采礦新技術(shù)在小煤礦的應(yīng)用

摘要：本文結(jié)合國(guó)內(nèi)、外采煤方法的改革發(fā)展，分析我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦開采技術(shù)的條件，了我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦開采適用的采礦新技術(shù)。

關(guān)健詞：煤礦開采；新技術(shù)

一、采礦新技術(shù)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦中的意義

在當(dāng)今科技發(fā)展的新形勢(shì)和地方煤礦發(fā)展的需求下，小煤礦開采技術(shù)的改革必須面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場(chǎng)，立足于煤炭開采技術(shù)的前沿，立足于中國(guó)煤炭所必要的技術(shù)儲(chǔ)備，立足于煤炭工程實(shí)際問題的解決，重點(diǎn)從事中長(zhǎng)期研究開發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備，跟蹤產(chǎn)業(yè)科技前沿，以煤礦開采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù)，占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)，才能得以生存和發(fā)展，因此采礦新技術(shù)在小煤礦中的應(yīng)用將越來越廣泛，越來越顯現(xiàn)其重要性。

二、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦開采適用的采礦新技術(shù)

在許多地區(qū)，由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦生產(chǎn)能力較小，構(gòu)造復(fù)雜煤層賦存變化大，且很多為急傾斜煤層和薄煤層，給開采帶來較大的困難，研究和開發(fā)新采礦技術(shù)，提高礦井的高產(chǎn)高效，更為重要。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦中，單一長(zhǎng)壁采煤方法已趨成熟，現(xiàn)主要發(fā)展的有放頂煤采煤技術(shù)、急傾斜煤層采用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法和小階段爆破落煤等采煤方法。

1、炮采放頂煤采煤技術(shù)

（1）滑移支架放頂煤采煤法：滑移頂梁由頂梁和支柱兩個(gè)部分組成，前梁和后梁通過頂梁和前梁彈簧鋼或?qū)虿圻B接，支架的支柱為液壓?jiǎn)误w柱，數(shù)量2-5個(gè)不等。與頂梁之間通過銷軸連接。此外，前梁前端可安裝的探梁或挑梁，后梁尾端可安裝尾梁?；祈斄褐Ъ鼙容^安全可靠，可自移，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拆卸安裝，低，適應(yīng)性強(qiáng)等。在中小性煤礦中得到廣泛的推廣運(yùn)用。采用這種采煤方法開采的煤層厚度為5m以上，主要為傾斜和急傾斜煤層。工作面長(zhǎng)度一般為60-80m，最長(zhǎng)達(dá)105m，采高通常為5-10m，工作面循環(huán)進(jìn)度0.8m。滑移支架開采存在的主要問題：工作面支架初撐力和工作阻力偏低和穩(wěn)定性較差。

（2）二型鋼梁放頂煤開采：二型鋼梁放頂煤上作面支護(hù)采用二型鋼梁、單體液壓支柱對(duì)棚架設(shè)，工作面采用放炮落，人工破網(wǎng)放煤，采放分別進(jìn)行。在煤層賦存條件變化較大或技術(shù)水平較低的地區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦使用較好。采用單體液壓支柱配二型俐梁對(duì)棚支護(hù)，每對(duì)棚5根支柱，主粱為一梁三柱。副梁為一梁二柱。主副梁間距150mm，對(duì)棚間以為600mm。最大控頂距3.4m，最小控頂距2.4m。采用放炮落煤、一般布置雙排眼。放完炮后及時(shí)移主梁。打臨時(shí)支柱。做到及時(shí)支護(hù)，爆破后人上裝煤。工作面輸送機(jī)采用可彎曲刮板箱送機(jī)和帶式輸送機(jī)。采用全部培落達(dá)處理采空區(qū)，隨著移副梁放頂煤，頂板逐漸自然下沉，垮落，以完成放頂工作。放頂煤采用分段、多輪作業(yè)方式，放煤口布置在刮板輸送機(jī)斜上方0.3m-0.5m左右。以人工堵口控制放頂煤量。采取間隔多次將頂煤充分放出，放煤后要及時(shí)調(diào)整歪斜棚梁，保證支柱有力，頂幫牢固。見殲堵口必要時(shí)打支柱以加固擋殲。

2、偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法：偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法將工作面傾角變緩，工作面較長(zhǎng)，從面具有緩斜、傾斜煤層走向長(zhǎng)壁采煤法巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、掘進(jìn)率低的一系列的特點(diǎn)，此采煤法利用掩護(hù)支架把工作空間與采空區(qū)隔開，大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜頂板工作，為安全生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件，工作面煤炭自溜，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法一般適用于開采傾角大于印。

厚度2-6m煤層，理藏穩(wěn)定，煤層厚度變化不大的煤層。此采煤法工作面區(qū)段高度取決于煤層傾角大小，沿傾斜變化情況以及采煤技術(shù)條件，一般30m左右，煤層賦存條件好，構(gòu)造簡(jiǎn)單時(shí)，可加大到40m-60m?；夭蛇^程中，回風(fēng)巷中不斷接長(zhǎng)支架，進(jìn)風(fēng)巷不斷拆架。當(dāng)工作面推至采區(qū)上山附近時(shí)，布置收作眼，逐步將支架下放成水平位置，然后全部回收。掩護(hù)支架的結(jié)構(gòu)：鋼梁長(zhǎng)為3.0-3.2m，鋼梁的規(guī)格應(yīng)根據(jù)支架的寬度選用，鋼理繩可用直徑20-30mm的舊鋼繩，鋼繩長(zhǎng)為20-30m左右。鋼繩數(shù)根據(jù)支架的寬度確定，寬度在3m以下的選用2-3根，3m以上時(shí)，可采用5-6根。鋼梁上輔設(shè)2-3層竹笆。

