復雜煤層開采問題分析與措施

摘要：本文簡要介紹了蘇橋煤礦的煤層構造，對復雜煤層開采存在的問題進行分析，并結合工作實踐，闡述了復雜煤層開采時采取的對應措施，以達到提高工效和煤炭資源回收率，實現安全生產的目的。

關鍵詞：煤礦 復雜煤層 問題分析 采煤 措施

0 引言

蘇橋煤礦位于大田縣廣平龍山崎復式向斜的中南部，區內褶皺和斷裂構造均十分發育，煤層賦存條件復雜，多為薄煤層、急傾斜，開采難度大。我們結合現場實際，對復雜煤層進行分析研究，采取有效的開采措施，在提高工作面煤炭資源回收率，提高勞動工效，降低材料消耗，保障安全生產等方面，都取得良好成效。

1 煤層構造概述

1.1 蘇橋井田位于廣平龍山崎復式向斜中段，含煤地層呈隱伏狀態，總體構造形態為倒轉向斜構造（Ⅰ級構造），地層傾角一般在25—45°，局部達60—70°；走向和傾向上均發育寬緩的背向斜（Ⅱ級構造）；Ⅱ級褶皺軸向總體為北東—北西向，軸面傾向南東—南西，傾角較陡，樞紐（均以褶皺與其上方斷層相切的形態為準）走向北北東—北北西向，14線往北向南傾伏，14線往南向北北東傾伏。次級褶皺（Ⅲ級構造）發育，甚至出現更次一級的小褶（揉）皺倒轉現象，地表已被推覆體掩蓋。

1.2 蘇橋井田主要開采層為童子巖組第二段（P1t2）和第三段（P1t3）。童子巖組第二段（P1t2）正常翼較穩定可采為2層，編號30、33號煤層，不穩定可采為1層，即28號煤層，有效含煤系數2.9%；倒轉翼零星可采一層，編號30號煤層，有效含煤系數為1.3%；

童子巖組第三段（P1t3）含煤27—39層次，其中正常翼可采或大部可采為5層，自一段頂部往下編號為21、26、28、30、33號等煤層，厚度為0.7m-1.5m。倒轉翼零星可采3層，編號為26、28、30號煤層，厚度為0.9m-1.2m。上述煤層頂板多為泥質巖，底板多為砂質巖，少數為泥質巖，泥質巖常含植物根莖化石。

2 復雜煤層開采問題分析

2.1 由于煤層受擠壓、褶曲及斷層等影響，造成煤層傾向、走向及厚度變化大。采煤工作面地質構造復雜，難以進行長壁推采，而多采取短壁式開采，增加采面小眼工程量，材料消耗大，資源回收率低，開采成本較高。

2.2 由于煤層受地層中灰巖覆蓋影響，有良好的隔水層，因此，煤層干燥，井下地溫高。采煤工作面開采時粉塵大、溫度高，增加勞動強度。

2.3 由于煤層頂底板整體受構造影響，易生成偽頂或偽底；局部煤層底板為泥巖，開采松動后容易開裂或脫落。采煤工作面頂底板破碎，壁式推采過程中，易脫落造成倒柱、竄矸等現象，開采難度大。

2.4 由于煤層局部松散，采煤工作面開采時，容易造成片幫或小眼施工時冒頂。采煤工作面安全隱患多，安全管理難度大。

3 復雜煤層開采的對應措施

3.1 針對煤層褶曲斷層多，煤層變化大的開采措施

3.1.1 靈活選擇采煤方法。根據實際情況，一個采煤工作面可選擇多種采煤方法。

主要有：一是采用斜坡陷落采煤法，以傾斜巷道為主要布置方式，以煤體自然陷落為主要落煤方式，此方法適用于急傾斜薄及中厚煤層。

二是采用斜臺階采煤法，使采場形成臺階狀，上臺階超前于下臺階，兩相鄰臺階以30°的偽斜小巷相連，呈偽斜正臺階狀。此方法具有改善頂板受力狀態，增加頂板穩定性，提高工作面安全可靠性的優點，適用于急傾斜煤層。

