李偉
[摘 要] 煤炭的回采工作一直以來都是煤礦開采過程中的技術難題,提高煤炭回采效率對于提高煤礦開采效益、最大化利用能源資源有著顯著作用。因此,煤炭實際回采工作中,要結合煤礦的實際水文條件,進行合理的巷道布置和節(jié)能高效的支護形式設計,綜合各種情況進行煤炭回采設備配備,多角度、全方面地提高煤炭回采工作的工作效率和質量。重點闡述煤礦綜放工作面沿空留巷技術,并結合具體工程實例分析該技術的可操作性和技術效果,以供行業(yè)同仁參考。
[關鍵詞] 煤礦開采;綜放工作面;沿空留巷技術
業(yè)內人士一致認為煤炭回采工作面沿空留巷技術是煤礦開采技術的優(yōu)化改革。這種技術在煤炭開采過程中不斷應用,可以最大限度地回收資源,避免可用煤體浪費現(xiàn)象,符合國家對煤炭行業(yè)的最新要求,對于提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益有著顯著作用。
一、沿空留巷技術可行性分析
1.地質條件分析
煤礦開采綜放工作面所采煤層大都為不易自燃煤層,煤層傾角較小(約為4°),是近水平開采煤層,并且煤礦工作面內無較為特殊的地質結構,涌水量較小,無大量易燃易爆有毒氣體,安全性能較高,地質條件有利于沿空留巷技術的開展。
2.沿空留巷技術優(yōu)點
(1)在煤礦綜放工作面中采用沿空留巷技術可以減少一條巷道的掘進,降低了瓦斯防治與水防治的煤炭開采成本投入,又可以節(jié)省煤礦開采時間;
(2)沿空留巷技術的工作面通風方式與傳統(tǒng)的開采方式不同,采用“Y”字型通風結構,便于工作面的瓦斯防治管理工作的進行,提高了開采工作的安全保障;
(3)沿空留巷技術的應用可以實現(xiàn)煤礦無煤柱開采,大大提高了煤炭資源的回收效率,提高了企業(yè)經(jīng)濟效益,并且還符合國家對煤炭行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。
3.巷道支護分析
沿空留巷技術的巷道支護難度較大,相較于傳統(tǒng)的煤炭開采技術,需要加大巷道支護成本,并且還需要根據(jù)巷道所受采動影響規(guī)律,分區(qū)分段地選擇科學合理的支護方式,進而減少巷道變形量,確保支護效果達到預期目標,確保巷道的穩(wěn)定支撐和開采人員的生命安全。
二、沿空留巷技術設計方案
1.沿空留巷支護方式
大多數(shù)煤礦煤炭開采工作面的沿空留巷支護方式采用砌筑砼塊墻+工字鋼對子棚配合液壓抬棚+單體柱抬棚聯(lián)合支護。
2.各分段支護方式
(1)超前段支護
通常情況下煤礦綜放工作面回采軌道順槽切眼以外50m范圍作為超前支護范圍,一般采用工字鋼對子棚+π型梁單體柱雙抬棚+雙液壓抬棚進行超前支護,并且要注意將原有的3.8m工字鋼換成4m的工字鋼,在發(fā)現(xiàn)棚腿變形時需要進行及時更換。
(2)過渡段支護
煤礦綜放工作面的過渡段支護工作共分為三點,一是在軌道順槽緊挨端頭支架側打設π型鋼梁單體柱雙抬棚,另一側打設兩道液壓抬棚,抬棚間距為1.9m;二是端頭架需要打設兩道順山雙抬棚,間距1m,隨端頭支架推進;三是采空區(qū)與側泳金屬網(wǎng)進行遮擋,防止人員在開采期間被落矸砸傷。
(3)留巷段支護
煤礦煤炭會采工作面軌道順槽沿空留巷段支護措施,采用砼塊砌筑墻體+工字鋼對子棚支護方式,其中棚距700mm,砼塊規(guī)格為500mm×250mm、高150mm,墻體厚1m,砼塊墻體滯后端頭支架0.7m~3m,需進行錨固工作,錨桿長度為1250mm,兩端用托盤加緊加牢。
三、沿空留巷技術實際論證情況
1.頂板工程管理論證
(1)煤炭回采工作面開采的煤層屬于近煤層(角度約為4°),易于控制巷道頂板,適合沿空留巷技術的應用。
(2)構筑砌筑部分
構筑砌筑帶,打錨索或抬棚支護頂板進行沿空留巷,支護強度效果理想,可有效控制采空區(qū)與頂板支撐。
2.安全防護論證
(1)通風方面
由于煤礦綜放工作面所采用的沿空留巷技術,工作面通風系統(tǒng)呈現(xiàn)“Y”字結構,不易于積累瓦斯等易燃易爆有毒有害氣體,但是在日常施工中我們仍需要定期進行測試工作,防止沿空留巷段巷道向采空區(qū)與內漏風,造成瓦斯氣體排放不及時形成較大的安全事故隱患。
(2)煤塵方面
在進行巷道的支撐工作時,巷道風水管路每隔50m會設置三道閘門,定期進行巷道的沖塵工作,并且會設有凈化水幕設施,保證巷道的煤塵防治安全。
(3)瓦斯等氣體方面
留空巷道砌筑墻體上會設置相應的設施抽放采空區(qū)瓦斯等有毒有害氣體,并且會設有專門人員巡回檢查,檢察人員身上均配備瓦斯監(jiān)測設備,隨時監(jiān)測瓦斯情況,保證施工人員安全。
(4)水防治方面
綜合分析,煤礦開采時都會對當?shù)氐乃牡刭|進行詳細分析,地表水對煤礦開采工作影響不大,并且施工區(qū)域沒有開采老空區(qū)域存在,巷道內有專業(yè)的排水設施,水防治方面不影響煤炭回采工作的開展。
總之,煤炭回采工作面沿空留巷技術的應用,是煤炭資源開采的重大技術變革,是煤炭企業(yè)深入貫徹落實國家對資源開發(fā)利用可持續(xù)發(fā)展要求的重要表現(xiàn)。作為相關企業(yè)的管理人員,我們應該深入貫徹這一思想,并在實際工作中進行資源利用開發(fā)工作的優(yōu)化升級,提高企業(yè)效益的同時保護資源環(huán)境。
參考文獻:
[1]宋建勇.淺談有效提升煤礦綜采回采效率的措施[J].中國新技術新產(chǎn)品,2018(18).
[2]韓廣仁.回采工作面沿空留巷技術應用[J].煤炭技術,2012,31(4).
[作者單位]
山西朔州平魯區(qū)茂華萬通源煤業(yè)有限公司
(編輯:薄躍華)