后溜矸石填隙放頂煤開采法

韓會營

【摘 要】煤炭資源面臨枯竭，實現煤炭資源最大利用率十分重要。開采厚煤層的重點是綜采放頂煤，與傳統的采煤方式相比，它具有明顯優勢，簡稱“三二一”，“三”即三高（高產、高效、高塊率）、三簡（巷道布置簡單、輔助運輸簡單、通風簡單），“二”即二低（低掘進率、成本低）、二好（經濟效益好、安全好），“一”即一少（設備投資少）。

【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）.

【關鍵詞】傳統技術；工藝；采礦

【Keywords】traditional technology； process； mining

【中圖分類號】TQ53 【文獻標志碼】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發展快速，但依舊存在某些因素限制了其進一步發展，如瓦斯爆炸、煤塵飛揚、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，我們進行了長期探索和改進，目前后溜矸石填隙放頂煤開采法在112105工作面得到良好應用，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，導致在工作面后溜截煤器與采空區之間留下部分空間，寬600mm，高350mm，接著進入下一輪循環，這部分空間直接由溢出的頂煤和后溜運輸途中淤出的活煤進行補充，這樣會導致無法回收空隙中的煤。補充空隙中的煤由兩部分構成：一是后溜放煤完成后，需要大量的煤，運輸途中會多出70%煤會填補這部分空間；二是由拉架放煤后殘留下30%的煤填補。為根除這一問題，使煤炭利用最優化，并且使含矸石量達到最小。我礦工程技術人員與生產單位積極開展技術攻關，先后試行了4套改進方案，在112105工作面成功實施了“后溜矸石填隙放頂煤開采法”，為確保準確地放煤，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之間的縫隙，然后撤離插板；再挪開支架放煤；與此同時采用“逐架放煤”法，實行一架一放。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工作面的工程應用

3.1 112105工作面概況

所謂“辛安礦112105工作面”即10采區，西鄰112103采空區，東鄰112121工作面，-500南翼總回風道與-500南翼皮帶道之間是溜子道，214下車場保護煤柱位于工作面南面，北部為212煤倉保護煤柱。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，27.6萬噸儲存煤。采煤機型號為MG170/410-WD，刮板輸送機型號SGZ-630/264，支架型號ZF3200/16/24。

3.2 創新采煤工藝

采煤方式屬于雙向割煤、單向移溜、端頭斜切進。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），采煤機下行割煤至下機頭（追機伸伸縮梁），移架（滯后機組2個支架移架），然后采煤機上行返空刀，機頭段移架，分段放煤由上至下，前溜由上至下，機組割機尾段，機尾段下行返空刀，機組下行斜切進刀，進入第二循環，機尾段移架、推前溜、放煤，不斷循環該過程。

3.3 新舊采煤工藝對比

所謂傳統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。這種傳統的采煤方式適用于無法回收縫隙內的煤，創新采煤工藝在煤回收方面具有優勢，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。在后面運輸煤炭封住煤炭淤出溜槽；在移架時，上層煤會沿著矸石擋墻進入后溜，以防進入采空區。創新采煤工藝中多了一項放矸石充填空隙工藝，空白區被矸石填充相當于將矸石轉換出煤炭。這樣就使煤炭回收率有所提升，同時可以在采空區提前將矸石放在插板上，使灰成分降低。

4 傳統放工藝和創新放煤工藝比較

4.1 傳統放煤工藝圖（圖1-3）

放煤結束——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%計算，工作面每米長度推進每刀含煤量為Q1：Q1= 0.6×0.35×1.0×1.5×25%=0.079t

傳統工藝，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每刀可多出煤為Q3：

Q3= Q2-Q1=0.16t

工作面每米長度每刀進度儲量為Q4：

Q4=4.3×0.6×1.0×1.5=3.87t

煤炭回收率比值Q3/Q4=4.1%

②提高經濟績效

辛安礦2016年前10個月煤產量124萬噸，假設改革矸石充填采煤工藝中支出不變，原煤產量增加5.08萬噸，按噸煤530元計算增加產值2692萬元；按噸煤200元利稅計算增加利稅1016萬元。

③減少安全問題

采空區遺漏的煤炭可能會引發自然火災，新型采煤工藝有利于提高煤炭回收率，降低煤炭損失量，降低發生自然火災的可能性，增強安全保障。

5 結論

“后溜矸石填隙放頂煤開采法”操作簡單，生產工藝創新，不增加原材料消耗，不增加設備投入，操作工藝簡單，提高了煤炭資源回收率，減少了安全風險，經濟效益顯著，值得應用推廣。endprint