煤礦礦井邊角煤的開采方法探討

譚軍生

(廣西來賓市興賓區(qū)水政監(jiān)察大隊(duì)，廣西來賓546100)

0 引言

近幾年來，各個(gè)煤礦逐漸認(rèn)識(shí)到呆滯的邊角煤柱對(duì)今后開采可能會(huì)帶來的難度，甚至有可能會(huì)永遠(yuǎn)開采不出來，給國(guó)家?guī)砭薮蟮馁Y源損失。煤礦資源需實(shí)現(xiàn)更高效率的開采，提高煤礦的回收率，才能給國(guó)家和企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 興隆莊煤礦、立新煤礦的邊角煤現(xiàn)狀

興隆莊煤礦是我國(guó)“六五”期間自行設(shè)計(jì)并建設(shè)的第一座年生產(chǎn)能力達(dá)300 萬噸的大型現(xiàn)代化礦井。近年來，開采強(qiáng)度不斷加大，起初投產(chǎn)的采區(qū)生產(chǎn)將要結(jié)束，然而在許多地方形成了大量的不規(guī)則邊角煤，如采區(qū)邊界、采區(qū)上下山附近、斷層、村莊保護(hù)煤柱及開采上限防水煤柱附近，造成此現(xiàn)象的原因主要有長(zhǎng)期的長(zhǎng)壁綜采、綜放工作面開采以及地質(zhì)、開采技術(shù)條件及村莊壓煤的影響。而且隨著礦井的進(jìn)一步開采，會(huì)有更多的殘采煤柱和小塊煤，導(dǎo)致邊角煤進(jìn)一步增加。如果不能及時(shí)有效地開采出邊角煤，老礦區(qū)無法封閉，那么就需要各種費(fèi)用來維持，而且會(huì)有一定的安全隱患，不利于經(jīng)濟(jì)效益的提高和安全生產(chǎn)。

立新煤礦是個(gè)地方小型煤礦，位于安徽銅陵市區(qū)往東4 km處，其在50 年代末就建設(shè)成了，但是在1998 年破產(chǎn)。立新煤礦礦井開采范圍內(nèi)，有很多的區(qū)域是在六、七十年代采過的，形成多處采空區(qū)，其中也有很大的區(qū)域還沒有開采。礦井恢復(fù)開采后，采區(qū)開采布置正規(guī)工作面之后必然留下不規(guī)則的邊角煤，這些邊角煤數(shù)量多，煤炭?jī)?chǔ)量可觀，邊角煤的開采還是有很大的經(jīng)濟(jì)效益的。

2 邊角煤自身所具有的特點(diǎn)分析

邊角煤塊段開采與正規(guī)綜采、綜放工作面開采相比有很大的區(qū)別。

1)邊角煤的開采基本上不能夠像正規(guī)那樣等長(zhǎng)布置，因?yàn)樗墓ぷ髅娑潭叶叹嚯x變化大，開采過程中要經(jīng)常增減支架，綜采、綜放設(shè)備很難在其中施展，實(shí)現(xiàn)高效機(jī)械化非常難。

2)在開采過程中，每次只能開采很短的工作面，回采的效率不高，可采儲(chǔ)量較少，工作設(shè)備要經(jīng)常撤除、搬家移面。

3)邊角煤各處都有，而且它有不同的大小以及各種各樣的形狀。有許多不整齊的邊角煤給開采工作面的布置帶來一定的困難，這些邊角煤塊邊緣是一些不規(guī)則的形狀，使得巷道只能短距離布置。邊角煤的工作面受到鄰近的已采區(qū)或者地質(zhì)破碎帶的不安全因素影響大，它的礦壓和其他的正規(guī)工作面有很大的區(qū)別。

4)邊角煤絕大多數(shù)在斷層、開切眼或者停采線附近，被采空區(qū)、斷層等包圍，周圍的地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，斷層、水、火及瓦斯等有害氣體的威脅會(huì)對(duì)開采造成麻煩，給工作面安全生產(chǎn)帶來困難和問題。

3 邊角煤的開采原則及開采方法

3.1 邊角煤的開采原則

1)用好現(xiàn)有的生產(chǎn)系統(tǒng)，務(wù)必做到資本投入少、經(jīng)濟(jì)合理利用、安全有保障、管理和生產(chǎn)都能集中。

2)在進(jìn)行新的開采時(shí)，工作面的開切眼邊上就很有可能會(huì)出現(xiàn)以后沒有辦法開采的塊段，所以我們要設(shè)法先將邊角煤開采出來，然后再進(jìn)行正規(guī)工作面的開采。

3)在目前的開采系統(tǒng)下，有些邊角煤能夠開采的，就先做好計(jì)劃并落實(shí)。

4)仔細(xì)研究各個(gè)邊角煤的塊段存在的狀況以及它們的特點(diǎn)，開采之前要對(duì)煤礦的情況進(jìn)行調(diào)研和認(rèn)證，要做到技術(shù)可行、安全有保障、經(jīng)濟(jì)效益合理，研究并選擇合適的開采方案，提高回采率。

