煤礦薄硬煤層回采中的采掘技術(shù)應(yīng)用探討

陳健

【摘 要】由于煤礦薄硬煤層深受多方面因素的影響，其面臨著回采率較低的現(xiàn)象。所以，煤礦薄硬煤層工作面進(jìn)行采掘時(shí)，必須要根據(jù)一個(gè)煤礦的具體情況采取相對(duì)應(yīng)的采掘技術(shù)，然后使用相對(duì)應(yīng)的提升回采率的措施，在保證薄硬煤層工作面安全的基礎(chǔ)上，有效提高煤礦資源的回采率。本文就對(duì)煤礦薄硬煤層回采中的采掘技術(shù)應(yīng)用措施進(jìn)行深入探討。

【關(guān)鍵詞】煤礦；薄硬煤層；回采；采掘

薄煤層為厚度小于1.3m的煤層。在我國(guó)所有的煤層中，薄煤層約占19%，由于其煤質(zhì)較硬，因此，采掘難度較大、回采率較低。在以往的煤礦薄硬煤層回采過程中，由于受技術(shù)條件的限制，采掘設(shè)備移動(dòng)和工作人員作業(yè)的難度加大，煤層回采率大幅降低。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和采煤作業(yè)機(jī)械化水平的提升，在采用先進(jìn)采掘技術(shù)的情況下，煤礦薄硬煤層的采掘率和回采率均得到了提高，同時(shí)，煤層的開采區(qū)域也逐漸擴(kuò)大，開采量逐漸增加。

1、我國(guó)煤炭采掘技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)煤礦資源進(jìn)行采掘時(shí)，通常對(duì)煤礦分布區(qū)域的地質(zhì)規(guī)律分析度不夠，通常使用一般的挖掘方法。不注重在不同地質(zhì)條件下煤炭挖掘方式不同，會(huì)出現(xiàn)各式各樣的問題。導(dǎo)致煤炭挖掘速度畫滿，不能滿足市場(chǎng)的需求，也會(huì)造成煤炭資源浪費(fèi)情況，為企業(yè)及國(guó)家?guī)?lái)不可估量的損失。我國(guó)煤礦企業(yè)較多，實(shí)際開采時(shí)多以小礦井開采模式。這一小結(jié)構(gòu)的礦井不僅導(dǎo)致煤資源浪費(fèi)情況，也會(huì)限制某些先進(jìn)技術(shù)在礦井作業(yè)中的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)使用的煤炭勘測(cè)技術(shù)比較單一，缺少對(duì)不同地質(zhì)條件下應(yīng)采用不同勘測(cè)技術(shù)的研究，導(dǎo)致我國(guó)并未形成配套綜合勘測(cè)技術(shù)，致使地質(zhì)勘測(cè)時(shí)問題層出不窮。我國(guó)是一個(gè)煤炭資源大國(guó)，多數(shù)煤炭挖掘設(shè)備主要從美國(guó)。德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口，進(jìn)口國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，不僅設(shè)備費(fèi)用高，缺乏專業(yè)的設(shè)備維護(hù)人員和條件。

2、薄硬煤層煤礦回采的相關(guān)技術(shù)

2.1巷道的布置情況

在對(duì)煤礦薄硬煤層施工作業(yè)時(shí)，通常在施工前期要對(duì)流程進(jìn)行分析，考慮到薄硬煤層的煤層較為堅(jiān)硬，在對(duì)下運(yùn)巷煤柱進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不需要設(shè)置太大的護(hù)巷煤柱，可以減少在煤柱上的成本費(fèi)用。同時(shí)，在煤礦薄硬煤層中，一般可以應(yīng)用沿煤巷道掘進(jìn)的方式實(shí)施，也就是讓煤層直接頂為巷道的頂板，煤層可以接近巷道的頂板，因頂板圍巖較為穩(wěn)固，在實(shí)際的作業(yè)中，不用破壞頂板。在施工人員作業(yè)時(shí)，要嚴(yán)格把控質(zhì)量，安排專業(yè)人員進(jìn)行檢查及維修，對(duì)出現(xiàn)的問題要采取有效的防范措施，對(duì)巷道周圍的圍巖變化情況進(jìn)行詳細(xì)的記錄，保障巷道在施工中的使用年限。

