后溜矸石填隙放頂煤開采法

韓會(huì)營

【摘 要】煤炭資源面臨枯竭，實(shí)現(xiàn)煤炭資源最大利用率十分重要。開采厚煤層的重點(diǎn)是綜采放頂煤，與傳統(tǒng)的采煤方式相比，它具有明顯優(yōu)勢，簡稱“三二一”，“三”即三高（高產(chǎn)、高效、高塊率）、三簡（巷道布置簡單、輔助運(yùn)輸簡單、通風(fēng)簡單），“二”即二低（低掘進(jìn)率、成本低）、二好（經(jīng)濟(jì)效益好、安全好），“一”即一少（設(shè)備投資少）。

【Abstract】 The coal resources are exhausted， the rate of maximum utilization of coal resources is very important. The key of mining thick coal seam is fully mechanized caving method， compared with the traditional mining methods， it has obvious advantages， referred to as "Three and Two and One"， "Three" is the three high （high yield， high efficiency， high rate， and three simple （simple roadway layout， simple auxiliary transport， simple ventilation）， ''Two” is the two low （low drivage rate， low cost， and two good （t good economic benefits， good safety）， “One” is one less （less equipment investment）.

【關(guān)鍵詞】傳統(tǒng)技術(shù)；工藝；采礦

【Keywords】traditional technology； process； mining

【中圖分類號】TQ53 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）09-000186-02

1 引言

近年來我國的綜采放頂煤技術(shù)發(fā)展快速，但依舊存在某些因素限制了其進(jìn)一步發(fā)展，如瓦斯爆炸、煤塵飛揚(yáng)、工作面自燃及低煤炭回收率等問題突出，對于如何改善煤炭回收率的問題，我們進(jìn)行了長期探索和改進(jìn)，目前后溜矸石填隙放頂煤開采法在112105工作面得到良好應(yīng)用，對今后提高煤炭資源回收率具有借鑒作用。

2 后溜矸石填隙放頂煤開采法

按照傳統(tǒng)放頂煤開采工藝，依次在工作面后溜放完煤后，再拉后溜，然后移架，最后放頂煤。這樣在完成工作面后溜放煤—拉后溜—移架工作，導(dǎo)致在工作面后溜截煤器與采空區(qū)之間留下部分空間，寬600mm，高350mm，接著進(jìn)入下一輪循環(huán)，這部分空間直接由溢出的頂煤和后溜運(yùn)輸途中淤出的活煤進(jìn)行補(bǔ)充，這樣會(huì)導(dǎo)致無法回收空隙中的煤。補(bǔ)充空隙中的煤由兩部分構(gòu)成：一是后溜放煤完成后，需要大量的煤，運(yùn)輸途中會(huì)多出70%煤會(huì)填補(bǔ)這部分空間；二是由拉架放煤后殘留下30%的煤填補(bǔ)。為根除這一問題，使煤炭利用最優(yōu)化，并且使含矸石量達(dá)到最小。我礦工程技術(shù)人員與生產(chǎn)單位積極開展技術(shù)攻關(guān)，先后試行了4套改進(jìn)方案，在112105工作面成功實(shí)施了“后溜矸石填隙放頂煤開采法”，為確保準(zhǔn)確地放煤，每挖完一次煤，前后空出600mm，然后把支架收好后插板，便于篩選煤中含有的矸石，待這部分矸石填滿后溜與采空區(qū)之間的縫隙，然后撤離插板；再挪開支架放煤；與此同時(shí)采用“逐架放煤”法，實(shí)行一架一放。采用這種采煤方式（后溜矸石填隙放頂煤開采法）后，使原煤回收率提高了4.1%，灰粉降低了1.5%，增加了質(zhì)量效益。

3 后溜矸石填隙放頂煤開采法在112105工作面的工程應(yīng)用

3.1 112105工作面概況

所謂“辛安礦112105工作面”即10采區(qū)，西鄰112103采空區(qū)，東鄰112121工作面，-500南翼總回風(fēng)道與-500南翼皮帶道之間是溜子道，214下車場保護(hù)煤柱位于工作面南面，北部為212煤倉保護(hù)煤柱。工作面周圍都留有可供采掘的煤。2號煤是112105工作面的開采煤層，開采海拔位于-431～-490m，470～483m長，136～142m傾向長，平均140m，4.3m平均煤層厚度，21°傾角，52270㎡開采面積，27.6萬噸儲(chǔ)存煤。采煤機(jī)型號為MG170/410-WD，刮板輸送機(jī)型號SGZ-630/264，支架型號ZF3200/16/24。

