煤礦井下安全回采工藝研究

王 娜

(山西焦煤集團(tuán)西山煤電高級(jí)技工學(xué)校，山西 太原 030053)

引 言

我國(guó)煤炭資源賦存，且地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤炭在開(kāi)采過(guò)程中不可避免的會(huì)遇到例如斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造?；夭晒ぷ髅孢^(guò)斷層有平推法、跳采法、調(diào)整采高法、挑頂臥底法等多種技術(shù)，其中預(yù)掘巷道過(guò)斷層技術(shù)是回采工作面針對(duì)大落差斷層的一種快速過(guò)斷層技術(shù)。而這種過(guò)斷層技術(shù)的關(guān)鍵之一就是預(yù)先確定預(yù)掘巷道間巖柱的留設(shè)尺寸。

1 煤礦回采巷道礦山壓力控制重要性

煤礦礦井開(kāi)采工作一般深處于地下作業(yè)，導(dǎo)致巷道上方會(huì)產(chǎn)生較大的作用力作用于巷道內(nèi)壁以及巷道頂端。煤礦井下的操作環(huán)境相對(duì)復(fù)雜難以預(yù)控，進(jìn)行回采操作的時(shí)候，如果礦井支撐體系發(fā)生裂縫或者形變情況，就會(huì)影響到整個(gè)巷道的安全，如果此時(shí)發(fā)生坍塌，會(huì)導(dǎo)致巷道內(nèi)部發(fā)生阻塞，不僅影響正常開(kāi)采，還有可能給人們的生命安全造成威脅。與此同時(shí)，控制井下巷道內(nèi)壓力的時(shí)候，容易忽略對(duì)相應(yīng)作用力發(fā)展規(guī)律的考量，使得壓力控制體系缺乏合理性，會(huì)影響到回采面的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，所以，優(yōu)化并完善煤礦回采巷道礦山開(kāi)采及支護(hù)分析是很有必要的。

2 煤礦井下安全回采工藝

2.1 創(chuàng)新思路，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

在礦井采煤技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新的過(guò)程中，需要結(jié)合最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，特別是要運(yùn)用機(jī)械自動(dòng)化要點(diǎn)和數(shù)控技術(shù)，完成對(duì)相應(yīng)設(shè)備的引導(dǎo)作用，優(yōu)化開(kāi)采方式，不斷滿(mǎn)足井下采煤需要。同時(shí)，有效融合PLC技術(shù)，不斷提升硬件電路和機(jī)械化操作水準(zhǔn)，完善PLC故障監(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，對(duì)回采機(jī)械進(jìn)行全面保護(hù)，及時(shí)更新和拓展數(shù)控管理技術(shù)，提取相關(guān)參數(shù)與實(shí)際開(kāi)采情況進(jìn)行合理匹配，在提升自動(dòng)化操作水平的同時(shí)，為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更多效益[1]。

2.2 回采面超前勘探

對(duì)于回采工作面的超前勘探工作，一般結(jié)合物探和鉆探兩種方法。使用物探技術(shù)的時(shí)候需要依靠直流電法儀器完成超前探測(cè)工作，每次超前探測(cè)距離110 m，其中掘進(jìn)80 m，存留30 m，超期探測(cè)工作累計(jì)進(jìn)行38次，物探總長(zhǎng)4 180 m。物探初步驗(yàn)證了后期掘進(jìn)過(guò)程不會(huì)受富水區(qū)域的影響，工作面不會(huì)受水災(zāi)害的影響。使用ZY-2300型號(hào)進(jìn)行鉆探，每次使用三個(gè)鉆孔，鉆孔間呈扇形，完成前和左右三個(gè)方向的探測(cè)。共進(jìn)行掘進(jìn)工作38次，每次掘進(jìn)120 m，其中掘進(jìn)80 m，保留40 m。

2.3 全面跟進(jìn)創(chuàng)新圍巖技術(shù)的應(yīng)用

隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)施工也有了新的要求。這樣一來(lái)就需要采取圍巖控制技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題，比如說(shuō)在回采巷道施工中，要根據(jù)煤礦的地質(zhì)條件以及應(yīng)力分布的特點(diǎn)而定。進(jìn)行開(kāi)口施工操作的時(shí)候，需要對(duì)頂板壓力進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，保證其參數(shù)的穩(wěn)定性和精確性，當(dāng)壓力增大時(shí)，能夠相應(yīng)降低影響效果[2]。我們需要在此前提條件之下，更新并完善新技術(shù)管理系統(tǒng)，在開(kāi)口的位置開(kāi)設(shè)抬棚或者架設(shè)木垛的方式，做好整體加固工作，在保證圍巖技術(shù)符合開(kāi)采要求的前提下，使用新材料和新數(shù)據(jù)，深入分析整個(gè)回采層面的傾斜角度、采煤高度、深采場(chǎng)受力情況等，從而有效地實(shí)現(xiàn)圍巖的綜合處理，整體提升煤礦的采煤效益。