5)由于煤礦的各種情況不同，應(yīng)當(dāng)合理地布置不同的工作面，才能有效地開采出煤炭資源。

6)由于工作面較短且不規(guī)則，盡量采用簡(jiǎn)單、輕便、靈活、易搬運(yùn)工作面設(shè)備的開采方法，適合其開采過程中添減設(shè)備及搬家移面。

3.2 邊角煤的開采方法

1)小型壁式工作面開采方法:對(duì)于一些大部分邊角煤面積大、數(shù)量多的礦井，可以布置許多個(gè)小壁式不規(guī)則工作面。工作面采用調(diào)采法，但是此方法也有不足之處:在開采時(shí)工作面不能準(zhǔn)確保證，一端推進(jìn)快使得工作面長(zhǎng)度快速變化，如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓芾?，設(shè)備事故很可能發(fā)生。另外還有定長(zhǎng)縮尾，推進(jìn)維護(hù)后出口法。

2)穿采:在開采中會(huì)遇到許多區(qū)段面積小、儲(chǔ)量少的邊角煤，構(gòu)成不了壁式開采面，此時(shí)，就可以用掘進(jìn)穿采的方式。根據(jù)軟巖的特性，即頂板會(huì)有可能破碎、其本身造成的壓力大，容易冒落，在穿采過程中，要時(shí)刻注意觀察巷道頂?shù)装搴蛢蓭偷臓顟B(tài)，當(dāng)出現(xiàn)安全狀況時(shí)，可以及時(shí)補(bǔ)救，比如對(duì)棚距的加密、變形這段棚梁的修復(fù)，穿好柱鞋等，可以減少安全事故的發(fā)生。此方法經(jīng)過立新煤礦十余年的實(shí)踐，只要加強(qiáng)穿采的技術(shù)管理，并及時(shí)有效地采取措施，采用穿采的方法回采邊角煤，效果是顯著的。

3)帶采:受地質(zhì)構(gòu)造和設(shè)計(jì)影響，靠工作面回風(fēng)巷的一些區(qū)段小煤柱，在后期可能會(huì)很難開采，因此在工作面開采過程中，針對(duì)頂板的情況，在回風(fēng)巷帶采5 ～10 m，將小煤柱采出、支口，通風(fēng)上采用導(dǎo)風(fēng)板或?qū)эL(fēng)簾通風(fēng)，這種方法也是由立新煤礦試采，并已采出煤炭。

此外，興隆莊煤礦分析了自身特點(diǎn)，它屬于厚煤層邊角煤。這種邊角煤主要有高落式巷柱采煤法、短壁式分層開采、短壁式放頂煤開采。第一種資源開采效率比較低，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械化有一定的難度，生產(chǎn)工藝相對(duì)落后，而且由于通風(fēng)系統(tǒng)不完善，安全問題嚴(yán)重，可能會(huì)引發(fā)安全事故;短壁分層式與之相比，煤炭資源回采率有明顯提高，大大地改善了安全和勞動(dòng)條件，尤其是短壁式綜采分層開采，現(xiàn)在的厚煤層開采對(duì)它應(yīng)用較普遍，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)也比較成熟。但是因?yàn)樗墓ぷ鞒绦蛞獜?fù)雜一些，生產(chǎn)也不集中化，效率比較低，巷道往里掘進(jìn)所需要的工程大，工作面技術(shù)不經(jīng)濟(jì)，在現(xiàn)在的開采技術(shù)下，突破比較困難。而放頂煤開采技術(shù)是在近幾年發(fā)展迅猛，尤其綜采放頂煤采煤法是我國(guó)在厚煤層開采的重大改革，它是沿著煤層的底板布置出一個(gè)比較長(zhǎng)的工作面。一方面用采煤機(jī)把落煤截割下來;另一方面礦壓作用以及人工破碎的頂部的煤可以經(jīng)過放頂煤支架放落下來。這種方法在興隆莊煤礦成功運(yùn)用，比前兩者有更大的優(yōu)越性。表現(xiàn)在:①能很好地適應(yīng)一些變化大的煤層以及一些中小斷層。②往里挖掘的工程總量減少，減少了費(fèi)用。③回收采集的工藝比較簡(jiǎn)單，沒有了鋪網(wǎng)的過程，減少許多材料和維護(hù)費(fèi)用。④不用多次搬工作面，節(jié)省了許多安裝和搬遷的人力、物力、財(cái)力。⑤能夠使礦井減面、集中生產(chǎn)、減人，而且大大提高了工作效率。⑥不需要多次的切割和揭露煤層，使自然發(fā)火的概率減少。⑦這些工作面的單位產(chǎn)量高，成本相對(duì)低，能得到較高的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

邊角煤的開采有著很大的意義，開采方法更是多種多樣。每個(gè)煤礦應(yīng)該結(jié)合自己的煤礦特點(diǎn)，選擇最適合自己煤礦的方法，而且務(wù)必要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一定的改善。興隆莊煤礦和立新煤礦找到了適合他們自己的方法，這為其他煤礦在選擇開采邊角煤的方法上提供了更多的范例。

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