煤層復采開采技術(shù)的應用研究

李海濤

（山西蘭花集團莒山煤礦有限公司，山西晉城048000）

由于煤炭屬于不可再生能源，同時也是我國經(jīng)濟發(fā)展重要的能源結(jié)構(gòu)的組成部分，因此煤炭開發(fā)顯得非常重要。依據(jù)我國對能源的需求來講，在較長的時期內(nèi)我國煤炭主體地位并未發(fā)生變化，煤炭消耗總量占據(jù)總能源消耗的一半以上。

在開采煤礦時，通常表現(xiàn)為煤礦回采率低，因此會產(chǎn)生較大的資源浪費。通常調(diào)研發(fā)現(xiàn)導致回采率低表現(xiàn)為：礦井設(shè)計不科學、回采設(shè)置不合理等等，尤其對于規(guī)模比較小的企業(yè)，其采用的開采技術(shù)相對落后，進而導致出現(xiàn)大量的資源不能較好地實現(xiàn)回采[1]。要想能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展，最大限度地實現(xiàn)煤炭資源的回采，進而必須加大開采力度，從而可以回采殘余的煤炭。當前由于經(jīng)濟的高速發(fā)展，使得我國在煤炭方面的需求急劇增加，進而導致我國煤炭儲量越來越少。因此，煤礦行業(yè)的技術(shù)人員需要對煤礦中的殘留煤進行回采[2]。

1 復采煤礦概況

對于2017 復采工作面而言，其地面標高為810～950m，工作面長度大致可以達到98m，走向長度可以達到306m，對應的開采工作面長度為266m。經(jīng)過統(tǒng)計可復采總面積可以達到22505m2，可以復采煤炭總賦存數(shù)量達到170kt 左右。圖1 表示相應的2017 復采工作面平面布置[3]。

通常分析2017 工作面發(fā)現(xiàn)，在東部與中部位置存在較多的實體煤，同時在工作面起始位置也包含兩個面積較大的煤柱，以及在平行空巷內(nèi)也存在煤柱，其中煤柱的寬度可以達到12～22m的范圍內(nèi)。其中巷道寬度跨度比較大，其范圍在3～20m之間。

圖1 2017復采工作面平面布置圖

2 復采煤層開采技術(shù)應用分析

2.1 采煤方法確定

依據(jù)煤礦的實際選用如下兩個開發(fā)方案：綜采采煤技術(shù)、綜采放頂煤采煤技術(shù)。通過依據(jù)開采經(jīng)驗，不管使用何種開采方式，都要保證復采工作的安全性。在開采時運用放頂煤采煤的形式，進而能夠有效地提高回采率。在使用放頂煤采煤的過程中，通常可以使用自重實現(xiàn)放煤，借助各種煤層實現(xiàn)開采作業(yè)。該方法的缺點是在煤口位置能產(chǎn)生較大的煤塵[4]。經(jīng)過考慮發(fā)現(xiàn)復采作業(yè)選用放頂煤采煤方法。

2.2 采煤參數(shù)的確定

將ZZ4000-17 型液壓支架運用到2017 工作面上，同時對工作面現(xiàn)場礦壓檢測發(fā)現(xiàn)，該支架可以優(yōu)化頂板結(jié)構(gòu)。在對工作面實施測量時得到支架的最小支撐力范圍在64～187kN 之間，相應的液壓最大支撐架范圍：2762～3893kN，該數(shù)值與理論保持一致[5]。

在2017 復采工作面存在一定的應力集中，以及受到采空區(qū)的影響從而導致工作面煤壁極易產(chǎn)生滑幫現(xiàn)象。因此，在對2017工作面進行復采時，可以選用多進度與小循環(huán)的工作方式，進而控制頂板與煤壁，通常循環(huán)進度可以設(shè)置為0.6m。與此同時，保證工作面支架不能位于采空區(qū)位置，在實施開采的過程中，必須使得端頭超過端尾10m左右。同時需要依據(jù)殘留煤柱具體狀況，從而可以對工作面實施調(diào)斜。

3 復采工作面開采技術(shù)研究

3.1 過煤柱頂板管理技術(shù)

過煤柱超前作業(yè)時，超前探測必須做到位，工作人員必須充分掌握煤柱的具體情況。借助物探以及相應的鉆探等形式實現(xiàn)對工作面前方存在的積水以及相應的積氣狀況等進行監(jiān)測，進而可以有效地掌握殘留煤柱的具體尺寸。在作業(yè)之前，只有將瓦斯以及積水排除之后，才能夠?qū)嵤筒伞．斒褂贸疤綔y檢測到煤柱之后，還應該對是否存在空巷進行檢測，進一步了解殘留煤柱的破碎情況，通過分析超前檢測數(shù)據(jù)制定出合理的方案，進而確保可以優(yōu)化復采安全系數(shù)[6]。

假如在開采時煤柱的寬度較大，那么在集中應力的作用下極易導致液壓支架出現(xiàn)故障。同時進一步導致片幫加深，進而出現(xiàn)冒頂與漏矸石現(xiàn)象。為此需要借助人工的形式對液壓支架進行反復的操作，進而可以有效地處理頂煤，從而可以有效地釋放頂板壓力，進一步提升開采效率，優(yōu)化煤炭資源達到復回采。當在實施作業(yè)遇到片幫較寬時，必須對煤幫實施加固優(yōu)化，進一步提升煤體的抵抗力，進而能夠有效地避免出現(xiàn)漏矸的現(xiàn)象。

3.2 復采過程中積水處理技術(shù)

在處理采空位置的積水時，必須進行物探與鉆探相結(jié)合的探測方式，進而可以根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行分析，從而不僅可以對冒裂帶的影響情況進行預測，以及保證采煤工作面設(shè)置充足的排水裝置，以此達到排水的效果。

（1）在設(shè)置開采巷道之前，應該對周圍水害進行全面的了解，必須掌握采空區(qū)域積水量以及積水面積，對臨近礦井積水問題進行分析，尤其要充分考慮雨季突發(fā)洪水問題[7]。

（2）實施復采作業(yè)之前，首先使用物探與化探的形式實施探傷，對積水源進行檢查，緊接著可以選擇合適的補給通道。在對煤柱附近采空區(qū)進行分析，將相關(guān)的信息設(shè)置在采掘作業(yè)圖紙上面，在開采作業(yè)的過程中可以依據(jù)圖紙作業(yè)。

4 結(jié)語

在對煤礦實施復采可以加大煤炭資源的使用率，不僅可以為煤炭行業(yè)帶來新的活力，而且能夠解決我國能源問題。因此在對殘煤區(qū)域?qū)嵤筒蓵r，應該充分考慮井下工況。借助合適的復采技術(shù)，不僅優(yōu)化復采效率，而且能夠提高煤炭資源的開采量。與此同時，在實施復采時，借助相關(guān)的技術(shù)實現(xiàn)對積水的探測，同時依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)編制行之有效的作業(yè)流程，為復采作業(yè)提供安全保障，進而能夠最大限度地提高煤炭復采效率。