2.4 薄煤層刨煤機(jī)綜采及其適應(yīng)性

刨煤機(jī)在進(jìn)行刨煤作業(yè)時(shí)，工作面兩端裝設(shè)的刨頭驅(qū)動(dòng)裝置，會(huì)控制刨煤機(jī)刨鏈帶動(dòng)刨頭工作，刨刀會(huì)按指定的刨削深度進(jìn)行刨煤作業(yè)，實(shí)際刨落的煤炭資源會(huì)經(jīng)過(guò)刨頭犁形斜面最終流入輸送機(jī)，然后再由輸送機(jī)從工作面運(yùn)出。刨刀在刨煤時(shí)，其具體進(jìn)刀方式可細(xì)分為人工開(kāi)切口進(jìn)刀與斜切進(jìn)刀。人工開(kāi)切口進(jìn)刀作業(yè)主要是刨煤機(jī)由上切口運(yùn)行至下切口來(lái)實(shí)施刨煤作業(yè)，當(dāng)刨頭運(yùn)行至機(jī)尾后再進(jìn)行反方向刨煤，這樣反復(fù)循環(huán)多次可實(shí)現(xiàn)連續(xù)刨煤、運(yùn)煤作業(yè)。此時(shí)，通過(guò)液壓支架的刨頭，通過(guò)對(duì)下行刨深的判斷，完成對(duì)輸送機(jī)槽的推移工作，當(dāng)刨頭移動(dòng)到機(jī)尾的位置上，反向下運(yùn)行到彎曲位置的時(shí)候，會(huì)與煤壁逐漸相交，此時(shí)的液壓支架會(huì)不斷向上移動(dòng)循環(huán)，這個(gè)時(shí)候就完成了一個(gè)完整的采煤循環(huán)過(guò)程[3]。

在薄煤層綜采工作中，應(yīng)用刨煤機(jī)主要有以下方面的優(yōu)缺點(diǎn)。首先應(yīng)用刨煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1) 耗能問(wèn)題。刨煤機(jī)本身的耗能較小，振動(dòng)感也不是很強(qiáng)烈，在進(jìn)行割煤工作之后，不會(huì)大量暴露煤層頂板，這利于頂板的維護(hù)工作；2) 刨煤機(jī)屬于靜力刨煤，能夠很好的減少外在灰粉的進(jìn)入，從而提高所開(kāi)采煤的質(zhì)量，提升售賣(mài)價(jià)格，得到很好的經(jīng)濟(jì)收益；3) 刨煤機(jī)采用液壓支撐原理，這樣的定量推進(jìn)能夠使刨煤機(jī)進(jìn)行無(wú)間歇作業(yè)，由此實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效；4) 利用刨煤機(jī)進(jìn)行工作不僅可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，還能夠改善工人的作業(yè)環(huán)境，從而提高產(chǎn)量，減少勞動(dòng)成本；5) 刨煤機(jī)便于薄煤層的開(kāi)采，且便于維護(hù)。此外刨煤機(jī)存在的問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：1) 對(duì)操作人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的要求極高，因?yàn)榕倜簷C(jī)所使用的各個(gè)鑄件都具備高精度、高自動(dòng)化的特點(diǎn)，且外形較為復(fù)雜，這要求相關(guān)工作人員必須熟練的掌握該儀器的操作原則；2) 刨煤機(jī)適應(yīng)性較差，對(duì)于開(kāi)采工作面的地質(zhì)條件有一定要求，而且靈活性較差，無(wú)法隨意切換刨頭高度，這點(diǎn)非常不利于煤層開(kāi)采。

3 結(jié)語(yǔ)

在煤礦井下施工操作過(guò)程中，對(duì)于回采工藝的選擇需要全方位結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)水文情況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和技術(shù)掌握情況的好壞。因?yàn)槲覈?guó)煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致回采工藝呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，隨著時(shí)間的推移和技術(shù)水平的不斷提升，回采工藝也不斷向電牽引、大功率和程序化發(fā)展方向邁進(jìn)，換言之，不同的煤礦在運(yùn)作發(fā)展過(guò)程中，需要結(jié)合自身實(shí)際情況，保證安全和開(kāi)采效率的前提下，選擇最優(yōu)回采工藝，保證煤礦行業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。