2.2回采工作面的支護(hù)

為了保證開采過程中薄硬層煤礦工作平面的穩(wěn)定性，需要合理選擇支撐煤層工作面的支護(hù)方式。工作面兩巷支護(hù)對(duì)采割機(jī)的機(jī)尾和機(jī)頭的影響相當(dāng)重要，支護(hù)合理可以加大的減小過機(jī)頭、機(jī)尾的時(shí)間。在實(shí)際采煤過程中，采煤機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾之間的人刀時(shí)間占總切割時(shí)間的一半，假如支護(hù)質(zhì)量差，則人刀時(shí)間所占據(jù)的時(shí)間比例更大。由此可見，提高工作面兩巷的支護(hù)狀況，對(duì)于采掘煤層有極大的促進(jìn)作用。當(dāng)采煤機(jī)切割過后，之間完成對(duì)頂板的支護(hù)，再進(jìn)行移動(dòng)機(jī)的輸送，我們根據(jù)頂板的實(shí)際情況和切割深度，選擇合理的支護(hù)方式和支護(hù)密度，當(dāng)頂板完整時(shí)，按照先后順序逐個(gè)移動(dòng)支架，使得支架的移動(dòng)速度和采煤機(jī)的切割速度基本一致，能夠保證采煤快速、有效的進(jìn)行。對(duì)于回采工作面一般采用錨網(wǎng)或者錨索結(jié)合支護(hù)，這種支護(hù)方式能夠保證采煤的高效性和安全性。

2.3薄硬煤層的相關(guān)采掘技術(shù)

2.3.1斜坡式采掘技術(shù)

這種采掘技術(shù)主要是應(yīng)用在煤礦薄硬煤層回采工作面的巷道中，沿著工作面的走向進(jìn)行煤礦薄硬煤層采掘，呈現(xiàn)傾斜變化曲線，該煤礦1號(hào)采掘區(qū)域+570m處工作面參數(shù)為：煤層厚度在40cm～140cm之間、傾斜角度的平均值為26°、傾向在21m～29m左右、走向在158m左右，通過對(duì)煤礦傾斜巷道的分析，判定回采工作面煤礦薄硬煤層的實(shí)際儲(chǔ)存現(xiàn)狀，之后在巷道的定向區(qū)域進(jìn)行破壓眼工作，施工過程是由巷道上部區(qū)域貫穿至整個(gè)巷道。斜坡式采掘技術(shù)能夠在煤礦薄硬煤層采掘過程中不斷地應(yīng)用，主要是因自身存在的優(yōu)勢(shì)：提高煤礦薄硬煤層工作面的回采率，從而降低采掘過程中產(chǎn)生的煤礦施工成本；方便設(shè)備、材料以及煤塊的運(yùn)輸工作；通風(fēng)效果良好，能夠減少巷道內(nèi)部的污風(fēng)；增加煤礦薄硬煤層采掘人員的人身安全系數(shù)。

2.3.2正規(guī)壁式采掘技術(shù)

該種采掘技術(shù)是在回采工作面內(nèi)布置采煤巷道，采掘工作面沿走向進(jìn)行推進(jìn)，呈傾斜布置，該煤礦一采取+570m15#回采工作面參數(shù)：煤層厚度為0.4～1.4m，平均傾角為26°，傾向?yàn)?1～29m，走向?yàn)?58m，通過沿著煤斜巷能夠準(zhǔn)確地判斷該回采工作面煤層的儲(chǔ)存狀況，通過在巷道定向施工破壓眼，采掘施工由巷道向上開切眼貫通巷道進(jìn)行采掘施工。該種采掘技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為：顯著地提高工作面的回采率，有效地降低采掘成本；便于運(yùn)輸設(shè)備、材料以及煤炭等；通風(fēng)能力好，能夠及時(shí)地排除污風(fēng)；回采工作面的安全系數(shù)相對(duì)較高。

