下分層采煤工作面托夾矸回采技術(shù)研究運(yùn)用探析

郭慶

【摘要】在煤礦的開(kāi)采過(guò)程中，下分層與上分層因其巖層結(jié)構(gòu)及承載力等存在較大的差異，尤其是下分層開(kāi)開(kāi)采過(guò)程中所承受的礦山的壓力較大等顯著的特點(diǎn)，使得下分層采煤過(guò)程中其頂板較容易產(chǎn)生破碎現(xiàn)象，同時(shí)造成頂板的管理難度相對(duì)較大，隨著相關(guān)的煤礦開(kāi)采的科研人員不斷的研究與實(shí)驗(yàn)，提出了將托夾矸回采技術(shù)應(yīng)用于下分層采煤的工作面上的開(kāi)采思路，在較大的程度上實(shí)現(xiàn)了下分層工作面上各項(xiàng)開(kāi)采生產(chǎn)活動(dòng)的安全、高效、高質(zhì)量的進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】下分層；采煤工作面；托夾矸回采技術(shù)

在下分層的采煤過(guò)程中，所面臨的是礦山的壓力相對(duì)較大，致使采煤過(guò)程中的頂板等極易發(fā)生破裂，而頂板的管理難度也相對(duì)較大，使得相應(yīng)的控頂防護(hù)措施增設(shè)的較多，這不僅導(dǎo)致該類環(huán)境下的煤炭的開(kāi)采量較低，還會(huì)增加較多的生產(chǎn)投入，嚴(yán)重影響著煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，將托夾矸回采技術(shù)應(yīng)用于下分層采煤的工作面上，雖然因地質(zhì)條件的復(fù)雜制約著該層面上的回采工作的進(jìn)展速度及安全性，但在相應(yīng)的技術(shù)措施在開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)到位的情況下，依然可為開(kāi)采企業(yè)爭(zhēng)取較高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.下分層采煤工作概述

在很多礦區(qū)中煤層的分層或分差現(xiàn)象較為普遍，在很多開(kāi)采企業(yè)中針對(duì)煤層的分層或分差的特點(diǎn)所采用的開(kāi)采方式多依據(jù)具體分層或分差的不同而采用兩種開(kāi)采方式。如果煤層分層的距離達(dá)到0.8m甚至更大，開(kāi)采人員則會(huì)將其作為兩個(gè)不同的煤層，分別對(duì)其進(jìn)行開(kāi)采；如果煤層的分層距離不足0.8m，則將其作為合層煤實(shí)施開(kāi)采。例如平煤集團(tuán)在進(jìn)行其名下所擁有的六礦區(qū)的9戊10合層煤的開(kāi)采過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該9戊煤層的厚度只有0.4m-0.6m的范圍內(nèi)，采用傳統(tǒng)的采煤技術(shù)所計(jì)算出的采煤量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該區(qū)的理論采煤量，并且會(huì)造成大量的優(yōu)質(zhì)煤被棄置，而劣質(zhì)煤被開(kāi)采出的現(xiàn)象，開(kāi)采人員嘗試換用炮采回采等開(kāi)采工藝，其開(kāi)采成效并不高，不僅開(kāi)采量相對(duì)較低，在開(kāi)采過(guò)程中還曾出現(xiàn)多次冒頂事故等，開(kāi)采生產(chǎn)的安全系數(shù)較低。相關(guān)的技術(shù)人員嘗試將托夾矸回采技術(shù)應(yīng)用于下分層采煤的工作面上，采用綜合回采的開(kāi)采方法，在經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)之后，無(wú)論在該種煤層的開(kāi)采量上，還是開(kāi)采過(guò)程中的安全系數(shù)上，都取得了較為顯著的成效。

2.下分層采煤工作面托夾矸回采技術(shù)運(yùn)用

2.1托夾矸回采技術(shù)運(yùn)用中的設(shè)備選用

在下分層開(kāi)采的工作面上裝設(shè)國(guó)產(chǎn)的先進(jìn)的綜合采煤設(shè)備，該綜合采煤設(shè)備的具體配置參見(jiàn)下表1，機(jī)巷裝備選用SPJ-150型號(hào)的可塑性的皮帶，而開(kāi)采區(qū)的上山傳輸路徑上選用高強(qiáng)度的皮帶機(jī)，采用斜井式鋼纜皮帶將相應(yīng)的設(shè)備拉伸至地面上，并在開(kāi)采工作面上增設(shè)ZY3200-17/37型號(hào)的掩護(hù)式的液壓支架實(shí)施頂板的支護(hù)，對(duì)最大的控頂距離、最小的控頂距離、循環(huán)進(jìn)度、放頂步距等依據(jù)該煤層的層高等進(jìn)行具體合理的設(shè)定，對(duì)于頂板的管理適宜采用自動(dòng)垮落法實(shí)施管理，并按照該液壓支架具體的支護(hù)參數(shù)等進(jìn)行其他開(kāi)采參數(shù)的合理設(shè)定。

