淺談在特殊條件下煤礦開(kāi)采方法及要點(diǎn)

摘 要：隨著煤炭開(kāi)采工業(yè)進(jìn)入現(xiàn)代化，一方面開(kāi)采技術(shù)向著機(jī)械自動(dòng)化、集中化方面發(fā)展；另一方面由于煤炭這種化石能源的緊缺和國(guó)家對(duì)回采率的要求等，迫使煤炭企業(yè)不得不開(kāi)采地質(zhì)條件較差的煤層；為了競(jìng)爭(zhēng)中求生存與發(fā)展，煤礦的開(kāi)采技術(shù)正是其核心問(wèn)題。如何應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論、新方法和高新技術(shù)，解決煤礦生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題；研究解決采礦科學(xué)與其它學(xué)科的相互結(jié)合，是當(dāng)今煤礦開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：三下采煤 大傾角開(kāi)采 薄煤層開(kāi)采

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）06（c）-0102-01

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)煤炭的需求越來(lái)越大，這相應(yīng)的要求我國(guó)能源技術(shù)領(lǐng)域也要跟上時(shí)代的腳步。這幾年我國(guó)煤炭采礦設(shè)備正在向自動(dòng)化、信息化、大型化、集約化法方向發(fā)展，煤炭的開(kāi)采深度和原煤產(chǎn)量得到很大的提高。但同時(shí)我們不得不面對(duì)的是這幾年中小煤礦技術(shù)相對(duì)落后的局面。造成這一局面的原因很多，但主要與我國(guó)的中小煤礦設(shè)備革新慢、技術(shù)不過(guò)關(guān)等因素有關(guān)，開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展緩慢越來(lái)越成為我國(guó)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。

1 礦井矸石填充技術(shù)

很多煤炭資源存在與建筑物下、水體下、鐵（公）路下，為了不浪費(fèi)寶貴的煤炭資源，采用充填開(kāi)采是解決“三下”問(wèn)題一條重要途徑。充填開(kāi)采法是用充填材料（矸石、砂等）充填采空區(qū)的方法。該法可以緩和工作面支撐壓力產(chǎn)生的礦壓顯現(xiàn)，改善采場(chǎng)和巷道維護(hù)狀況。有效減少地表下沉速度，防止產(chǎn)生“漏斗”狀塌陷坑。從而保護(hù)地面建（構(gòu)）筑物、生態(tài)環(huán)境和水體。

1.1 利用井下采空區(qū)處置煤矸石充填采煤方法

1.1.1 刮板輸送機(jī)卸矸充填

這是一種低成本、且工藝簡(jiǎn)單的矸石充填采空區(qū)技術(shù)（設(shè)備布置見(jiàn)圖1），但是普通綜采相比增加采面的空間尺寸，且運(yùn)送矸石的運(yùn)輸系統(tǒng)較為復(fù)雜。在一些近水平煤層可以適當(dāng)采用。

1.1.2 拋?lái)窓C(jī)充填

拋?lái)窓C(jī)是利用矸石在皮帶上獲得的初始加速度將矸石拋射出去的設(shè)備。這種充填方法隨著工作面的連續(xù)推進(jìn)，易形成山谷形充填空隙從而使充填密度達(dá)不到理想的要求，但是僅僅從矸石再利用的角度上考慮還是能滿足一般礦井。

2 大傾角煤層開(kāi)采技術(shù)

大傾角煤層則是以煤層傾角超過(guò)冒落矸石或煤的自然安息角所引起物料的滑動(dòng)、失穩(wěn)等現(xiàn)象為主要特征而命名的，通常將30°～55°傾角煤層稱為大傾角煤層。大傾角煤層開(kāi)采技術(shù)主要取決于工作面推進(jìn)方向。

2.1 工作面?zhèn)涡遍_(kāi)采

沿傾斜布置的工作面刮板輸送機(jī)和液壓支架都有下滑的趨勢(shì)，為了防止這種下滑，控制好工作面輸送機(jī)機(jī)頭超前量，保證刮板輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接合理，一般采取偽斜開(kāi)采，工作面下出口超前上出口一定距離，超前角按下式計(jì)算：

