煤礦復采開采技術研究與實踐

賴立學

【摘要】當前我國煤礦平均資源回收率僅能達到30%，還不到世界先進水平的50%，其回收節能潛力非常巨大。因此，結合礦井實際情況，采取合理的技術措施進行礦井復采，有效提高煤礦平均資源回收率，對提高煤炭開采經濟效益，降低煤礦企業煤炭開采綜合成本等，具有非常重要工程應用研究意義。

【關鍵詞】礦井復采;煤炭回收率;延長服務年限

開灤集團公司荊各莊礦1196F綜采工作面位于一水平東一采區，工作面兩巷均布置在實體煤中，支護形式為架棚支護，斷面為10.5m2，棚距500mm，工作面走向長度平均277m，傾向長度平均98m，工作面采用66組ZY3200-13/32型掩護式液壓支架支護，工作面平均煤厚7.37m，煤層傾角3～10°，平均6°，直接頂為9m厚的粉砂巖，頂板比較穩定，底板為碳質泥巖。該工作面北部為1192Ⅱ采空區1194EⅡ采空區，南部為1190運煤巷、1190聯絡巷，西部為1194EⅡ采空區、1194Ⅰ采空區、1194Ⅱ采空區、1196Ⅰ采空區、1196Ⅱ采空區，東部為F3斷層防水煤柱。該工作面瓦斯的絕對涌出量為0.29m3/min;二氧化碳的絕對涌出量為0.75m3/min;煤塵爆炸指數為44.17%;煤層自然發火期為2個月。

一、復采技術方案的比選

進行礦井煤層復采時，為了確保井下煤炭資源回收作業具有較高的安全可靠性和節能經濟性，應根據煤層實際特性，合理選擇復采方案并優選先進的機械化采煤工藝設備。目前，殘煤回收領域通常采用壁式開采煤法、柱式采煤法以及充填式采煤法等三種方法。其針對荊各莊礦1196F綜采工作面現狀和特性，經過仔細研究和比選論證后，決定采用壁式采煤法。

二、工作面出口支護方式的選擇

（1）工作面選用66組ZY3200-13/32型掩護式支架進行支護。

（2）工作面上下端頭支護

在結合工作面實際地質和截面等因素后，經綜合計算分析工作面上下端頭決定采用HDJA-1200型金屬鉸接頂梁和DW25-250/100（或DW31.5-200/100）單體液壓支柱配套進行綜合支護，其梁距設計為450±50mm，機頭機尾上方控頂區采用雙楔鉸接梁方式保證插齊橢圓銷，并用大錘打上勁到適當部位。在支架邊至鉸接金屬頂梁間加臥一塊長×寬×厚（3000×170×160）mm3的硬方木或1/2φ180×3000mm3半圓木，一板至少配置三柱，并配合DW25-250/100（或DW31.5-200/100）單體液壓支柱進行綜合支護，以確保硬方木隨推采往前串，以滿足現在回采需求。

（3）上、下出口支護

在支架安裝過程中，上、下出口超前工作面煤壁約4～10m時應提前替回金屬拱型支架，并采用長×寬×厚（3000×170×160）mm3的硬方木或1/2φ180×3000mm3半圓木，并配合DW25-250/100（或DW31.5-200/100）單體液壓支柱及HDJA-1200雙楔金屬鉸頂接梁沿工作面打走向托梁。單體液壓支柱必須按照要求打在硬方木或半圓木與HDJA-1200雙楔金屬鉸接頂梁相交點的正下方，并沿上、下出口各進行3趟，若巷道因受到動壓影響較大時可在3趟后加打一趟托梁。

三、煤礦復采技術現場安全管理措施

（一）現場頂板管理

1.減壓區應采取以護頂為主、支次之的綜合支護方案;壓力集中區則以支撐為主，并結合卸壓槽、硐等輔助方式進行綜合管理。

在煤礦回采過程中應及時探明和分析工作面的特性情況，并制定有針對性的改進方案和治理對策。

2.對于礦井作業區域內如果存在偽頂、偽底和頂底煤等問題時，均應按照三軟進行對待，同時應根據實際情況加大支護密度和強度。

3.嚴禁超高采煤，嚴格跟煤底推采，撇底煤時，支柱必須穿鐵鞋。

4.加強工作面兩端頭、上下出口和兩巷超前維護，確保出口高度不低于1.8m，寬度不小于0.7m。

5.回采過程中，機組割煤后，支架前梁必須及時伸出頂至煤壁，支架及時拉超前，如果有冒頂、偏幫危險時，及時做好超前板維護好上頂。

（二）防治水

1.根據采空區積水量，合理圈定出“三線”范圍，回采時，必須按排水設計配齊排水設施，保證排水暢通。

2.工作面發現有透水預兆（掛汗、空氣變冷、出現霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或裂隙出現滲水）時，必須停止作業，撤出人員及時匯報調度室。

3.發生水害事故時，應認真分析判斷災情，迅速向調度室匯報，及時向可能受危及區域的人員發出警報通知，在加強防護、保證自身安全的前提下，積極妥善地組織挽救工作。

（三）防瓦斯

1.加強通風管理，確保工作面正常需用風量。嚴禁無風作業和微風作業。

2.加強瓦斯檢查和監測。瓦檢員必須認真履行“一炮三檢”和瓦斯牌板制度，及時掌握工作面回風流、回風隅角、高冒區瓦斯濃度的變化情況。回采工作面回風隅角要懸掛一臺瓦斯監測報警儀，并處于常開狀態，對工作面瓦斯進行監測。

3.當局部瓦斯積聚時，應及時向瓦斯積聚的地點加大風量，稀釋并排除局部積聚的瓦斯。

（四）防滅火

1.加強管理，使采空區少殘留浮煤，使底板不遺留浮煤，并使上下順槽可燃物料及時回收。

2.由于采區最易發火的地點為停采線、煤柱，所以工作面停采后，要及時進行永久性封閉，實行預防性注漿防火。

3.認真做好堵漏工作，隔絕老塘供氧條件，加強密閉施工質量，設專人經常檢查，發現問題及時處理。

4.必須按規定進行通風阻力測定，控制我礦的通風負壓和采區回收工作面進回兩端的負壓差，不超過規定以減少礦井內部煤柱和采空區漏風。

四、結語

（一）經濟效益

1.1196F工作面在進行相應規劃設計和防護處理后，成功實現了煤炭復采回收，共采出煤炭資源24萬多噸，若按原煤單價為400元/噸進行估算，可以為煤礦企業帶來約9600萬元的經濟效益。

2.1196F工作面開采了5個多月時間，在礦井接續極為緊張的不利情況下，進一步延長了礦井服務年限，從而為礦井接續贏得了緩機。

3.為礦井其它采區復采積累了豐富經驗，打下了良好基礎。

參考文獻：

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