試論煤礦邊角煤開采技術(shù)

＊張如瑞

（中陽縣煤炭工業(yè)管理中心 山西 033400）

現(xiàn)如今隨著社會的快速發(fā)展，各行各業(yè)對煤炭的需求愈加旺盛，在科學(xué)技術(shù)的支持下，煤炭的開采技術(shù)也更加先進和完善，但是不可否認(rèn)的是，在一些大規(guī)模的開采過程中，在礦井中通常會留有少量的殘次品，這也就是我們所說的邊角煤。若想實現(xiàn)煤炭資源的最大利用，相關(guān)部門和人員就一定要采取有效措施對邊角煤進行充分的回收利用，最大程度的避免資源浪費，煤礦企業(yè)也要結(jié)合礦井的實際情況，對邊角煤的生產(chǎn)技術(shù)進行創(chuàng)新研究。

1.邊角煤的形成原因分析

在礦井的開采過程中，很多因素都會導(dǎo)致邊角煤的產(chǎn)生，最常見的原因有以下幾點：

一是，在煤礦綜采過程中，開采人員沒有嚴(yán)格按照開采要求進行施工，而是存在著私采亂挖的情況，這就會因為開采不合理而導(dǎo)致邊角煤的產(chǎn)生。這種不規(guī)范的施工行為一部分是因為開采人員的基本素質(zhì)不過硬，無法在開采過程中隨機應(yīng)變；還有一部分是因為采用的設(shè)備、技術(shù)相對落后，不能滿足實際的開采要求，因而導(dǎo)致邊角煤的產(chǎn)生。

二是，如果開采設(shè)備和開采技術(shù)都不存在問題，但是在對煤礦的切割過程中因為角度偏差，也會導(dǎo)致一些邊角煤的產(chǎn)生。

三是，由于煤礦的形成年代與煤礦的地理位置各不相同，因此在開采過程中十分容易遇到復(fù)雜的煤層地段，這就不可避免的會在開采過程中存在一定的邊角煤，在這種情況下產(chǎn)生的邊角煤具有更大的開采難度。而且在煤礦的綜采過程中，開采人員也難以保證徹底開采，也會遺留一部分邊角煤。

雖然在煤礦的開采過程中，邊角煤的形成不可避免，但是受煤礦的地質(zhì)形成條件與開采技術(shù)的限制，我國的煤礦邊角煤開采有著很大的上升空間，這就需要政府部門提供一定的政策支持，促進煤礦企業(yè)引進新設(shè)備與新技術(shù)。而且一些邊角煤處于煤礦的斷層位置，具有很大的開采難度，相應(yīng)的開采機械根本無法發(fā)揮出價值，所以必要時需要利用人工進行開采。

2.邊角煤的主要特征

首先，礦井中的邊角煤存量較大，而且形狀大多不規(guī)則，一些形狀各異的邊角料不能與煤礦企業(yè)的開采設(shè)備相匹配，對開采設(shè)備有著更高要求，同時也會占用一定的礦井空間；其次，邊角煤層的厚度大多不穩(wěn)定，因為地質(zhì)構(gòu)造的變化會導(dǎo)致煤層厚度的變化，在沖刷、斷層等地質(zhì)影響下，邊角煤的賦存厚度會發(fā)生明顯變化，進而導(dǎo)致整個開采過程具有非常強烈的不確定性，而且地下水系也會對地質(zhì)構(gòu)造造成一定影響，這些因素都會加大邊角煤的開采難度；最后，邊角煤大多產(chǎn)生于破碎嚴(yán)重并且具有較大頂板壓力的位置，這會進一步改變煤炭的賦存狀態(tài)，因此對開采技術(shù)也有著更高要求，同時開采危險性也被進一步增大。

3.邊角煤的開采原則分析

（1）科學(xué)設(shè)計開采方案。在正式進行邊角煤開采作業(yè)時，技術(shù)人員一定要對礦井的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行深入分析，進而明確開采方案，確保在開采過程中不會對地層帶來影響，同時要盡量控制作業(yè)面的長度，最大程度的保證開采安全。

（2）融合各種開采方式。因為邊角煤的形成原因相對復(fù)雜，而且在開采過程中工作人員還需要面臨著十分復(fù)雜的地質(zhì)條件與礦井環(huán)境，所以在開采過程中技術(shù)人員可以綜合使用多種開采方法，針對不同的邊角煤開采位置，采用更加合適的開采技術(shù)，確保邊角煤可以實現(xiàn)最大程度的回收利用。在開采之初，開采人員可以采用炮采、調(diào)采等方式為后續(xù)的正式開采奠定基礎(chǔ)，然后再結(jié)合綜采面的實際需求采用合適的開采方法。

（3）收集資料數(shù)據(jù)。礦井的綜采過程絕離不開各種數(shù)據(jù)資料的支持。所以在進行邊角煤開采時，技術(shù)部和測量部一定要為開采隊提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)，幫助他們判斷煤炭的賦存位置和賦存量，技術(shù)人員只有在此基礎(chǔ)上才能設(shè)計出更加科學(xué)的開采方案，實現(xiàn)邊角煤的最大開采。

（4）提高開采率。作為一種不可再生資源，地球上的煤炭儲量已經(jīng)日益減少，為了能夠為社會發(fā)展提供充足的能源供應(yīng)，煤礦企業(yè)在進行中產(chǎn)過程中一定要提高煤炭開采率，實現(xiàn)煤炭資源的最大利用，確保對邊角煤的徹底開采。

