布置，能夠將巷道的掘進量減少，同時又能將區域內的全部設備運用充分完全。此外，在邊角煤的開采過程中添減支架是其中一項必不可少的工序。為了讓此項工序更加方便且快速，通常可以將回采巷道上的工作面設計成不規則或是不等長的臺階狀變化，同時將皮帶順槽盡可能地設置成直線布置。此外在端頭不設支架，對于過渡支架應盡可能取消，這樣不僅安放撤走支架比較方便、靈活，而且對于膠帶輸送機的布置以及皮帶順槽內轉載機的布置也更有利。

3.4 調面的措施

當邊角煤工作面回采開始時，起初的工作就是找到工作面刮板運輸機，可通過一個大斜刀找到。其次就是可以分別從距機尾1/3、1/2、2/3處定線，推進方式可采取只進機尾但不進機頭的方式進行。將以上工作進行幾個循環之后，依現場具體情況而定，看調面是否需要采取進半峒機頭兩峒機尾的方式推進一個循環，之后再采用上面的方法繼續進行調面。需要注意的是，整個調面的過程是否需要采用大斜刀調面，是依據支架的拉移情況以及運輸機的移動方向而定的，以避免支架出現咬架或是擠架的情況。

3.5 調面期間的工作面運輸機的控制

當推進工作面調面時，工作面的傾斜長度也隨之減小，需將其中一部分的運輸機溜槽撤出。在生產中，必須保證運輸順槽內轉載機和運輸機的合適搭接長度，才能夠確保運輸機能夠準確及時的朝機尾的方向移動。當運輸機上移量比較小時，而導致卸煤寬度也小時，為了促使往機尾移動，采用了單向推移方式，即單向的每刀從機頭向機尾方向移送運輸的，采用每刀從機頭向機尾方向推移運輸機的單向推移方式，促使運輸機往機尾移動；為了保證運輸機不拉循環媒并且能夠正常運轉，同時為了避免運輸機上移量過大，避免造成運輸機與轉載機之間的距離過大，超過正常搭接長度，則采用了單體液壓支柱下移運輸機的方式。在進行單體液壓支柱下移運輸機操作時，首先在移架時要留1組液壓支架少移半炯進尺在每10組液壓支架之間，同時不使運輸機發生移位。除去拖后的液壓支架與運輸機的連接銷子，然后要收回千斤頂，同時單體液壓支柱的一端頂在支架下側運輸機溜槽11的肩窩處，液壓支柱的另一端則需要頂在拖后液壓支架的底座箱側；中一體液壓支柱采用的是從機尾向機頭推進運輸機，進行對單體液壓支柱供液，從而促使運輸機下移的支架操作網遠距離供液方式。在運輸機推移結束后，要拆除所有的單體液壓支柱，對于拖后的液壓支架進行插板以及尾梁前移，使得進尺足夠并且保證連接銷子插好。若后部運輸和工作面前下滑上竄不同時進行，則應當采用單向拉移的方式調整后部運輸機，并且應當以前部運輸機為準。

3.6 撤除液壓支架

為了使得工作面由面內逐漸上移到軌道順槽內，從132#移動到134#架，需要調面以及很好的控制運輸機。在通過采用輔助拉移裝置使得順利進入順槽的液壓支架進行前移之前，需要由現場情況來適時的撤除運輸機溜槽。軌順進尺是51m，運順進尺是3.5m，而工作面生產4人后。134#架移動量是4.8m，當134#架從軌順側煤壁以里0.3m移動到距軌順不采側煤壁0.3m時。在進行全礦停產檢修期間，使132#、133#、134#三組液壓支架被順利的撤除，同時工作面的回采階段正常進行。

3.7 回采期間采用的手段

我礦為了使工作面的順利進行得到保障，同時結合我礦豐富的生產經驗，并且依據現場所面臨的具體問題，決定采取以下的措施：（1）及時的整改供液管的漏液現象，及時更換損壞的漏夜立柱安全閥，嚴格保障支架接頂的嚴實強度，使之達到初撐力的標準，支架要求始終處在良好的狀態之下。進行工作面頂板的嚴格管理，拉移支架必須嚴格按照要求進行。（2）保證支架活柱有充分的伸縮量，當面臨工作面壓力異常時，推進速度必須要快，同時采高要得到合理的控制，對工作面的支護強度也要進行加強。（3）在面對過老巷的情況時，應提前做好準備工作，盡可能的使工作面不出現冒頂、初撐力不足以及頂板破碎等不良情況，應事先創造良好的過老巷條件。（4）通過對支架初撐力工作阻力分布、工作面巷道“十字”測點圍巖變化、巷道頂底板及兩幫圍巖變形以及工作面周期來壓前后對照等工作的相關展示圖、表的研究分析，了解工作面巷道圍巖變形的影響程度，從而及時的加強超前支護、采取打卸壓孔等措施，保證工作面生產的安全進行。

4 結語

總之，在開采邊角煤時可以從兩個方面來進行。一是應盡量利用現有的生產系統，在開采前進行充足的調研，針對不同邊角煤的特點與賦存的狀況，在技術可行且安全性高的條件下，擬定科學合理的技術方案，確保資源高效回收。二是采用綜放回采工藝。該方式安全經濟且優質高效，不僅能夠增加邊角煤的回收率，而且能夠降低工人的工作強度。在綜放回采上，若邊角煤技術能夠獲得整體的突破，那獲得收益將會更可觀。

參考文獻

[1] 沈永祥，徐金海.邊角煤的高效短壁開采實踐研究[J].能源技術與管理，2007（1）：14-16.

[2] 葉根喜，姜福興，劉鵬亮，等.邊角煤高回收率高效開采工藝設計與優化[J].北京科技大學學報，2007（7）：655-659.

[3] 李振安，劉寶月，于德磊.邊角煤開采技術的研究與應用[J].煤炭現代化，2009（4）：23-24.

[4] 郭志偉，王洪存，褚紅偉.淺談鄧家莊煤礦邊角煤開采方法[J].山東煤炭科技，2011（4）：147-148.