淺議前進式采煤法在薄煤層的應用

蘇衛(wèi)紅

摘要：文章首先分析了薄煤層開采的價值和現(xiàn)狀，然后針對前進式采煤法在薄煤層中的應用進行了技術性的分析，最后對前進式采煤法在薄煤層的應用進行了綜合評價，以便相關技術人員進行參考。

關鍵詞：采煤方法；前進式采煤法；薄煤層

中圖分類號：TD821文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）22-0047-03我國煤炭資源豐富、儲量大，且賦存多樣化，其中已探明的薄煤層的可采儲量約為60億噸，約占全國煤炭總儲量的18%，其中厚0.8～1.3m的緩傾斜薄煤層占73.4%，中硬以下的薄煤層層數(shù)占總層數(shù)的64.59%，然而據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)在我國薄煤層的產(chǎn)量只占全國煤炭總產(chǎn)量的7.32%，而且這個比例還在呈逐步下降的趨勢。薄煤層分布廣泛，在全國95個重點煤炭集團公司中，有80個公司445處礦井都賦存有薄煤層。薄煤層的分布基本上占據(jù)了絕大多數(shù)礦區(qū)，且這些薄煤層都具有開采價值。

1薄煤層開采現(xiàn)狀分析

我國薄煤層的開采長期以來不景氣，分析其原因，主要有兩方面的因素：一是客觀因素，二是人為因素。客觀因素是薄煤層工作面空間小，機械化困難，對薄煤層機組要求條件高，不但機組外形要合適，而且要求功率大、性能可靠、結構簡單、對頂?shù)装宓倪m應能力強、機械故障率低。目前我國薄煤層機組的設計制造水平還存在不少問題，急需高可靠性、高效率、自動化程度高的采煤機。人為因素對薄煤層開采的影響是不可忽視的，有些礦因儲量豐富、地質(zhì)條件好，根本不把薄煤層開采擺到日程上，有些地區(qū)對1米以下的煤層不采或很少開采，從指導思想上就不重視薄煤層開采。前進式采煤方法是應用于薄煤層開采的一個很好方法，不可忽視。

2前進式采煤方法應用于薄煤層開發(fā)

前進式采煤方法的實質(zhì)是，在采區(qū)內(nèi)回采和掘進工作同時進行，且回采工作面的推進方向和為其服務的巷道掘進方向一致，通常是從上山、下山或石門向采區(qū)邊界推進的。這種采煤方法的主要特點是由其基本實質(zhì)所決定的，其主要特點是保證了回采和掘進工作之間正常的動態(tài)平衡，回采工作面后方的巷道維護在支承壓力強烈影響區(qū)中。根據(jù)采區(qū)傾斜長度的大小，在階段或區(qū)段范圍內(nèi)可以有一個或二三個回采工作面。前進式采煤方法可分為階段-工作面和階段再劃分為小階段的采煤方法。

回采工作面和準備巷道的相互關系決定著前進式采煤方法各種方案的特點。運輸大巷的超前距離可取150～200米，但在各種具體情況下，應根據(jù)礦山地質(zhì)和礦山技術條件進行確定。在前進式采煤方法中，為回采工作面服務的巷道可采用窄面或?qū)捗婢蜻M方法，寬面掘進的巷道兩側砌有矸石帶。通常，為了防止支承壓力的有害影響，采用砌筑矸石帶或留煤柱的方法維護巷道。矸石帶中的矸石是在巷道掘進時，通過挑頂或臥底取得的。在階段中有一個回采工作面時，煤通過運輸大巷運出。上部工作面中的煤經(jīng)中間平巷運出，下部工作面的煤則經(jīng)運輸（輸送機）大巷運出，兩個工作面中的煤都經(jīng)小階段之間的共用輸送機平巷運出。前進式采煤方法回采工作面的通風有獨立、串聯(lián)或有摻新的串聯(lián)等系統(tǒng)。工作面獨立通風時，在各小階段之間留有隔離煤柱。當煤層可能自然發(fā)火寸時在小階段回風和運輸平巷之間砌筑矸石帶，將風流隔開。一般在工作面的獨立通風系統(tǒng)中，下部工作面的風流是從上向下供入的，這僅在煤層傾角小于10°時，按安全規(guī)程才是允許的。當煤層傾角大于10°時，這種系統(tǒng)在無瓦斯煤層中也是允許的。在沒有突出和噴出危險的瓦斯煤層中，只有在風速允許工作面串聯(lián)通風時，才可以采用這種系統(tǒng)。

