對復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)的研究

摘 要：復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)是專門應(yīng)對目前煤層煤礦開采過程中存在的資源回收效率低、開發(fā)方式粗獷等問題而提出的，在技術(shù)方法方面表現(xiàn)出多樣性的特點(diǎn)。本文從目前我國復(fù)采殘采煤層煤礦開采過程中存在的問題出發(fā)，對復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)展開詳細(xì)的分析，并對未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行簡要的分析介紹。筆者希望通過本文的研究能夠給廣大實(shí)踐工作者的日常工作提供一定的理論支持。

關(guān)鍵詞：復(fù)采煤層；殘采煤層；開采技術(shù)

中圖分類號：TD823.88 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0157-02

1 復(fù)采殘采煤層開采存在的問題

在復(fù)采殘采煤層開采過程中，受到多方面因素共同影響，復(fù)采殘采煤層開采出現(xiàn)許多問題，這些問題嚴(yán)重的干擾了煤層煤礦的正常生產(chǎn)。總的而言，主要包含以下幾點(diǎn)問題：

1.1 缺乏科學(xué)合理的安排

在對煤層煤礦進(jìn)行開采作業(yè)之前，缺乏對作業(yè)進(jìn)行科學(xué)計(jì)劃安排，對于邊角煤、雞窩煤以及異形煤柱等煤炭資源，通常情況下只能采取掘進(jìn)的方式開采，這種方式經(jīng)常會由于缺乏科學(xué)安排，而直接影響煤礦的安全生產(chǎn)。

1.2 資源回收效率低

在煤層開采過程中，存在資源回收效率低的問題。根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究顯示，目前我國煤炭資源的回收率僅為30%，而且鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的小型煤礦的資源回收率則更低，只有10%左右，這是對煤炭資源的浪費(fèi)，同時也進(jìn)一步影響了煤礦開采的可持續(xù)化發(fā)展。

1.3 過分追求經(jīng)濟(jì)利益

部分煤礦礦主在開采時，過分注重煤礦生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)利益，無視環(huán)境保護(hù)，因此在生產(chǎn)過程中給周圍的自然環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，并且還存在較為嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象。還有部分礦主忽視安全規(guī)章，礦井下具有非常大的安全隱患，事故一旦發(fā)生，就會導(dǎo)致不堪設(shè)想的后果。

1.4 開采方式粗放

在一些地區(qū)的煤礦開采過程中，通常都是采用粗獷型的開采方式，開采設(shè)備難以達(dá)到開采標(biāo)準(zhǔn)，忽視環(huán)保理念與技術(shù)，對環(huán)境造成了較嚴(yán)重的影響。再加上煤炭資源利用效率極低的情況，這些問題嚴(yán)重制約了煤礦開采以及煤炭資源的有效利用，也影響了煤礦生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 復(fù)采殘采煤層開采技術(shù)

為了有效緩解復(fù)采殘采煤層煤礦開采過程中不樂觀的狀態(tài)，相關(guān)的研究組織與煤礦開采企業(yè)已經(jīng)在采取了相關(guān)技術(shù)措施，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：

2.1 選用合理的采煤方法

壁式采煤法與柱式采煤法是兩種較為常見的采煤方法。在煤層開采時，需要選擇正確合理的開采方法，這樣有利于煤層的科學(xué)開采，也有利于有效提高開采效率。在復(fù)采殘采煤層開采過程中，要充分結(jié)合實(shí)際，采取恰當(dāng)?shù)姆绞健?/p>

（1）壁式采煤法。壁式采煤法的巷道設(shè)置非常簡單，只要工作面布置能夠符合《煤礦安全規(guī)程》相關(guān)規(guī)定即可。在通風(fēng)方面，是采用全負(fù)壓通風(fēng)，為了保障開采安全，專門設(shè)置有2個獨(dú)立出口。小煤礦由于規(guī)模小，技術(shù)水平偏低，往往要受到地質(zhì)條件與生產(chǎn)技術(shù)的直接限制，殘采工作面的長度通常在30～50m，部分規(guī)模更小的，大約只有20m左右。在煤層開采時，多數(shù)采用短壁式采煤法。

（2）柱式采煤法。在煤層內(nèi)部開挖一個寬度為5～7m的煤房，在煤房之間，利用聯(lián)絡(luò)巷相互連接，進(jìn)而形成長條形或塊狀的煤柱，隨后根據(jù)實(shí)際情況來決定是否需要回收煤柱。對于小煤礦而言，在開采三角煤、殘留煤柱的時候，壁式工作面布置較為困難，因而，可以選擇柱式采煤法，特別是房柱式采煤法，由于使用效果較好，可以較好的適應(yīng)小煤礦的開采工作，在復(fù)采殘采過程中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2 做好通風(fēng)安全措施