β=αk（1/2―1/4）

式中：α為工作面傾角度；k為調(diào)整系數(shù)：0.95～1.15；β為工作面超前角度。

其中k值與工作面底板、刮板輸送機(jī)的類型、推溜、移架工藝等有關(guān)，每個(gè)工作面要進(jìn)行具體觀測(cè)后確定?？刂乒ぷ髅娉敖堑年P(guān)鍵每天測(cè)量工作面的傾角和超前角，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

工作面保持三直兩平，發(fā)現(xiàn)工作面液壓支架出現(xiàn)輕微擠架現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)調(diào)整，防止事故擴(kuò)大。刮板運(yùn)輸機(jī)防滑采用每10節(jié)溜槽安設(shè)一個(gè)防滑千斤頂，刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭防滑采用打戧柱的方法。

工作面應(yīng)設(shè)有防飛濺設(shè)施，具體做法是在輸送機(jī)上方每隔15～20米掛一道由19×64.5 mm圓環(huán)鏈組成的防濺簾；工作面輸送機(jī)下方設(shè)全封閉擋板。在人行道與機(jī)道之間掛金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)上方固定在液壓支架前梁下，下方固定在刮板輸送機(jī)電纜槽上，采煤機(jī)割煤時(shí)只在采煤機(jī)下方15米范圍解開(kāi)金屬網(wǎng)。并規(guī)定：采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)采煤機(jī)方向不得有人，工作面刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)工作面下出口禁止行人。

3 薄煤層螺旋鉆采煤技術(shù)

3.1 薄煤層螺旋鉆采煤技術(shù)的工作原理

為在巷道內(nèi)布設(shè)螺旋鉆采煤機(jī)和安裝運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)煤，根據(jù)頂板巖性及礦壓情況，在鉆孔間需留設(shè)0.5～1.0 m煤柱支護(hù)頂板，螺旋鉆采煤機(jī)移動(dòng)由本身的履帶行走機(jī)構(gòu)在巷道內(nèi)移動(dòng)。其工藝過(guò)程與連續(xù)采煤機(jī)采煤類似。

3.2 割煤裝置—鉆具

它由螺旋鉆頭和成對(duì)的螺旋鉆桿組成。鉆具部分可根據(jù)不同的需求安裝2～4個(gè)鉆頭，鉆孔寬度可達(dá)到1.14～2.77 m。鉆具上裝有5種傳感器，分別監(jiān)控鉆孔內(nèi)的瓦斯?jié)舛?、鉆頭旋轉(zhuǎn)扭矩、鉆孔間的煤柱、鉆孔導(dǎo)向、鉆頭與煤層間隙，并通過(guò)多功能控制裝置實(shí)現(xiàn)集中控制。若采用雙平巷對(duì)向開(kāi)采，安裝4臺(tái)采煤機(jī)同時(shí)生產(chǎn)，年生產(chǎn)能力預(yù)計(jì)在100萬(wàn)噸。

不足之處在于，螺旋采煤機(jī)適用范圍比較有限，對(duì)地質(zhì)條件要求比較苛刻，比如說(shuō)煤層中不能有火成巖侵入，不能有斷層，且頂?shù)装鍛?yīng)該完整、堅(jiān)硬。進(jìn)口設(shè)備配件與國(guó)內(nèi)設(shè)備不通用等

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，只有在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中不斷的去探索新的方法和新的技術(shù)才能解決新的問(wèn)題，才能增加煤炭企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。這就對(duì)煤炭行業(yè)的從業(yè)人員提出了向現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)軍的新的要求。當(dāng)然，特殊條件下煤層的開(kāi)采就目前來(lái)說(shuō)已經(jīng)不是新名詞，可是還有很多需要我們?nèi)ネ晟频募夹g(shù)和理論。技術(shù)一直企業(yè)發(fā)展的第一生產(chǎn)力，尤其對(duì)于現(xiàn)代煤炭行業(yè)來(lái)說(shuō)，它越來(lái)越趨近于一個(gè)多學(xué)科交叉大系統(tǒng)工程。

參考文獻(xiàn)

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