小煤礦開采薄及中厚煤層的技術與安全對策

孔德富

摘 要：論述小煤礦在特殊地質條件下，薄及中厚煤層開采活動中的幾個關鍵技術與安全問題與對策，為小煤礦安全順利開采薄及中厚煤層進行經驗介紹和理論探討，從而更好地為小煤礦的安全生產提供技術安全保障。

關鍵詞：小煤礦 特殊地質條件 煤層開采 技術與安全

中圖分類號：TD56 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（a）-0077-01

眾所周知，科學發(fā)展、安全發(fā)展是煤礦企業(yè)當前和今后永恒的主題。我省大多數(shù)煤炭企業(yè)均屬小煤礦，井下地質構造較復雜，煤層賦存條件差（表現(xiàn)為斷層、褶曲、壓薄帶較發(fā)育，局部有火成巖侵入，地層完整性受到破環(huán)），絕大多數(shù)無法形成正規(guī)壁式采煤工作面，且受勞動力市場影響，采掘一線工人流動性較大，其素質也都偏低，高新技術、設備均使用不上，在此條件下，要想實現(xiàn)安全生產，難度很大。但是，本人根據(jù)近十年的實踐經驗總結后認為：一個小煤礦如果抓住了薄及中厚煤層的安全開采，也就抓住了整個礦井安全生產的關鍵。因為，薄及中厚煤層不僅在我省一般都作為主采煤層，而且在煤層賦存條件較差的情況下有著一定的開采難度和安全風險，也因此包含了一定的技術含量，所需采取的技術與安全對策相對應更加細致、周密。

本文以永定縣溪煤礦三采區(qū)+100-43#煤層為例，論述在特殊地質條件下薄及中厚煤層開采的幾個關鍵技術，安全問題與對策，為小煤礦順利開采薄及中厚煤層進行經驗介紹和理論探討，以期拋磚引玉，借鑒一些更好、更合理，而且切實有效的方法、經驗、理論、對策，更好的為小煤礦提供技術安全保障。

1 三采區(qū)+100-43#煤層賦存概況

43#煤層為二迭系童子巖組一段煤層，為我礦主采煤層之一，平均厚度1.5 m，為粒狀粉煤，容重工業(yè)1.66T/M3。三采區(qū)+100-43#煤層受F7、F8、F25等較大斷層以及一些未探明斷層的影響，使得該煤層在走向上斷裂成幾段長短不一（長的70～120 m，短的30～50 m，而且長的少，短的多）的“豆腐塊”，局部只有煤線，所揭露的煤層也大都存在煤層厚度變化大，煤層頂?shù)装逭w穩(wěn)定性差，局部極不穩(wěn)定，小斷層、小褶曲、壓薄帶時有出現(xiàn)。

2 薄及中厚煤層開采中的幾個技術問題及對策

2.1 采煤方法的選擇必須充分考慮的幾個礦井實際情況

2.1.1 礦井開采技術條件應從實際出發(fā)

（1）采掘工技術素質必須著力提高。

目前，通訊信息發(fā)達，交通便利，周邊小煤礦眾多，加上近年社會產業(yè)結構進一步調整，采掘工流動性較大，整體采掘技術素質大大下降，這就必須加強對新進礦和已有的采掘工進行有針對性的，多方面的教育和培訓，切實提高他們的安全意識、操作技能和應急應變能力，以適應安全生產的需要。

（2）回采工藝必須細致、嚴格。

目前，采用的回采工藝還是傳統(tǒng)的爆破落煤工藝。該工藝最關鍵的是落煤、支護工序。在遇煤層頂板較不穩(wěn)定的情形時，為減輕或避免因爆破震動給煤層頂板帶來更大破壞，減少冒頂危險，降低安全風險，提高煤炭回采率（如果裝藥量過多或頂板過于破碎，煤炭容易被垮落的頂板淹埋），通常在加強支護的前提下，必須嚴格控制炮眼數(shù)目和裝藥量，即應避免采用大藥量爆破（即放大炮）落煤，改用小藥量爆破（即放松動炮）落煤或直接采用人工挖掘，具體還必須煤層厚度、硬度和煤層頂板穩(wěn)定性在回采工作面現(xiàn)場確定。在煤層賦存條件較差的情況下，必須禁止濫用炮采工藝，否則不但浪費火工品，而且將煤炭回采率大大降低，丟失本就十分有限的煤炭資源。

（3）回采施工設備、設施簡陋有待改進。

由于受到煤層賦存條件較差和采掘工素質較低等因素的限制，高新技術、設備均使用不上，機械化程度較低。但是必須堅決淘汰一些落后、簡陋的設備，如，干式變壓器和一些無煤礦安全標志的開關設備，堅持使用煤電鉆綜合保護裝置等。今后還必須積極推廣先進而適用的回采施工設備，努力提高機械化程度。