復(fù)采殘采階段是一個非常特殊的開采階段，在此過程中，由于地下的空氣難以自行流通，形成安全的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，往往需要借助外部措施進(jìn)行干預(yù)。但是又由于在這一階段存在大量采空區(qū)，整個通風(fēng)工作的具體開展相對而言較為困難。通常來說，按照相關(guān)規(guī)定，在采煤工作面上，至少要設(shè)置兩個暢通的安全出口，一個與回風(fēng)巷道直接相通，另一個與進(jìn)風(fēng)巷道直接相通。但是在開采三角煤以及殘留煤柱的時候，就需要額外地制定安全措施，并且及時上報(bào)相關(guān)負(fù)責(zé)人審批，以確保通風(fēng)暢通。一是沿空挖巷，留煤墻。在開采煤礦時，新掘?qū)Ｓ没仫L(fēng)石門或新掘回風(fēng)上山時，在殘采邊界上，要沿空挖巷，留下煤墻，進(jìn)而形成較為完整的通風(fēng)網(wǎng)路。這種通風(fēng)方式下，巷道承受的壓力較小，并且支護(hù)也相對比較容易，能夠較好滿足相關(guān)規(guī)范要求。二是Z型通風(fēng)。當(dāng)采區(qū)邊界有回風(fēng)石門或回風(fēng)上山時，就可以采取Z型通風(fēng)方式，這種通風(fēng)方式較為實(shí)用，能夠較好地達(dá)到通風(fēng)效果。

2.3 做好頂板及頂板支護(hù)

由于小型煤礦使用的煤礦開采方式通常都是柱式采煤法，這種方式會留下大量的煤柱，而這些煤柱又會由于開采活動的持續(xù)進(jìn)行而產(chǎn)生斷裂，因?yàn)槠渖喜颗c下部的巖石非常容易開裂。比如，當(dāng)一個煤柱兩側(cè)都被采空時，其所采用的頂板所承受的壓力就會全部集中到煤柱體上來。如此一來，煤柱就會在重壓的作用下發(fā)生形變。因而，在進(jìn)行頂板支護(hù)時，需要在既保證支護(hù)具有足夠阻力的同時，牢固填充架與圍巖之間的空隙，進(jìn)而提高支架的穩(wěn)定性與支護(hù)能力。對于空頂面積而言，就需要及時設(shè)置臨時支護(hù)，才能有效保證整體的安全性。

2.4 完善井下頂板支護(hù)管理

在進(jìn)行煤層開采井下作業(yè)時，由于以前的開采作業(yè)非常容易留下地下斷層，因此直接開采會有形成較大的安全隱患，因此在作業(yè)前需要對頂板展開支護(hù)操作，充分分析煤礦周圍的地質(zhì)條件和環(huán)境特征，明確煤層開采的外部條件，做好對頂板的安全管理，特別是在支護(hù)上，保證支護(hù)的穩(wěn)定性，盡量縮減空頂面積，在特殊情況下，選擇臨時支護(hù)，充分保證井下人員作業(yè)安全。

2.5 疏通煤礦斷層的積水

在煤層開采過程中，非常容易造成地下斷層，而在斷層處又會形成大量積水，針對這一問題，可以從水源入手，充分分析煤礦附近的水源分布，明確水源的徑流與隔水層等各項(xiàng)參數(shù)，結(jié)合煤礦地質(zhì)資料，選擇恰當(dāng)?shù)呐潘b置，做好積水疏通工作，以免在作業(yè)過程中產(chǎn)生突水現(xiàn)象，保障作業(yè)安全。

3 復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)的未來發(fā)展

經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)踐結(jié)果證明，現(xiàn)今被廣泛應(yīng)用的復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)是具有充分的可行性的，并且在應(yīng)對復(fù)雜的復(fù)采殘采煤層煤礦開采環(huán)境上能夠取得較好的成效。但是需要清晰認(rèn)識的是，這種開采技術(shù)，實(shí)際上主要是從采煤方法、通風(fēng)方式、井下頂板支護(hù)管理與防范積水等多方面入手的，這對于高不確定性與復(fù)雜的煤礦開采環(huán)境而言是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。往往需要將各方面因素綜合考慮進(jìn)來，在此基礎(chǔ)上形成一套較為完整的系統(tǒng)性技術(shù)解決方案，從根本上提高該技術(shù)的實(shí)用性與適用性。

復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)所使用錨桿支護(hù)與頂板管理技術(shù)必然將會在環(huán)境治理的推動下變得更具有針對性，此外，其還可以在地震動態(tài)數(shù)據(jù)解釋系統(tǒng)的配合下，對煤礦信息進(jìn)行及時監(jiān)控，進(jìn)而增強(qiáng)礦井以及煤礦巷道等的安全穩(wěn)定性。

4 結(jié) 語

總而言之，復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)可以有效保證煤礦開采安全性，提高煤炭資源回收利用率以及整體開采效率，因此，無論是在科學(xué)研究還是實(shí)際應(yīng)用方面，都應(yīng)該積極予以充分的重視。

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收稿日期：2018-3-12

作者簡介：萬開平（1983-），大方人，工程師，本科，安全管理專業(yè)，主要從事采礦工程工作。