煤炭回收開采技術在小煤窯開采區的應用

劉恒

摘 要：在目前的礦產資源開采中，煤炭開采占到了我國自然資源利用的總數的一半以上，但是小煤窯的開采使得我國的煤礦開采體系受到了嚴重的沖擊。文章著重對東龐礦的北部井區的開采狀況進行了論述，在該地區針對受到小煤窯的隨意開采破壞的煤層，通過采取防水、防火以及頂板管理多種方式進行治理，并通過綜采放頂的方式對受到破壞的煤層中的資源進行回收利用。

關鍵詞：煤炭回收；小煤窯；開采；破壞

東龐礦的北部井區作為東龐礦井的組成部分，其主要開采范圍在東龐礦區的西北部，同西龐礦相鄰，其南部的分界線為F12斷層；因此北井的西部主要為一些地方性小煤窯；在北井的北部則同F2斷層相鄰；在東部則是#9煤層底板。在四年前，即2009年，該煤井的生產力被評估為五十七萬噸/年。該煤井出產的煤炭主要為9#煤，對其開采主要采用了綜采放頂的方式，而通過全部垮落法對煤井頂板進行管理。

1 工作面概況

9#煤是東龐礦的北井出產的主要煤種，但是在北井西部的小煤窯經常會越界開采，因而其資源儲量受到了嚴重的影響，在生產量上北井受到越界開采的嚴重制約。針對該類越界開采問題，結合北井的實際生產力，制定了相應的措施預防小煤窯的開采行為對礦井資源的進一步影響。在首采面頂部，即緊鄰礦井的邊界區域設定了工作面，命名為9202B，該工作面的主要作用是對回采區進行圈定，因此完成回采后就會在礦區同小煤窯之間形成相應的采空區，以此隔離并預防越界開采。

其工作面概述如下：其開口時間為2011年的12月，歷時十三個月完成圈定工作，即工作面完工時間為2013年的1月。整個工作面建設中，正巷長達2260米，對360米老巷進行整修，鉆窩長度210米，即累計進尺長度為2830米。對老空前后三十次掘進貫通，其中貫通老巷十六次，揭露實際小煤窯的采空區十四次。9202B采用了不等長方式對工作面進行了布置，在掘進過程中前后修改設計十次，軌道巷的拐彎次數更是多達十二次，其中皮帶巷的拐彎次數僅為四次。在對圈定的工作面進行回采時，續減架次數為四次，調采三次，搬家一次，并實行了一次對接。

2 管理煤層頂板

對預測的小煤窯的老空區域進行處理，在揭露前對其區域前十米處加強支護，且保證頂幫錨桿的排距在0.7米以下，對頂錨索的排距進行加密，距離為1.4米。對揭露后的老空區域補打槽鋼錨索，需要順向槽鋼錨索補打的區域一般為巷道高度在三米半以上以及高頂區，且保證錨索的間排距為2.4米×1.5米。將高度相對較高的冒落區中的幫錨索的長度改為8.5米，在部分巷道中加裝起吊錨索，該結構是用于防止出現溜渣事故發生用的人工假頂的構筑使用。對于跨度較大的頂板可以使用排木垛法進行加固支護。對于頂板受到小煤礦濫采濫挖影響嚴重的區域，需要采用綜合支護的方式，結合槽鋼錨索以及錨梁網和π型鋼加梯形木棚的方式進行支護。

3 如何開展水防治

3.1 對于采空區的勘探隨著科技的發展手段也越來越先進，而勘探精度也越來越可靠。2007年以前采用的是電法勘探，而在2007年以后，則對北翼下組煤進行了三維地震勘測。根據報告顯示，該區域中采空區已經出現了大面積化，且采空區的位置同電法異常區基本相同。

3.2 在該礦井采掘區域，對工作面進行鉆孔，用以勘測地下老空區。在工作面向北320米以及590米出分別施工兩個鉆孔，而兩個鉆孔均探測到了由于小煤礦的濫采濫挖而造成的老空區。

