煤炭回收開采技術(shù)在小煤窯開采區(qū)的應(yīng)用

劉恒

摘 要：在目前的礦產(chǎn)資源開采中，煤炭開采占到了我國自然資源利用的總數(shù)的一半以上，但是小煤窯的開采使得我國的煤礦開采體系受到了嚴(yán)重的沖擊。文章著重對東龐礦的北部井區(qū)的開采狀況進(jìn)行了論述，在該地區(qū)針對受到小煤窯的隨意開采破壞的煤層，通過采取防水、防火以及頂板管理多種方式進(jìn)行治理，并通過綜采放頂?shù)姆绞綄κ艿狡茐牡拿簩又械馁Y源進(jìn)行回收利用。

關(guān)鍵詞：煤炭回收；小煤窯；開采；破壞

東龐礦的北部井區(qū)作為東龐礦井的組成部分，其主要開采范圍在東龐礦區(qū)的西北部，同西龐礦相鄰，其南部的分界線為F12斷層；因此北井的西部主要為一些地方性小煤窯；在北井的北部則同F(xiàn)2斷層相鄰；在東部則是#9煤層底板。在四年前，即2009年，該煤井的生產(chǎn)力被評估為五十七萬噸/年。該煤井出產(chǎn)的煤炭主要為9#煤，對其開采主要采用了綜采放頂?shù)姆绞?，而通過全部垮落法對煤井頂板進(jìn)行管理。

1 工作面概況

9#煤是東龐礦的北井出產(chǎn)的主要煤種，但是在北井西部的小煤窯經(jīng)常會(huì)越界開采，因而其資源儲(chǔ)量受到了嚴(yán)重的影響，在生產(chǎn)量上北井受到越界開采的嚴(yán)重制約。針對該類越界開采問題，結(jié)合北井的實(shí)際生產(chǎn)力，制定了相應(yīng)的措施預(yù)防小煤窯的開采行為對礦井資源的進(jìn)一步影響。在首采面頂部，即緊鄰礦井的邊界區(qū)域設(shè)定了工作面，命名為9202B，該工作面的主要作用是對回采區(qū)進(jìn)行圈定，因此完成回采后就會(huì)在礦區(qū)同小煤窯之間形成相應(yīng)的采空區(qū)，以此隔離并預(yù)防越界開采。

其工作面概述如下：其開口時(shí)間為2011年的12月，歷時(shí)十三個(gè)月完成圈定工作，即工作面完工時(shí)間為2013年的1月。整個(gè)工作面建設(shè)中，正巷長達(dá)2260米，對360米老巷進(jìn)行整修，鉆窩長度210米，即累計(jì)進(jìn)尺長度為2830米。對老空前后三十次掘進(jìn)貫通，其中貫通老巷十六次，揭露實(shí)際小煤窯的采空區(qū)十四次。9202B采用了不等長方式對工作面進(jìn)行了布置，在掘進(jìn)過程中前后修改設(shè)計(jì)十次，軌道巷的拐彎次數(shù)更是多達(dá)十二次，其中皮帶巷的拐彎次數(shù)僅為四次。在對圈定的工作面進(jìn)行回采時(shí)，續(xù)減架次數(shù)為四次，調(diào)采三次，搬家一次，并實(shí)行了一次對接。

2 管理煤層頂板

對預(yù)測的小煤窯的老空區(qū)域進(jìn)行處理，在揭露前對其區(qū)域前十米處加強(qiáng)支護(hù)，且保證頂幫錨桿的排距在0.7米以下，對頂錨索的排距進(jìn)行加密，距離為1.4米。對揭露后的老空區(qū)域補(bǔ)打槽鋼錨索，需要順向槽鋼錨索補(bǔ)打的區(qū)域一般為巷道高度在三米半以上以及高頂區(qū)，且保證錨索的間排距為2.4米×1.5米。將高度相對較高的冒落區(qū)中的幫錨索的長度改為8.5米，在部分巷道中加裝起吊錨索，該結(jié)構(gòu)是用于防止出現(xiàn)溜渣事故發(fā)生用的人工假頂?shù)臉?gòu)筑使用。對于跨度較大的頂板可以使用排木垛法進(jìn)行加固支護(hù)。對于頂板受到小煤礦濫采濫挖影響嚴(yán)重的區(qū)域，需要采用綜合支護(hù)的方式，結(jié)合槽鋼錨索以及錨梁網(wǎng)和π型鋼加梯形木棚的方式進(jìn)行支護(hù)。

3 如何開展水防治

3.1 對于采空區(qū)的勘探隨著科技的發(fā)展手段也越來越先進(jìn)，而勘探精度也越來越可靠。2007年以前采用的是電法勘探，而在2007年以后，則對北翼下組煤進(jìn)行了三維地震勘測。根據(jù)報(bào)告顯示，該區(qū)域中采空區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了大面積化，且采空區(qū)的位置同電法異常區(qū)基本相同。