2.1.2 采煤方法的選擇應以安全為首要標準

煤層的開采方法多種多樣，不同煤層采用的開采方法也不盡相同。必須根據(jù)礦井開采經驗（開采史、采掘隊伍穩(wěn)定情況、開采技術素質等）、煤層賦存條件（地質構造、煤層厚度、傾角、頂?shù)装鍘r性）等來確定。其中煤層賦存條件是決定性因素。一般情況下，薄及中厚煤層在煤層頂板穩(wěn)定性好，煤層厚度穩(wěn)定，易于布置上風巷和下風巷時，可采用壁式正規(guī)采煤法，如單一走向長壁式采煤法；在煤層頂?shù)装宸€(wěn)定性相對較差（按照《煤炭行業(yè)巖石分類表》為Ⅲ～Ⅴ類巖層，即中等穩(wěn)定巖層、穩(wěn)定性較差巖層及不穩(wěn)定巖層），煤層厚度、傾角變化較大時，只能采用殘采法?？傊?，衡量一種采煤方法選擇得正確與否，應該以該方法能否最有效實現(xiàn)采掘工作面的安全、高效（包括高產、穩(wěn)產、勞動效率高、高回采率、高效益、低成本）目標為標準，其中又以安全為首要標準。根據(jù)本礦的礦井開采經驗，礦井開采技術條件（機械化程度較低、回采工藝和支護形式簡單、作業(yè)人員素質較低）、煤層賦存條件（地質構造較復雜，煤層厚度、傾角變化較大，頂?shù)装鍘r性較不穩(wěn)定）等，選擇殘采法作為我礦煤層開采比較合適。

2.2 關于回采巷道的布置問題

煤炭開采規(guī)范和《煤礦安全規(guī)程》均有要求回采作業(yè)實現(xiàn)兩眼見面。但是對于小煤礦來說，由于煤層賦存條件較差，這不僅使整體回采巷道的布置受到限制，同時也給回采巷道的支護和維維護增加困難。在這種條件下，布置兩眼見面有的雖然勉強可以實現(xiàn)，但同是交叉口增多，將使煤層開采的難度增大，較高的采前掘進率使整體回采工效降低，開采的成本和安全風險也隨著增加。

2.2.1 回采巷道參數(shù)必須根據(jù)工作面實際情況認真確定

回采順槽、切眼的參數(shù)必須根據(jù)煤層的頂?shù)装宸€(wěn)定性和煤層厚度、硬度、傾角來確定。在一般情況下，頂板相對穩(wěn)定時，回采順槽、切眼間距可選擇5～8 m（頂板相對不穩(wěn)定、煤層度大、煤質松散取下限，頂板相對穩(wěn)定、煤厚小、煤質堅硬取上限）；頂板較不穩(wěn)定和極不穩(wěn)定時，回采順槽、切眼間距只能控制在此3～5 m（頂板相對不穩(wěn)定、煤層厚大、煤質松散取下限，頂板相對穩(wěn)定、煤厚小、煤質堅硬取上限）。

2.2.2 回采巷道開口位置的選擇必須慎重、恰當

回采巷道開口位置一般選擇頂?shù)装逑鄬Ρ容^穩(wěn)定、煤層厚度、坡度適中，支護容易，開采參數(shù)大致符合要求的位置。應盡量避免一些坡度大、頂板巖性差、支護難度大、不易維護的地點。

2.3 支護方式的選擇必須“因頂而異”

在煤層相對穩(wěn)定（即按《煤炭行業(yè)巖石分類表》屬于中等穩(wěn)定巖層，巖層的穩(wěn)定時間僅有幾天）的條件下，一般采用支柱的方式支護；在煤層頂板屬于穩(wěn)定較差巖層、不穩(wěn)定巖層（即圍巖很容易產生冒頂，或者易風化潮解剝落及其他各種破碎巖層）的條件下，一般采用梯形木支架方式支護。對于我礦煤層頂板相對穩(wěn)定，局部又相對不穩(wěn)定，根據(jù)具體的情況選擇合適、安全的支護方式。

3 結論

薄及中厚煤層開采中采煤方法的選擇必須充分考慮礦井實際情況，必須著力提高采掘工技術素質，回采工藝必須細致、嚴格，這樣才能確保安全生產。

參考文獻

[1] 徐永圻.煤礦開采學（修訂本）[M].江蘇：中國礦業(yè)大學出版社，2009.

[2] 宋宏偉，劉剛.井巷工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2008.