3.2 創(chuàng)新采煤工藝

采煤方式屬于雙向割煤、單向移溜、端頭斜切進(jìn)。工作面采用2.2m割煤高度，2.1m（平均）放頂煤高度，1：0.95的采放比。

采煤流程：首先由下至上拉后溜，收后插板，放砟填充（后溜以里空間），采煤機(jī)下行割煤至下機(jī)頭（追機(jī)伸伸縮梁），移架（滯后機(jī)組2個(gè)支架移架），然后采煤機(jī)上行返空刀，機(jī)頭段移架，分段放煤由上至下，前溜由上至下，機(jī)組割機(jī)尾段，機(jī)尾段下行返空刀，機(jī)組下行斜切進(jìn)刀，進(jìn)入第二循環(huán)，機(jī)尾段移架、推前溜、放煤，不斷循環(huán)該過程。

3.3 新舊采煤工藝對比

所謂傳統(tǒng)采煤工藝是指在工作面溜放完煤后，再拉后溜，然后移架，最后放頂煤。這種傳統(tǒng)的采煤方式適用于無法回收縫隙內(nèi)的煤，創(chuàng)新采煤工藝在煤回收方面具有優(yōu)勢，新的采煤方式是指在拉完后溜，撤后插板，致使后插板上方的矸石最先填補(bǔ)溜截煤器以里空間，這樣這些矸石在后溜邊緣形成一道擋墻。在后面運(yùn)輸煤炭封住煤炭淤出溜槽；在移架時(shí)，上層煤會(huì)沿著矸石擋墻進(jìn)入后溜，以防進(jìn)入采空區(qū)。創(chuàng)新采煤工藝中多了一項(xiàng)放矸石充填空隙工藝，空白區(qū)被矸石填充相當(dāng)于將矸石轉(zhuǎn)換出煤炭。這樣就使煤炭回收率有所提升，同時(shí)可以在采空區(qū)提前將矸石放在插板上，使灰成分降低。

4 傳統(tǒng)放工藝和創(chuàng)新放煤工藝比較

4.1 傳統(tǒng)放煤工藝圖（圖1-3）

放煤結(jié)束——拉后溜——放煤

4.2 效益分析

①提高煤炭資源回收率4.1%

改進(jìn)工藝以后，后溜截煤器以里充填的基本是矸石，按矸石含量75%，煤含量25%計(jì)算，工作面每米長度推進(jìn)每刀含煤量為Q1：Q1= 0.6×0.35×1.0×1.5×25%=0.079t

傳統(tǒng)工藝，煤是填充后溜截煤器的基本成分，在這些成分中占25%矸石含量，75%煤含量，工作面每米長度推進(jìn)每刀含煤量為Q2：

Q2= 0.6×0.35×1.0×1.5×75%=0.236t

工作面每米長度推進(jìn)每刀可多出煤為Q3：

Q3= Q2-Q1=0.16t

工作面每米長度每刀進(jìn)度儲(chǔ)量為Q4：

Q4=4.3×0.6×1.0×1.5=3.87t

煤炭回收率比值Q3/Q4=4.1%

②提高經(jīng)濟(jì)績效

辛安礦2016年前10個(gè)月煤產(chǎn)量124萬噸，假設(shè)改革矸石充填采煤工藝中支出不變，原煤產(chǎn)量增加5.08萬噸，按噸煤530元計(jì)算增加產(chǎn)值2692萬元；按噸煤200元利稅計(jì)算增加利稅1016萬元。

③減少安全問題

采空區(qū)遺漏的煤炭可能會(huì)引發(fā)自然火災(zāi)，新型采煤工藝有利于提高煤炭回收率，降低煤炭損失量，降低發(fā)生自然火災(zāi)的可能性，增強(qiáng)安全保障。

5 結(jié)論

“后溜矸石填隙放頂煤開采法”操作簡單，生產(chǎn)工藝創(chuàng)新，不增加原材料消耗，不增加設(shè)備投入，操作工藝簡單，提高了煤炭資源回收率，減少了安全風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，值得應(yīng)用推廣。endprint