3.2 在該礦井采掘區(qū)域，對工作面進(jìn)行鉆孔，用以勘測地下老空區(qū)。在工作面向北320米以及590米出分別施工兩個(gè)鉆孔，而兩個(gè)鉆孔均探測到了由于小煤礦的濫采濫挖而造成的老空區(qū)。

3.3 通過在工作面的勘探，以及對勘探結(jié)果的分析，對于西部越界的老空區(qū)，部分出現(xiàn)了異常的反應(yīng)，根據(jù)鉆探成果資料，對其越界的范圍進(jìn)行了初步的確定，并確定了在該范圍外的警戒線以及探水線的分布。

3.4 自進(jìn)入探水線位置開始煤層超前鉆孔的施工，分別向92、93以及8號煤層進(jìn)行探測，探查的主要方向?yàn)橄锏赖恼胺胶蛡?cè)上方。

3.5 對于該煤層的探測，不但要進(jìn)行超前鉆孔的施工，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行探水作業(yè)，在巷道的迎頭施工的探水孔中通過探水鉆桿進(jìn)行檢測，探十米然后掘進(jìn)三米。并且施工的過程中一定要遵循先探后掘的施工原則，保證對老巷以及越界老空進(jìn)行全面的探查。

3.6 同越界的小煤窯老巷掘通之后，就要開始考慮水防治問題，從安全角度出發(fā)，對小煤窯的老巷需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼?，對其分布位置和范圍需要確切了解清晰，并對巷道內(nèi)的積水情況予以探查明朗。以最少的鉆探工作量消除掘進(jìn)過程中有可能出現(xiàn)的老空水產(chǎn)生的危害。另外在掘進(jìn)過程中應(yīng)當(dāng)從成本節(jié)約的角度出發(fā)，充分利用原有巷道優(yōu)勢，減少新掘巷道的數(shù)量。

3.7 通過在工作面施工探巷能夠?qū)ι厦嫣岬降目碧轿恢眠M(jìn)行有效的驗(yàn)證，在該工作面上開掘三條同老巷相互貫通的探巷，并且方向全都指向老空方向。并通過鉆探獲取的數(shù)據(jù)分析鉆探本身的可靠性以及對鉆探出的老空具體狀況的分析，為下一次的優(yōu)化提供資料。

4 一通三防工作

“一通三防”指的是煤礦安全生產(chǎn)中的礦井通風(fēng)、防治瓦斯、防治煤塵、防滅火的技術(shù)管理工作的簡稱。

巷道揭露老空前建立正壓通風(fēng)系統(tǒng)，在揭露及整修過程中加強(qiáng)有毒有害氣體及巷道煤矸和空氣溫度檢測，并在監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中增設(shè)一氧化碳傳感器。貫通后形成的冒落空洞采用粘土水泥漿對頂幫進(jìn)行全面噴涂或用黃土等不燃性材料進(jìn)行充填。

9202B上下巷與周圍采空區(qū)和小煤礦之間的密閉有20多道。對與小煤礦之間的密閉，考慮到回采后必然毀壞產(chǎn)生漏風(fēng)，將所有密閉內(nèi)進(jìn)行粉煤灰灌漿充填。確保了巷道受壓變形情況下的嚴(yán)密性。

9202B切眼有明顯的流水出來，無法實(shí)施密閉內(nèi)的粉煤灰灌漿。我們采取的措施是，切眼外密閉頂部0.5米排列黃土袋，整個(gè)密閉增加厚度，最后用黃泥抹嚴(yán)。黃土受壓后收縮或擠出，保護(hù)密閉減少損壞，而且黃土可以堵嚴(yán)被毀壞的磚墻縫隙。從而有效防止了回采后密閉毀壞造成的漏風(fēng)。

5 機(jī)電設(shè)備優(yōu)化

煤礦在綜放工作面回采過程中，存在工作面水平彎曲過大，并同時(shí)存在工作面起伏也過大，必定導(dǎo)致鏈條出槽問題。針對綜放工作面機(jī)頭機(jī)尾運(yùn)行狀況及防止鏈條上彈，采用了過渡槽上口加厚變窄的具體措施，避免了設(shè)備損壞和人身安全事故，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

首先在9204工作面前后后溜子采用機(jī)頭電機(jī)單電機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)，經(jīng)過一段時(shí)間單機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)此做法能夠滿足正常生產(chǎn)運(yùn)輸要求，因此本次9202B安裝正式采用單機(jī)運(yùn)行方式。

在9202B面上所具有的創(chuàng)新點(diǎn)便是對機(jī)尾結(jié)構(gòu)的簡化，正式的將電機(jī)從工作面前后溜子機(jī)尾去除，并取消了機(jī)尾的端頭支架。如此一來，在地質(zhì)條件受到影響或者環(huán)境發(fā)生變化，需要撤、續(xù)架時(shí)，從技術(shù)上對減少拆卸工序，有效節(jié)約時(shí)間進(jìn)行了有力支持。

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