南山礦盆底區(qū)15-2層南翼一分段回采率分析及提高回采率的思考

【摘 要】通過(guò)剛采過(guò)的南山礦盆底區(qū)15-2層南翼一分段底板層全區(qū)段回采率的分析與總結(jié)，思考提高回采率的途徑。

【關(guān)鍵詞】回采率;計(jì)算;影響因素;提高途徑

一、區(qū)段說(shuō)明

南山礦綜采二隊(duì)回采的盆底區(qū)15-2層南翼一分段，該面于2006年1月16日開(kāi)工，于2006年12月22日停采，工作日336個(gè)。溜子道共計(jì)采出695米，回風(fēng)道采出678米，平均走向回采長(zhǎng)度686.5米。工作面最大傾角15o，最小傾角1o，一般傾角10o。初期煤層設(shè)計(jì)平均厚度10.5米，采過(guò)頂分層，煤層厚度由底板層底板標(biāo)高及頂分層底板標(biāo)高鎖定，最大煤厚10米，最小煤厚6.5米。設(shè)計(jì)平均煤厚7米。煤容重1.35T/m3。月平均煤厚采用月進(jìn)展四角平均值。

二、采煤工藝

綜采二隊(duì)采用綜放工藝，該區(qū)段共計(jì)安設(shè)112組ZF2800/16/24型輕放支架及6組ZF3000/17/26型端頭過(guò)渡支架，支架總長(zhǎng)度147.5米。設(shè)計(jì)工作面平均長(zhǎng)度150米，放煤區(qū)域說(shuō)明：按照規(guī)定采用端頭過(guò)渡支架以后不開(kāi)設(shè)缺口，上、下端頭各有1架不放煤，有效放煤區(qū)域116架。支架上方冒落拱可延至支架外側(cè)1米。上、下端頭無(wú)架區(qū)不放煤。由于工作面為延煤層傾斜布置，工作面下部煤體受壓較大，破碎充分。理論上工作面下半部放煤效果應(yīng)好于上半部，根據(jù)觀察實(shí)際情況也是這樣，無(wú)法通過(guò)有效數(shù)據(jù)驗(yàn)證。

三、影響回采率因素

1、初采丟煤情況

切眼附近頂煤厚度達(dá)6.8米，切眼寬5米，上方頂煤無(wú)法放出。出切眼5米范圍內(nèi)，由于礦壓較小，頂板粘連。若為原始煤層，放煤效果較差，采出率達(dá)50%。由于初期采過(guò)頂分層，頂板粘連作用較小，采出率可達(dá)80%。計(jì)算如下：

5×150×6.8×(1＋0.2)×1.35=8262T

2、斷層丟煤情況

開(kāi)采區(qū)域內(nèi)共有6條斷層，F(xiàn)2斷層回風(fēng)道實(shí)見(jiàn)，落差2米，向工作面延伸40米后尖滅，回風(fēng)道破巖1米，丟煤忽略不計(jì)。F3斷層落差3米，丟三角煤處于10月開(kāi)采范圍內(nèi)。F4斷層落差4.5米，丟三角煤處于10月份開(kāi)采范圍內(nèi)。F5斷層落差2米，延傾斜貫穿工作面，丟三角煤處于11月份開(kāi)采范圍內(nèi)。F6、F7斷層開(kāi)采區(qū)域內(nèi)影響較小，丟煤忽略不計(jì)。（見(jiàn)平面示意圖）

