煤層復采開采技術的應用研究

李海濤

（山西蘭花集團莒山煤礦有限公司，山西晉城048000）

由于煤炭屬于不可再生能源，同時也是我國經濟發展重要的能源結構的組成部分，因此煤炭開發顯得非常重要。依據我國對能源的需求來講，在較長的時期內我國煤炭主體地位并未發生變化，煤炭消耗總量占據總能源消耗的一半以上。

在開采煤礦時，通常表現為煤礦回采率低，因此會產生較大的資源浪費。通常調研發現導致回采率低表現為：礦井設計不科學、回采設置不合理等等，尤其對于規模比較小的企業，其采用的開采技術相對落后，進而導致出現大量的資源不能較好地實現回采[1]。要想能夠實現煤炭資源的可持續發展，最大限度地實現煤炭資源的回采，進而必須加大開采力度，從而可以回采殘余的煤炭。當前由于經濟的高速發展，使得我國在煤炭方面的需求急劇增加，進而導致我國煤炭儲量越來越少。因此，煤礦行業的技術人員需要對煤礦中的殘留煤進行回采[2]。

1 復采煤礦概況

對于2017 復采工作面而言，其地面標高為810～950m，工作面長度大致可以達到98m，走向長度可以達到306m，對應的開采工作面長度為266m。經過統計可復采總面積可以達到22505m2，可以復采煤炭總賦存數量達到170kt 左右。圖1 表示相應的2017 復采工作面平面布置[3]。

通常分析2017 工作面發現，在東部與中部位置存在較多的實體煤，同時在工作面起始位置也包含兩個面積較大的煤柱，以及在平行空巷內也存在煤柱，其中煤柱的寬度可以達到12～22m的范圍內。其中巷道寬度跨度比較大，其范圍在3～20m之間。

圖1 2017復采工作面平面布置圖

2 復采煤層開采技術應用分析

2.1 采煤方法確定

依據煤礦的實際選用如下兩個開發方案：綜采采煤技術、綜采放頂煤采煤技術。通過依據開采經驗，不管使用何種開采方式，都要保證復采工作的安全性。在開采時運用放頂煤采煤的形式，進而能夠有效地提高回采率。在使用放頂煤采煤的過程中，通常可以使用自重實現放煤，借助各種煤層實現開采作業。該方法的缺點是在煤口位置能產生較大的煤塵[4]。經過考慮發現復采作業選用放頂煤采煤方法。

2.2 采煤參數的確定

將ZZ4000-17 型液壓支架運用到2017 工作面上，同時對工作面現場礦壓檢測發現，該支架可以優化頂板結構。在對工作面實施測量時得到支架的最小支撐力范圍在64～187kN 之間，相應的液壓最大支撐架范圍：2762～3893kN，該數值與理論保持一致[5]。

在2017 復采工作面存在一定的應力集中，以及受到采空區的影響從而導致工作面煤壁極易產生滑幫現象。因此，在對2017工作面進行復采時，可以選用多進度與小循環的工作方式，進而控制頂板與煤壁，通常循環進度可以設置為0.6m。與此同時，保證工作面支架不能位于采空區位置，在實施開采的過程中，必須使得端頭超過端尾10m左右。同時需要依據殘留煤柱具體狀況，從而可以對工作面實施調斜。

3 復采工作面開采技術研究

3.1 過煤柱頂板管理技術

過煤柱超前作業時，超前探測必須做到位，工作人員必須充分掌握煤柱的具體情況。借助物探以及相應的鉆探等形式實現對工作面前方存在的積水以及相應的積氣狀況等進行監測，進而可以有效地掌握殘留煤柱的具體尺寸。在作業之前，只有將瓦斯以及積水排除之后，才能夠實施復采。當使用超前探測檢測到煤柱之后，還應該對是否存在空巷進行檢測，進一步了解殘留煤柱的破碎情況，通過分析超前檢測數據制定出合理的方案，進而確保可以優化復采安全系數[6]。

假如在開采時煤柱的寬度較大，那么在集中應力的作用下極易導致液壓支架出現故障。同時進一步導致片幫加深，進而出現冒頂與漏矸石現象。為此需要借助人工的形式對液壓支架進行反復的操作，進而可以有效地處理頂煤，從而可以有效地釋放頂板壓力，進一步提升開采效率，優化煤炭資源達到復回采。當在實施作業遇到片幫較寬時，必須對煤幫實施加固優化，進一步提升煤體的抵抗力，進而能夠有效地避免出現漏矸的現象。

3.2 復采過程中積水處理技術

在處理采空位置的積水時，必須進行物探與鉆探相結合的探測方式，進而可以根據采集數據進行分析，從而不僅可以對冒裂帶的影響情況進行預測，以及保證采煤工作面設置充足的排水裝置，以此達到排水的效果。

（1）在設置開采巷道之前，應該對周圍水害進行全面的了解，必須掌握采空區域積水量以及積水面積，對臨近礦井積水問題進行分析，尤其要充分考慮雨季突發洪水問題[7]。

（2）實施復采作業之前，首先使用物探與化探的形式實施探傷，對積水源進行檢查，緊接著可以選擇合適的補給通道。在對煤柱附近采空區進行分析，將相關的信息設置在采掘作業圖紙上面，在開采作業的過程中可以依據圖紙作業。

4 結語

在對煤礦實施復采可以加大煤炭資源的使用率，不僅可以為煤炭行業帶來新的活力，而且能夠解決我國能源問題。因此在對殘煤區域實施復采時，應該充分考慮井下工況。借助合適的復采技術，不僅優化復采效率，而且能夠提高煤炭資源的開采量。與此同時，在實施復采時，借助相關的技術實現對積水的探測，同時依據相關數據編制行之有效的作業流程，為復采作業提供安全保障，進而能夠最大限度地提高煤炭復采效率。