3.3 通過在工作面的勘探，以及對勘探結果的分析，對于西部越界的老空區，部分出現了異常的反應，根據鉆探成果資料，對其越界的范圍進行了初步的確定，并確定了在該范圍外的警戒線以及探水線的分布。

3.4 自進入探水線位置開始煤層超前鉆孔的施工，分別向92、93以及8號煤層進行探測，探查的主要方向為巷道的正前方和側上方。

3.5 對于該煤層的探測，不但要進行超前鉆孔的施工，同時還應當進行探水作業，在巷道的迎頭施工的探水孔中通過探水鉆桿進行檢測，探十米然后掘進三米。并且施工的過程中一定要遵循先探后掘的施工原則，保證對老巷以及越界老空進行全面的探查。

3.6 同越界的小煤窯老巷掘通之后，就要開始考慮水防治問題，從安全角度出發，對小煤窯的老巷需要進行適當的整修，對其分布位置和范圍需要確切了解清晰，并對巷道內的積水情況予以探查明朗。以最少的鉆探工作量消除掘進過程中有可能出現的老空水產生的危害。另外在掘進過程中應當從成本節約的角度出發，充分利用原有巷道優勢，減少新掘巷道的數量。

3.7 通過在工作面施工探巷能夠對上面提到的勘探位置進行有效的驗證，在該工作面上開掘三條同老巷相互貫通的探巷，并且方向全都指向老空方向。并通過鉆探獲取的數據分析鉆探本身的可靠性以及對鉆探出的老空具體狀況的分析，為下一次的優化提供資料。

4 一通三防工作

“一通三防”指的是煤礦安全生產中的礦井通風、防治瓦斯、防治煤塵、防滅火的技術管理工作的簡稱。

巷道揭露老空前建立正壓通風系統，在揭露及整修過程中加強有毒有害氣體及巷道煤矸和空氣溫度檢測，并在監測監控系統中增設一氧化碳傳感器。貫通后形成的冒落空洞采用粘土水泥漿對頂幫進行全面噴涂或用黃土等不燃性材料進行充填。

9202B上下巷與周圍采空區和小煤礦之間的密閉有20多道。對與小煤礦之間的密閉，考慮到回采后必然毀壞產生漏風，將所有密閉內進行粉煤灰灌漿充填。確保了巷道受壓變形情況下的嚴密性。

9202B切眼有明顯的流水出來，無法實施密閉內的粉煤灰灌漿。我們采取的措施是，切眼外密閉頂部0.5米排列黃土袋，整個密閉增加厚度，最后用黃泥抹嚴。黃土受壓后收縮或擠出，保護密閉減少損壞，而且黃土可以堵嚴被毀壞的磚墻縫隙。從而有效防止了回采后密閉毀壞造成的漏風。

5 機電設備優化

煤礦在綜放工作面回采過程中，存在工作面水平彎曲過大，并同時存在工作面起伏也過大，必定導致鏈條出槽問題。針對綜放工作面機頭機尾運行狀況及防止鏈條上彈，采用了過渡槽上口加厚變窄的具體措施，避免了設備損壞和人身安全事故，取得了一定的經濟效益和社會效益。

首先在9204工作面前后后溜子采用機頭電機單電機運行試驗，經過一段時間單機運行實驗，證實此做法能夠滿足正常生產運輸要求，因此本次9202B安裝正式采用單機運行方式。

在9202B面上所具有的創新點便是對機尾結構的簡化，正式的將電機從工作面前后溜子機尾去除，并取消了機尾的端頭支架。如此一來，在地質條件受到影響或者環境發生變化，需要撤、續架時，從技術上對減少拆卸工序，有效節約時間進行了有力支持。

參考文獻

[1]毛清華.穿越小煤窯破壞區開拓方式分析[J].煤炭工程，2002（8）.

[2]張志榮.淺談小煤窯的危害及其對策[J].科技信息，2009（1）.

[3]李坤.試論任樓煤礦土地復墾技術[J].科技創新導報，2009（8）.