表1工作面設(shè)備配置表

2.2托夾矸回采技術(shù)運(yùn)用中技術(shù)要點(diǎn)

對(duì)于該開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，所進(jìn)行的上端頭與下端頭的支護(hù)處理是，將下端頭與上端頭的端頭支護(hù)同時(shí)取消，在上端頭處選用長(zhǎng)度符合標(biāo)準(zhǔn)的花邊梁并配合以單體式的液壓支柱，進(jìn)行沿著傾斜方向上的兀型的支護(hù)設(shè)置，在下端頭處選用長(zhǎng)度符合標(biāo)準(zhǔn)的花邊工字鋼并配合以單體式的液壓支柱，沿著傾斜方向上進(jìn)行架棚支護(hù)，在靠近裝載機(jī)機(jī)頭的上方位置處，采用兩根長(zhǎng)度適宜的花邊工字鋼梁進(jìn)行沿著傾斜走向上的一梁三柱式架棚的支設(shè)，在開(kāi)采的過(guò)程中，隨著開(kāi)采面的不斷推移進(jìn)行交錯(cuò)邁步式的推移。

對(duì)于開(kāi)采過(guò)程中的兩巷的超前支護(hù)的處理，在機(jī)風(fēng)兩巷的掘進(jìn)過(guò)程中都采用錨網(wǎng)支護(hù)措施，對(duì)于少部分區(qū)域可采用梯形棚子或拱形棚子進(jìn)行支護(hù)，并在具體的掘進(jìn)過(guò)程中確保開(kāi)采生產(chǎn)過(guò)程中的正常生產(chǎn)及通風(fēng)等的相關(guān)需求。上端頭及下端頭的支護(hù)，尤其是缺口位置的支護(hù)，是該類工作面上的回采工作開(kāi)展的重點(diǎn)，同時(shí)也是支護(hù)的難點(diǎn)，如果支護(hù)措施處理不當(dāng)，有可能會(huì)影響到整個(gè)開(kāi)采工作面，甚至引發(fā)安全生產(chǎn)事故而造成頂板事故或人身安全事故。為有效的確保上端頭及下端頭支護(hù)措施能有效的發(fā)揮其安全性能，并實(shí)現(xiàn)為該煤層的開(kāi)采的完整性及可托性等提供更為直觀的依據(jù)等，可在開(kāi)采面的兩端進(jìn)行炮采缺口的提前處理，在上端頭及下端頭所處理出的相應(yīng)的缺口處進(jìn)行單體式液壓支架的支護(hù)，如果沿著開(kāi)采方向上的頂板的破碎程度較大時(shí)，可適當(dāng)?shù)募哟笕笨诘拈L(zhǎng)度，從而加強(qiáng)該部位的安全支護(hù)等。

頂板管理是該種回采技術(shù)運(yùn)用中較為重要的開(kāi)采管理內(nèi)容，就工作面上的支架，在每個(gè)支架上都要安裝在型號(hào)及規(guī)格上都符合相應(yīng)的要求的礦用型數(shù)字壓力計(jì)，進(jìn)行頂板的壓力狀況及支架的受力狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示，科學(xué)的引導(dǎo)開(kāi)采生產(chǎn)工作的進(jìn)行。開(kāi)采過(guò)程中的各個(gè)工種都要嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)程等，在具體的采煤過(guò)程中保障頂板及底板位置上的平割，支架及超前架的前移拉伸要及時(shí)；對(duì)采高進(jìn)行嚴(yán)格的控制，堅(jiān)決避免超高現(xiàn)象的發(fā)生；對(duì)于泵站的壓力及支架的初撐力等都要達(dá)到相應(yīng)的操作規(guī)程要求；并在工作面上有效的規(guī)避倒架、死架及歪架等現(xiàn)象的發(fā)生，驗(yàn)收人員要對(duì)開(kāi)采面上的支護(hù)措施及開(kāi)采狀況等進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)收把關(guān)，對(duì)于不達(dá)標(biāo)的情況不予驗(yàn)收等。

3.總結(jié)

下分層采煤工作面托夾矸回采技術(shù)的運(yùn)用，相應(yīng)的技術(shù)措施落實(shí)到位，可以在較大的程度上解決頂板的控制管理工作，降低開(kāi)采人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效的提升開(kāi)采過(guò)程中的安全系數(shù)及開(kāi)采效率等，為礦山壓力較大、頂板破碎情況較為嚴(yán)重的下分層工作面上的開(kāi)采工作的開(kāi)展提供可被借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。[科]

【參考文獻(xiàn)】

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