三是中深孔爆破采煤法，即在巷道中打中深孔爆破落煤，此方法具有工藝簡單、工作安全、勞動強度低，回采工效高，材料消耗少的優點，適用于急傾斜，走向及厚度變化大的煤層。

3.1.2 適時改造斷層、壓薄帶。對于煤層出現壓薄、褶曲、向背斜和小斷層時，及時組織工程技術人員進行現場分析，掌握地質構造特征，適時制定工作面改造措施。主要是采用風鉆打眼、爆破，開拓巷道，穿越斷層、壓薄帶，重新找回煤層。

3.2 針對采煤工作面粉塵大、溫度高的開采措施

3.2.1 完善采煤工作面通風系統。一是合理布置回風巷或施工專用回風斜巷，縮短風流路徑，減小通風阻力，解決工作面的通風問題，達到降塵降溫的目的；

二是定期對各個工作面進風總量進行檢測，設置風站、風門等通風設施，優化風量配置；

三是對已結束的運巷進行密閉封堵，防止漏風；

四是對風門及風站進行定期檢查，發現漏風，及時補漏；

五是調整煤層的開采順序，并根據工作面的設置及時調整通風布局。

從而有效提高采煤工作面的通風質量，達到降塵降溫的效果。

3.2.2 推廣應用煤層注水技術：煤層注水技術具有良好的減塵、降溫效果。在我礦已經推廣應用，由去年的1個采面增至今年的3個采面。制定采煤工作面注水技術規程和考核辦法，嚴格落實煤層注水措施，獎優罰劣，當月兌現，促進采煤工作面的注水工藝的實施，達到減塵和降溫的效果，提高勞動工效。

3.2.3 加強防塵灑水噴霧：一是在進風運巷增加水幕噴霧，凈化風流，每隔100米設置一道；

二是在裝車口及小眼口上方3米處裝設噴霧，能有效降低粉塵，同時也有利于降溫；

三是在回風巷設置灑水噴霧裝置。同時加強管理，確保灑水噴霧裝置正常使用，現實降塵、降溫效果。

3.3 針對煤層頂板底板易開裂或脫落的開采措施

3.3.1 采用斜坡短壁推采工藝時，上部采用留設擋矸煤柱，在煤柱下方采用密柱進行加固，可有效防止采空區頂板脫落，造成竄矸的現象。

3.3.2 采用中深孔回采工藝時，采空區側采用雙排密柱進行防竄矸，在密柱下部留1.0×0.5m的出煤口，用長耙子進行出煤，能有效防止竄矸現象，提高安全可靠性。

3.3.3 采用高位貫通采煤工藝時，由于傾向上變化較大，上部采用留設5-8m煤柱，用密柱進行控制推采至最大控頂距時，采用中深孔進行放煤，以減小工作面壓力，同時提高煤炭資源的回收率。在底板控制方面，支護沿破碎底板施工一排密柱，進行控制底板，點柱施工柱腳往下挖至實底或支護底部挖10-15cm，防止底板滑落。

3.4 針對煤層局部松散，易造成片幫的開采措施

3.4.1 采面小眼施工過程中，嚴格控制鉆眼深度，角度及方向，避免小眼超寬、震動等造成片幫冒頂。

3.4.2 做好超前控頂和支護工作，防止采面的片幫和垮落，造成工作面的冒頂。

3.4.3 采面回采過程中，加強采面上、下出口的支護，采用加密或叢柱加固。采面支護要求按《煤礦安全規程》規定，進行支護管理。

3.4.4 采用炮采工藝時，要做好采面防倒柱措施，在放炮后要進行檢查，對傾倒的支柱要進行及時修復，禁止空項作業。

4 結束語

復雜煤層開采，對于煤層構造復雜的南方中小型礦井尤為重要，在提高煤炭資源回收率，延長礦井開采服務年限等效益巨大。但復雜煤層開采難度大，機械化程度低，成本高，工效相對較低仍是主要問題。要根據具體情況，因地制宜，嚴格按照《煤礦安全規程》制定切實可行的作業規程和技術措施，落實開采工藝，確保安全生產。

參考文獻：

[1]《煤礦開采技術》中國礦業大學出版社，2010年2月.

[2]《大傾角構造復雜煤層開采技術研究》遼寧工程技術大學，文振明編寫.