4.煤礦邊角煤的開采技術(shù)分析

（1）壁式回采。由于邊角煤的形成原因不同，所以在開采邊角煤時技術(shù)人員一定要結(jié)合煤層的實際情況制定出有針對性的開采方案。如果邊角煤的存量較多，那么技術(shù)人員一定要對邊角煤的分布情況進行詳細(xì)了解，合理布置作業(yè)面，在布置作業(yè)面時應(yīng)該將綜采面劃分為多個小區(qū)域，以此來實現(xiàn)對邊角煤的徹底開采。

壁式回采技術(shù)是一種十分常見的邊角煤開采技術(shù)，可以起到較好的應(yīng)用效果，但是在應(yīng)用過程中也存在著一定問題。例如，如果邊角煤以不規(guī)則的形式出現(xiàn)，那么開采的機頭和機尾就會存在長短不一的情況，此時技術(shù)人員就需要配合使用調(diào)采技術(shù)來改變機頭與機尾的長度，進而實現(xiàn)對邊角煤的充分開采。在開采過程中，開采工作面的長度也會相應(yīng)變化，那么與之相匹配的支架數(shù)量也會隨之改變，支架數(shù)量會在一定程度上影響開采，甚至在開采過程中導(dǎo)致支架翻轉(zhuǎn)或者調(diào)轉(zhuǎn)方向等問題產(chǎn)生，所以這也就需要技術(shù)人員必須能夠充分分析邊角煤的分布情況，科學(xué)設(shè)計邊角煤開采區(qū)域，進一步提高邊角煤的開采效果。

圖1 煤礦巷道的布置方式

（2）掘進穿采。通常情況來說，礦井中邊角煤的存量并不確定，但是邊角煤的儲存量與占地面積大多成正比，也就是儲存量越多占地面積越大。所以壁式回采技術(shù)在應(yīng)用過程中會受到一定局限，為了實現(xiàn)對邊角煤的最大開采，技術(shù)人員也可以考慮煤層的分布狀況選擇掘進穿采技術(shù)，這需要開采人員密切關(guān)注邊角煤的頂板壓力和頂板破碎情況。具體來說，如果在掘進過程中選擇工字鋼形式，那么梁柱之間的間距通常控制在60cm左右，如果煤層頂板存在著較大壓力或者是破損嚴(yán)重，那么技術(shù)人員還需要結(jié)合煤層的實際情況對梁柱的距離進行調(diào)節(jié)，同時對具體的開采過程進行嚴(yán)格監(jiān)督，確保開采行為規(guī)范合理。如果出現(xiàn)扭梁問題，則需要維修部門及時維修，確保開采安全。

（3）帶采。邊角煤的分布遍布在礦井的各個區(qū)域，一部分邊角煤會存在于綜采面的回風(fēng)巷道中，那么這種情況下的邊角煤開采難度會隨著綜采面的不斷推進而逐漸增大，而且在開采過程中，邊角煤上方頂板會面臨著更大的壓力，同時伴隨著更高的破碎性，這不僅增大了開采難度，同時也讓開采危險性進一步增大。這也就需要技術(shù)人員在設(shè)計方案時，一定要對巷道的分布情況進行充分調(diào)查，并且對巷道粉塵、斷面以及人員配備數(shù)量進行更充分考慮，結(jié)合具體的通風(fēng)設(shè)施設(shè)計出更加完善的開采方案。具體來說，技術(shù)人員可以通過設(shè)置風(fēng)筒、導(dǎo)風(fēng)板等措施為邊角煤的開采奠定前提，這種帶采的開采方式作用于回風(fēng)巷道中，不僅可以降低邊角煤的頂板壓力，同時也可有效降低開采難度，有助于提高開采效率，并最大程度的保證開采安全性。

圖2 綜采掘進過程中的通風(fēng)示意圖

（4）放頂煤開采。如果邊角煤在礦井中存量較多并且煤層較厚，此時就可以采用機械放頂煤的方式進行充分開采。但通常情況來說，在這種狀態(tài)下煤層的賦存狀態(tài)會相對復(fù)雜，如果采用單一的開采方式很難實現(xiàn)徹底開采。所以技術(shù)人員可以結(jié)合煤層的分布狀況，采用多種開采技術(shù)配合機械化實現(xiàn)對邊角煤的綜合開采。

放頂煤開采技術(shù)在應(yīng)用過程中，通常需要將工作面布置在煤層的地板上，當(dāng)開采原煤時，隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)一部分原煤會隨之落下，一部原煤則可以在放頂煤支架的輔助下，從溜煤口進入運輸設(shè)備，這可實現(xiàn)對煤炭資源的順利開采，不僅可有效降低邊角煤的產(chǎn)生，同時也可以最大程度的提高煤炭資源的開采率，并保證開采安全。

圖3 放頂煤開采過程中所需的液壓支架系統(tǒng)

5.結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)如今隨著社會各個行業(yè)對煤炭資源的愈加依賴，煤炭企業(yè)礦井的開采深度也在不斷加大，但是在開采過程中不可避免的會產(chǎn)生一些邊角煤，這會造成極大的資源浪費。所以技術(shù)人員一定要對煤層的賦存狀態(tài)進行深入分析，能夠結(jié)合邊角煤的產(chǎn)生原因科學(xué)的設(shè)計出開采方案，利用更加合理的開采技術(shù)實現(xiàn)對邊角煤的徹底開采，最大程度的提高煤炭資源的回收率，同時保證礦井的開采安全，以此來促進我國煤炭企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。