3、小階段爆破落煤采煤法：小階段爆破落煤采煤法是將區(qū)段內(nèi)煤體分成多個(gè)小區(qū)段進(jìn)行開采的“三無”，（無人員、無設(shè)備、無支護(hù)）工作面開采的采煤方法。小階段爆破落煤采煤法一般適用于開采傾角大于400，厚度3.5-7.5m煤層，頂?shù)装宀灰谆涞牟灰?guī)則的煤層，低瓦斯礦井。其特點(diǎn)：安全性好，回采工藝簡(jiǎn)單，工效高，但回采率低，通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，風(fēng)流分配困難。落煤方式：采用煤電鉆在小平巷內(nèi)打眼爆破，每區(qū)段內(nèi)的炮眼一次打眼一次起爆。頂板：沿回采工作面推進(jìn)方向每30留5m切頂煤柱，平巷和回風(fēng)平巷內(nèi)20m超前支護(hù)。

4、刨煤機(jī)采煤方法：刨煤機(jī)開采技術(shù)是首次成功進(jìn)行中等及薄煤層開采的技術(shù)，大大提高了煤炭生產(chǎn)效率。刨煤機(jī)的切割速度可達(dá)到3m/s，切割功率超過2x400kW。根據(jù)煤的硬度，每刀截深可達(dá)到250mm。目前，工作面輸送機(jī)和刨煤機(jī)均采用了智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，加上可靠的支架控制系統(tǒng)，這一切都有利于實(shí)現(xiàn)工作面采煤的全部自動(dòng)化。刨煤機(jī)開采系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單。刨煤機(jī)機(jī)體由一根無極繩牽引，從工作面端頭開始沿導(dǎo)軌滑行割煤。導(dǎo)軌焊接在可彎曲愷裝工作面輸送機(jī)上。與滾筒采煤機(jī)不同的是，刨煤機(jī)是根據(jù)可彎曲愷裝輸送機(jī)的平面“找平”的，不需要專人在工作面負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作?？蓮澢鷲鹧b輸送機(jī)的推進(jìn)過程由電動(dòng)控制裝置控制，另外，支架前移過程也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制、安全可靠。這一切實(shí)現(xiàn)了整個(gè)開采系統(tǒng)的全部自動(dòng)化。刨煤機(jī)（即基板式刨煤機(jī)）是用于特薄煤層開采的，最小開采厚度可達(dá)到0.6m，靠近采空區(qū)一側(cè)的刨煤機(jī)導(dǎo)軌及其附件被焊接在PF4工作面輸送機(jī)上，可實(shí)現(xiàn)更高的穩(wěn)定性，便于維修和操作。上部導(dǎo)軌允許快速進(jìn)人上部和下部刨鏈，而加固的底部導(dǎo)軌是由優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鑰制成的。為了防止減產(chǎn)、粉塵生成和部件的磨損，安裝有效的刨煤機(jī)水平控制系統(tǒng)以適應(yīng)各種起伏的煤層變化。

三、沉陷的防治技術(shù)途徑

1、對(duì)開采沉陷的控制，即通過合理選擇采礦方法和工藝、合理布置開采工作面、采取井下充填法、覆巖離層帶空間充填等措施，來減少地表下沉，控制地表下沉速度和范圍，達(dá)到保護(hù)地表和地面建、構(gòu)筑物與耕地的目的。

全部充填開采在煤炭采出后頂板尚未冒落之前，用固體材料對(duì)采空區(qū)進(jìn)行密實(shí)充填，使頂板巖層僅產(chǎn)生少量下沉，以減少地表的下沉和變形，達(dá)到保護(hù)地面建、構(gòu)筑物或農(nóng)田的目的。

2、開采沉陷破壞的恢復(fù)和整治，運(yùn)用土地復(fù)墾技術(shù)和建筑物抗采動(dòng)變形技術(shù)，對(duì)開采沉陷破壞的土地進(jìn)行整治和利用。

條帶開采根據(jù)煤層和上覆巖層組合條件，按一定的采留比，在被開采的煤層中采出一條，保留一條。由于條帶開采僅是部分地采出地下煤炭資源，保留了一部分煤炭以煤柱形支撐上覆巖層。

覆巖離層帶充填根據(jù)采空區(qū)上方覆巖移動(dòng)形成三帶的巖移特性，在煤炭采出后一定時(shí)間間隔內(nèi)，用鉆孔往離層帶空間高壓注漿，充填，加固離層帶空間，將采動(dòng)的砌體梁結(jié)構(gòu)加固為穩(wěn)定性較好的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，使離層帶的下沉空間不再向地表傳遞，以減少或減緩地表下沉，保護(hù)地面建、構(gòu)筑物或農(nóng)田。

結(jié)束語

小煤礦開采工藝落后，安全條件差，資源同收率低。國(guó)家實(shí)施關(guān)閉小煤礦，淘汰落后的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，提高平均單井規(guī)模的技術(shù)政策，開發(fā)小型煤礦化、半機(jī)械化開采技術(shù)和裝備，改進(jìn)小煤礦的采煤方法和開采工藝，提高采煤工作面的單產(chǎn)和工效，有著積極意義。

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作者簡(jiǎn)介：

韓煒，男，漢族，出生于1987-7-14，畢業(yè)院校：長(zhǎng)江大學(xué)，現(xiàn)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)讀研究生，就職于中國(guó)冶金地質(zhì)總局三局內(nèi)蒙古勘查院。