回采復雜區(qū)段邊角煤 實現(xiàn)礦井可持續(xù)發(fā)展

孫立琳，劉先才，毛維龍

兗礦集團北宿煤礦，山東鄒城 273516

回采復雜區(qū)段邊角煤 實現(xiàn)礦井可持續(xù)發(fā)展

孫立琳，劉先才，毛維龍

兗礦集團北宿煤礦，山東鄒城 273516

隨著大規(guī)模的機械化開采，生產(chǎn)方式及正規(guī)開采布局結(jié)構(gòu)，導致現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)留下了各式各樣的殘留塊段以及各種小煤柱，即邊角煤。據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計：兗州礦區(qū)僅3#煤層的邊角煤儲量達到9.509.41萬t，南屯煤礦邊角煤儲量達到1.389.9萬t。儲量如此之大，如果不計劃采出，將是煤炭資源的損失。因此制定相應的技術(shù)政策、開發(fā)研究新技術(shù)措施是當前解決邊角煤開采所面臨的緊迫問題。

.回采；復雜區(qū)段；邊角煤

0 引言

回采邊角煤是對采礦工程的具體研究，主要研究了回采邊角煤的采煤工藝、通風安全、礦山壓力等內(nèi)容。

1 現(xiàn)狀

兗礦集團有限公司北宿煤礦是我國自行設計、自行開發(fā)、設備全部國產(chǎn)化的薄煤層炮采現(xiàn)代化礦井，1976年12月26日建成投產(chǎn)，原設計生產(chǎn)能力為45萬t/年，現(xiàn)實際生產(chǎn)能力達到100萬t/年，跨入了全國百家高產(chǎn)高效礦井行列。

北宿煤礦采煤二區(qū)現(xiàn)采的1667工作面，位于礦井西翼，二水平十六采區(qū)內(nèi)，工作面地表有白馬河。地面標高+40.47m～+40.94m，平 均 +40.71m。 工 作 面 標 高 -208.28m～-241.67m，平均-225.24m。煤層厚度0.79m～1.03m，平均0.93m。工作面基礎儲量為37.61萬t，可采儲量為36.48萬t。工作面在巷道施工過程中，皮帶巷揭露F皮1正斷層，落差1.30m；上巷揭露F上1正斷層，落差1.30m。根據(jù)回采情況看，工作面過斷層期間，斷層對工作面正常循環(huán)、進尺及產(chǎn)量造成一定的影響。工作面為對拉工作面布置，采用走向長壁后退式開采方法，炮采工藝。落煤方式為煤電鉆濕式打眼，爆破落煤。裝煤方式為爆破裝煤、鏟煤和人工裝煤相結(jié)合。支護為單體液壓支柱配合“π”型鋼梁、切頂支架支護頂板。采空區(qū)處理方式為全部跨落法管理頂板。運煤為刮板輸送機、橋式轉(zhuǎn)載機和膠帶輸送機聯(lián)合運輸。工作面循環(huán)進尺為1.0m。

北宿煤礦系薄煤層礦井，因煤層條件復雜，現(xiàn)只能采用炮采工藝，采煤工藝落后，生產(chǎn)環(huán)境惡劣，工人勞動強度大。此外，工作面人員密度大，新工人多，工人素質(zhì)參差不齊。因此，采煤區(qū)隊安全生產(chǎn)管理難度大。

2 施工工藝流程

2.1 頂板支護

礦山壓力顯現(xiàn)是影響工作面頂板的主要原因，而頂板管理是煤礦安全生產(chǎn)的重點環(huán)節(jié)之一，因此回采1667采煤工作面三角煤必須先確定頂板的支護方式，確?；夭蛇^程中的安全。1667采煤工作面老頂為粉砂巖，平均厚度1.05m，灰色，破碎，顆粒由上而下逐漸變細。普氏系數(shù)（f）4.0～6.0。直接頂為十下石灰?guī)r，平均厚度5.39m，灰色，致密堅硬性脆，裂隙發(fā)育。普氏系數(shù)（f）10.19～11.46。直接底為鋁質(zhì)泥巖，平均厚度1.37m，灰色，膠結(jié)較好，含較多植物化石。普氏系數(shù)（f）4.20。老底為中砂巖，平均厚度5.45m，灰～灰黑色，具水平緩波狀層理。普氏系數(shù)（f）4.0～8.0。

