淺談在特殊條件下煤礦開采方法及要點

摘 要：隨著煤炭開采工業進入現代化，一方面開采技術向著機械自動化、集中化方面發展；另一方面由于煤炭這種化石能源的緊缺和國家對回采率的要求等，迫使煤炭企業不得不開采地質條件較差的煤層；為了競爭中求生存與發展，煤礦的開采技術正是其核心問題。如何應用現代科學理論、新方法和高新技術，解決煤礦生產中遇到的實際問題；研究解決采礦科學與其它學科的相互結合，是當今煤礦開采技術的發展方向。

關鍵詞：三下采煤 大傾角開采 薄煤層開采

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（c）-0102-01

隨著我國國民經濟的快速發展，對煤炭的需求越來越大，這相應的要求我國能源技術領域也要跟上時代的腳步。這幾年我國煤炭采礦設備正在向自動化、信息化、大型化、集約化法方向發展，煤炭的開采深度和原煤產量得到很大的提高。但同時我們不得不面對的是這幾年中小煤礦技術相對落后的局面。造成這一局面的原因很多，但主要與我國的中小煤礦設備革新慢、技術不過關等因素有關，開采技術的發展緩慢越來越成為我國煤炭工業可持續發展的瓶頸。

1 礦井矸石填充技術

很多煤炭資源存在與建筑物下、水體下、鐵（公）路下，為了不浪費寶貴的煤炭資源，采用充填開采是解決“三下”問題一條重要途徑。充填開采法是用充填材料（矸石、砂等）充填采空區的方法。該法可以緩和工作面支撐壓力產生的礦壓顯現，改善采場和巷道維護狀況。有效減少地表下沉速度，防止產生“漏斗”狀塌陷坑。從而保護地面建（構）筑物、生態環境和水體。

1.1 利用井下采空區處置煤矸石充填采煤方法

1.1.1 刮板輸送機卸矸充填

這是一種低成本、且工藝簡單的矸石充填采空區技術（設備布置見圖1），但是普通綜采相比增加采面的空間尺寸，且運送矸石的運輸系統較為復雜。在一些近水平煤層可以適當采用。

1.1.2 拋矸機充填

拋矸機是利用矸石在皮帶上獲得的初始加速度將矸石拋射出去的設備。這種充填方法隨著工作面的連續推進，易形成山谷形充填空隙從而使充填密度達不到理想的要求，但是僅僅從矸石再利用的角度上考慮還是能滿足一般礦井。

2 大傾角煤層開采技術

大傾角煤層則是以煤層傾角超過冒落矸石或煤的自然安息角所引起物料的滑動、失穩等現象為主要特征而命名的，通常將30°～55°傾角煤層稱為大傾角煤層。大傾角煤層開采技術主要取決于工作面推進方向。

2.1 工作面偽斜開采

沿傾斜布置的工作面刮板輸送機和液壓支架都有下滑的趨勢，為了防止這種下滑，控制好工作面輸送機機頭超前量，保證刮板輸送機與轉載機搭接合理，一般采取偽斜開采，工作面下出口超前上出口一定距離，超前角按下式計算：

β=αk（1/2―1/4）

式中：α為工作面傾角度；k為調整系數：0.95～1.15；β為工作面超前角度。

其中k值與工作面底板、刮板輸送機的類型、推溜、移架工藝等有關，每個工作面要進行具體觀測后確定。控制工作面超前角的關鍵每天測量工作面的傾角和超前角，并及時進行調整。

工作面保持三直兩平，發現工作面液壓支架出現輕微擠架現象應及時調整，防止事故擴大。刮板運輸機防滑采用每10節溜槽安設一個防滑千斤頂，刮板運輸機機頭防滑采用打戧柱的方法。

工作面應設有防飛濺設施，具體做法是在輸送機上方每隔15～20米掛一道由19×64.5 mm圓環鏈組成的防濺簾；工作面輸送機下方設全封閉擋板。在人行道與機道之間掛金屬網，金屬網上方固定在液壓支架前梁下，下方固定在刮板輸送機電纜槽上，采煤機割煤時只在采煤機下方15米范圍解開金屬網。并規定：采煤機運行時采煤機方向不得有人，工作面刮板輸送機運行時工作面下出口禁止行人。

3 薄煤層螺旋鉆采煤技術

3.1 薄煤層螺旋鉆采煤技術的工作原理

為在巷道內布設螺旋鉆采煤機和安裝運輸設備運煤，根據頂板巖性及礦壓情況，在鉆孔間需留設0.5～1.0 m煤柱支護頂板，螺旋鉆采煤機移動由本身的履帶行走機構在巷道內移動。其工藝過程與連續采煤機采煤類似。

3.2 割煤裝置—鉆具

它由螺旋鉆頭和成對的螺旋鉆桿組成。鉆具部分可根據不同的需求安裝2～4個鉆頭，鉆孔寬度可達到1.14～2.77 m。鉆具上裝有5種傳感器，分別監控鉆孔內的瓦斯濃度、鉆頭旋轉扭矩、鉆孔間的煤柱、鉆孔導向、鉆頭與煤層間隙，并通過多功能控制裝置實現集中控制。若采用雙平巷對向開采，安裝4臺采煤機同時生產，年生產能力預計在100萬噸。

不足之處在于，螺旋采煤機適用范圍比較有限，對地質條件要求比較苛刻，比如說煤層中不能有火成巖侵入，不能有斷層，且頂底板應該完整、堅硬。進口設備配件與國內設備不通用等

4 結語

綜上所述，只有在煤炭開采的過程中不斷的去探索新的方法和新的技術才能解決新的問題，才能增加煤炭企業的競爭力。這就對煤炭行業的從業人員提出了向現代化技術進軍的新的要求。當然，特殊條件下煤層的開采就目前來說已經不是新名詞，可是還有很多需要我們去完善的技術和理論。技術一直企業發展的第一生產力，尤其對于現代煤炭行業來說，它越來越趨近于一個多學科交叉大系統工程。

參考文獻

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[2]錢鳴高.劉聽成.礦山壓力及其控制[M].北京：煤炭工業出版社，1995.

[3]陳炎光.中國采煤方法[M].中國礦業大學出版社，1991.