前進式采煤方法的基本要素有：回采工作面和準備巷道的掘進工作面；回采工作面與準備巷道的連接處，水平和傾斜的準備巷道。其中回采工作面與準備巷道的連接處最重要，它在很大程度上決定著采煤方法的特點。運輸大巷與工作面的連接：大巷和配巷用窄面掘進時，大巷和配巷每隔40～50米用聯(lián)絡巷貫通，以便通風和將工作面的煤運到運輸大巷內(nèi)。這種連接形式中運輸大巷的維護條件為：一側是未采動的煤體，另一側是煤柱。煤柱的尺寸：沿走向40～50米，沿傾向30～40米。煤柱可以用矸石帶代替，其矸石可從矸石平巷中獲取，而矸石平巷掘在運輸大巷上方10～12米處。

若運輸大巷用寬面掘進時，則其兩側都用矸石帶維護。當煤層底板沒有底臌和煤層沒有自然發(fā)火傾向時，可采用運輸大巷與工作面的連接形式。當煤層的底臌和自然發(fā)火的可能性不大時，可采用窄面掘進大巷，不設配巷的連接形式。有時為了簡化工作面向大巷中運煤，不考慮煤和煤層底板的性質(zhì)，而采用這種連接形式。

回風大巷與工作面的連接。在很大程度上取決于運輸大巷與工作面所采用的連接形式。當連接形式為用煤柱維護回風大巷，不需要進行修復時，回風大巷下方煤柱的尺寸應當為：沿走向30～40米，沿傾向20～30米。若減少尺寸，煤柱將被壓壞。在回風大巷與回采工作面的全部連接形式中，最常采用的是留有階段煤柱的形式。此時回風大巷須重新掘進，并留有階段煤柱。

急傾斜煤層中的運輸和回風大巷與回采工作面的連接。開采急傾斜煤層時，大巷與工作面的連接處只用運輸大巷上方的煤柱或用運輸和回風大巷的煤柱進行維護。完全不留煤柱或除運輸和回風大巷處的煤柱外，在采場中部還留煤柱的方案，很少采用。采場中部煤柱尺寸和回風大巷下方的煤柱尺寸為：沿傾斜4～6米，沿走向3～4米。運輸大巷上方的煤柱尺寸為：沿傾斜6～12米，沿走向4～5米。在有自然發(fā)火傾向的煤層以及在有煤和瓦斯突出危險的煤層中，禁止留煤柱。為了保護運輸大巷，須設置木垛，并用木板背好。當回風大巷下方?jīng)]有保護煤柱時，需鋪設平臺，在平臺下方架設兩排木垛，即支撐木垛和下部支撐木垛?；仫L大巷的底板和平臺之間的空間應用本大巷掘進和維修的矸石充滿。

3前進式采煤方法應用分析

前進式采煤方法主要應用于開采各種傾角的薄煤層，在中厚煤層中則很少采用。各礦區(qū)用前進式采煤方法開采煤層的平均厚度也不相同，其變化范圍為0.93～1.5米，其工作面平均長度變化在110～170米之間。

前進式采煤方法的使用范圍是：超級瓦斯和有煤及瓦斯突出危險的煤層；底板易膨脹和頂板巖石允許在采空區(qū)中掘進和維護巷道的煤層。階段（區(qū)段）－工作面前進式采煤方法的適用條件是：煤層賦存穩(wěn)定、頂板易于冒落、通風因素沒有限制等。分小階段的前進式采煤方法，當采區(qū)上山掘在采空區(qū)中和沿走向回采時，可用于層厚小于1米的煤層，并允許煤層中有不大的局部地質(zhì)破壞，煤層的含水量和瓦斯含量較小，工作面長度可達300米。當在采空區(qū)內(nèi)掘進上山非常困難時，可采用在前方煤層中掘采區(qū)上山的前進式采煤方法。對厚度小于1.5米和各種圍巖條件的急傾斜煤層，可采用階段－倒臺階工作面前進式采煤方法。對上述的一些礦山地質(zhì)條件，若使用采煤機或刨煤機進行采煤時，可采用階段－直線狀工作面前進式采煤方法。當回采機械和通風條件允許時，對厚度大于1.5米的急傾斜煤層，也可以采用分小階段的前進式采煤方法。

前進式采煤方法的一些參數(shù)，如工作面長度、采區(qū)長度、護巷煤柱尺寸和煤柱損失率等，在很大程度上取決于采煤方法的特定使用條件，可能與前述平均值差別很大。前進式采煤方法的優(yōu)點有：回采前在采區(qū)內(nèi)掘進的準備巷道總長度較小，準備期限短；沒有獨立的準備巷道，巷道通風系統(tǒng)簡單。應當指出，前進式采煤方法有如下缺點：準備巷道的維護費用高；不能利用礦山巷道預先探明

煤層。

4結語

我國薄煤層資源豐富、分布廣泛，具有很大開采價值，開采薄煤層不僅符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標，而且對于煤炭行業(yè)的發(fā)展和煤炭資源的回收具有重大經(jīng)濟和社會價值。對前進式采煤法在薄煤層的應用進行了研究，其目的是為了更好地促進前進式采煤法在薄煤層的應用，推動我國薄煤層開采的

發(fā)展。

參考文獻

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