因邊角煤處周圍或已回采完畢或為需保留的巷道，因此頂板壓力相對較大。1667采煤工作面的支護方式采為單體液壓支柱配合“π”型鋼梁、切頂支架支護頂板。為保證推進過程中頂板的安全管理，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，超前支護需不得低于20m，應此處巷道與工作面形成一定角度，根據(jù)此角度計算得出，巷道的超前支護距離不得低于55m。若低于55m，隨著工作面的推進，壓力就會不斷的前移至沒有支護的地點，造成壓力將巷道壓垮變形，從而造成人身傷害事故。

2.2 通風要求

隨著巷道的延深、工作面推進和更替以及瓦斯涌出量的變化等，常常需要對礦井風量進行調(diào)節(jié)，以滿足礦井和各作業(yè)地點風量的按需分配。其中增減礦井總風量稱礦井總風量調(diào)節(jié)，井下各用風區(qū)域或地點間的風量調(diào)節(jié)稱局部風量調(diào)節(jié)。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：每個礦井，至少有兩個安全出口，其中一個進風，另一個回風。若正常邊推進邊回采，工作面內(nèi)就會出現(xiàn)風量小，影響安全的隱患。因為風量在進入工作面的時候，就會從采空區(qū)及其他地點漏出。漏風使有效風量減少，通風系統(tǒng)復雜，威脅安全生產(chǎn)。

為保證1667采煤工作面三角煤段風流按擬定的路線流動，就必須在1667進風巷道中設置臨時風門，對風流進行控制調(diào)節(jié)。

2.3 選擇回采方式

因此段三角煤隨著工作面的不斷推進工作面面長逐漸變短，就是邊推進邊縮短溜尾。根據(jù)工作面與巷道的角度計算得出每推進1.0m就需縮短1節(jié)溜槽，若采用此方法推進回采，職工勞動強度較大，且推進速度慢，從而造成頂板的壓力積聚，給回采帶來不安全隱患。因此，礦及我區(qū)專業(yè)人員根據(jù)現(xiàn)場實際情況，經(jīng)過計算，在保證支護質(zhì)量、滿足通風、行人要求的前提下，采用縮短溜尾、透安全出口的方式進行回采。根據(jù)現(xiàn)場計算溜尾必須縮6節(jié)溜子才能形成有效的保安煤柱，即每次溜尾縮6節(jié)溜子，然后平推直至自然透時，就形成了出口與煤柱。平推自然透時就形成了出口，出口主要是為了能夠給工作面正常供風，也是工作面的安全出口。這樣縮完溜子平推透后，形成了出口，留下了煤柱，煤柱主要是為了工作面能夠正常推進，減小頂板壓力，同時也起到對1616軌道上山及地面村莊的保安作用。采取這種方式回采，直至將此段三角煤回采至停采線。

3 取得的效果

3.1 經(jīng)濟效益

回采邊角煤的經(jīng)濟性十分明顯。根據(jù)兗礦集團北宿煤礦1667采煤工作面下面實際情況，采完下面剩余一塊三角形邊角煤，因采三角煤安全隱患多、勞動強度大，按正常開采不適合回采，為了避免丟失浪費，采用縮溜槽、透出口的方法回采三角煤。該回采方法安全可靠，大大減低了安全系數(shù)和勞動強度，成功回采了三角煤，工作面共沿走向推進45m，縮溜槽60節(jié)、撤30個切頂支架，透安全出口10個，安全多采出4 000余噸，創(chuàng)經(jīng)濟效益200多萬元，同時也延長了礦井的服務年限。

3.2 社會效益

充分開發(fā)煤炭資源，延長礦井服務年限。礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，必須在注重經(jīng)濟效益的同時，還得注重社會效益協(xié)調(diào)統(tǒng)一。堅持以保護為前提，以開發(fā)為手段，以發(fā)展為目的，使保護和發(fā)展互為促進，綜合運用法律、行政和經(jīng)濟手段，改善礦山生態(tài)環(huán)境，確保資源有效利用和社會效益明顯提高。

3.3 整體績效

回采復雜區(qū)段邊角煤是采煤區(qū)隊在開采方法上的創(chuàng)新，是煤炭企業(yè)推行資源再開發(fā)、利用的具體體現(xiàn)，根據(jù)采煤區(qū)隊的具體情況進行結(jié)構(gòu)調(diào)整和整合之后是具有良好的經(jīng)濟效益的。通過回采復雜區(qū)段邊角煤工藝的有效實施，提高了勞動效率，減少了生產(chǎn)中的浪費現(xiàn)象，降低了生產(chǎn)成本。

[1]錢鳴高，石平五.礦山壓力與巖層控制[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2007，10.

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.1674-6708（2011）52-0060-02