丟煤量計(jì)算：

F3斷層：50×3/2×150×1.35=15187.5T（10月丟煤）

F4斷層：20×(3.0＋4.5)/2×150×1.35=15187.5T（10月丟煤）

F5斷層：40×2/2×150×1.35=8100T（11月丟煤）

3、過(guò)煤層分叉線丟煤情況

過(guò)煤層分叉線丟煤情況計(jì)算：

74×7/2×150×1/3×1.35=17482.5T

說(shuō)明：主要丟煤在回風(fēng)道，底煤長(zhǎng)度74米，厚度7米。溜子道基本未丟底煤，丟煤形體為三棱椎。

4、上、下兩巷頂板丟煤量：54428T（見(jiàn)回采率附表）

5、合理丟煤共計(jì)：118647.5T

四、提高回采率途徑

1、在接續(xù)允許前提下，應(yīng)盡量預(yù)采頂分層。

預(yù)采頂分層可有效提高頂煤回收率。從附表可知：1~6月采過(guò)頂分層，回采率為92.07%。7~12月為原始煤層，回采率為75.53%。

2、應(yīng)合理布置分段距離，采取合理的放煤秩序。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，放頂煤工作面分段放頂距離必須大于20米，放煤方式采取單向間隔多輪次循環(huán)放煤，頭一刀放奇數(shù)號(hào)支架，第二刀放偶數(shù)號(hào)支架，每次同時(shí)放煤3個(gè)支架，每個(gè)支架循環(huán)放煤時(shí)間10分鐘。以綜采二隊(duì)為例：盆底區(qū)12層南翼一分段段面共計(jì)安裝有118個(gè)支架，放煤距離分為四段，一段25個(gè)支架，二、三、四段各31個(gè)支架。每輪次放煤時(shí)間60分鐘，每刀煤可進(jìn)行三輪。有時(shí)因人因素未執(zhí)行規(guī)程規(guī)定放煤秩序，經(jīng)常哪里有煤就可勁放，直到見(jiàn)到頂板巖石，往往這幾架放干凈了，再放別的支架時(shí)，頂煤被這幾架冒落巖石擋住放不干凈，不利于頂煤回收。

分段距離在規(guī)定允許前提下可適當(dāng)縮短，這樣可減少每輪次放煤時(shí)間，提高放煤循環(huán)次數(shù)。且可充分利用后部運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力，充分回收頂煤。

3、采用綜放面專用端頭過(guò)渡支架。

采用專用端頭過(guò)渡支架可有效增加綜放工作面頂煤可放區(qū)域，從而減少丟煤，提高回采率。綜采二隊(duì)在未引進(jìn)該型端頭過(guò)渡支架前，工作面上、下端頭無(wú)架區(qū)各開(kāi)設(shè)3米缺口，該區(qū)域頂煤不放。

在使用端頭過(guò)渡支架后在實(shí)際生產(chǎn)中取消了缺口的開(kāi)設(shè)，工作面共計(jì)安裝了118組支架，在未使用新型端頭過(guò)渡支架前，實(shí)際可放煤112組支架，工作面理論采出率112／118×100%=94.9%，使用端頭過(guò)渡支架后實(shí)際可放煤116組支架，工作面理論采出率116／118×100%=98.3%，理論采出率提高了3.4個(gè)百分點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中采用了新型端頭過(guò)渡支架后，原缺口位置不允許放的頂煤現(xiàn)在可以放了。按缺口長(zhǎng)度6m計(jì)算，工作面每推進(jìn)一刀，可以有效地多放原煤6×（12－2）×0.6×1.4×88%=44.35T。有效地提高了原煤回采率。

4、必須做好煤體高壓注水工作。

煤體高壓注水應(yīng)采取科學(xué)合理的注水設(shè)計(jì)方案，加大煤體高壓注水的力度，加強(qiáng)打鉆及注水的監(jiān)管力度。實(shí)現(xiàn)較好地濕潤(rùn)軟化煤體的目的。增加頂煤的塑性指標(biāo)，使頂煤在礦壓作用下較好地破碎，從而提高回采率，并且可有效防止工作面煤體自燃發(fā)生火災(zāi)，降低工作面正常生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵生成量。

過(guò)去綜采二隊(duì)采用巖石爬道鉆打鉆，鉆孔長(zhǎng)度無(wú)法監(jiān)控，往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。多數(shù)情況下采用靜壓注水，注水壓力小，達(dá)不到充分濕潤(rùn)軟化煤體的目的。建議采用75液壓鉆機(jī)，確保鉆孔長(zhǎng)度可以覆蓋工作面，采用專用高壓注水泵高壓注水，南山礦綜采一隊(duì)、二隊(duì)現(xiàn)采用中國(guó)礦大負(fù)壓除塵系統(tǒng)對(duì)煤體進(jìn)行高壓注水，注水壓力10~15MPA，能夠充分軟化煤體，效果較好。

5、應(yīng)采取深孔預(yù)裂爆破措施。

應(yīng)把深孔預(yù)裂爆破做為貫穿工作面區(qū)段開(kāi)采始終的長(zhǎng)效措施，附規(guī)程。尤其在原始煤層條件下，必須執(zhí)行深孔預(yù)裂爆破。除了在工作面礦壓顯現(xiàn)較明顯，硬幫出現(xiàn)片幫冒頂情況下不打，在其它情況下都可采用，以便增強(qiáng)頂煤的破碎程度，增強(qiáng)頂煤的冒落效果，提高煤炭資源的回收率。深孔預(yù)裂爆破鉆孔必須打到距煤層頂板1米處，揣藥時(shí)可采用分節(jié)固定揣藥方式，以便順利將藥揣至要求長(zhǎng)度。