2.3.3切割塊采掘技術(shù)

此類采掘技術(shù)也是薄硬層煤炭常見的一種采掘技術(shù)，該技術(shù)主要在巷道沿薄硬煤層方向采掘出一條通風(fēng)、掘煤、送料、行人的通道，然后在該通道內(nèi)進(jìn)行煤層的切眼，然后再分別進(jìn)行煤層的分塊切割，進(jìn)而對(duì)煤層進(jìn)行回采，這種采掘方法采空區(qū)處理和工作面的支護(hù)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，采掘過程較為集中、靈活，工作面較短等，但該方法回采率比較低，工作平面通風(fēng)狀況不好，施工難度較大，施工設(shè)備要求較高，成本相應(yīng)的較高。在實(shí)際采煤過程中，大多采用多種采掘技術(shù)結(jié)合的采掘方式進(jìn)行煤層采掘，采掘方法較為靈活多樣。

3、提高煤礦薄硬煤層回采率的對(duì)策

3.1強(qiáng)化工作面管理

煤礦薄硬煤層較薄且硬度較大，回采任務(wù)艱巨，而對(duì)工作面進(jìn)行管理則成為一項(xiàng)重要的工作，對(duì)煤礦薄硬煤層的成功回采具有直接的影響。為了保證煤礦薄硬煤層采掘的可靠性和安全性，需要加大對(duì)采煤工作面的管理力度，制訂嚴(yán)格的管理體系，為施工作業(yè)提供制度保障，實(shí)現(xiàn)回采中采掘工作面的高效、快速推進(jìn)，從而提高回采工作面的采掘質(zhì)量和效率，促進(jìn)煤礦薄硬煤層回采工作的順利開展和完成。

3.2加強(qiáng)薄硬煤層工作面的采掘方案制定

在煤礦薄硬煤層工作面施工時(shí)，要根據(jù)其實(shí)際的施工情況，針對(duì)每個(gè)工作面都要進(jìn)行采掘，防止出現(xiàn)“吃肥丟瘦”的短期現(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)人員在對(duì)采掘技術(shù)進(jìn)行分析、探討及批準(zhǔn)時(shí)，要依照工作面的實(shí)際情況，選擇最優(yōu)化、最安全的采掘技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)，針對(duì)在施工中出現(xiàn)的問題要制定相關(guān)的應(yīng)急方案，提高工作面的回采率，保障施工的安全。

3.3強(qiáng)化工作面回采率的考核

在煤礦施工中管理人員要制定嚴(yán)格的考核制度，按照規(guī)定的制度進(jìn)行考核，防范工作面出現(xiàn)丟煤、棄煤的現(xiàn)象。提高工作人員的施工的積極性和主動(dòng)性，在發(fā)現(xiàn)隨意丟煤、浮煤超限的問題現(xiàn)象時(shí)，給予相應(yīng)的懲罰，使得該考核制度能起到監(jiān)督管理的作用，提高煤炭的綜合回采率。

4、結(jié)束語(yǔ)

在煤炭施工中，薄硬煤層回采難度較大且技術(shù)要求高，采掘的過程相對(duì)復(fù)雜。施工人員要結(jié)合煤礦的實(shí)際情況，合理選擇采掘技術(shù)，保障薄硬煤層工作面的安全，加強(qiáng)煤炭資源的采掘速度，使各項(xiàng)環(huán)節(jié)有力的實(shí)施，進(jìn)一步促進(jìn)煤礦企業(yè)的發(fā)展和提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]童應(yīng)山，楊迎新.煤礦薄硬煤層回采中的采掘技術(shù)分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2017，21：124-125.

[2]李育智.煤礦采掘工作面頂板管理問題的處理方法探析[J].企業(yè)改革與管理，2017，9：63-64.

[3]時(shí)永鋒.煤礦采掘工作面頂板管理問題的處理方法探析[J].中小企業(yè)管理與科技，2017，12：98-99

（作者單位：山東華恒礦業(yè)有限公司）