煤礦采煤工藝技術(shù)優(yōu)化分析

安建龍

摘要：針對目前煤礦采煤工藝技術(shù)應(yīng)用過程存在的問題，文章以實際工程項目為例，分析了煤礦采煤工藝技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并提出了工藝技術(shù)優(yōu)化的實踐策略，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。結(jié)果表明，只有在明確采煤工藝技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，才能使工藝技術(shù)的優(yōu)化控制措施起到事半功倍的效果。

關(guān)鍵詞：煤礦工程；采煤層；工藝技術(shù)優(yōu)化；工作面回撤

0引言：

煤礦工程的開發(fā)建設(shè)，作為促進(jìn)地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的關(guān)鍵，其施工建設(shè)的質(zhì)量效果直接影響了涉及行業(yè)發(fā)展的前景。然而，在施工實踐過程中，煤礦采煤工藝技術(shù)的運(yùn)用效果易受所處水文地質(zhì)環(huán)境因素的影響，進(jìn)而降低采煤層的生產(chǎn)建設(shè)效率。為此，相關(guān)建設(shè)者應(yīng)從實踐角度出發(fā)，即在明確煤礦采煤層工藝技術(shù)，如回撤、開切眼與安裝技術(shù)應(yīng)用控制現(xiàn)狀的情況下，與工程項目所處的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而保證工藝技術(shù)不受其影響，最終達(dá)到優(yōu)化控制的目標(biāo)。如此，煤礦采煤層的回撤、開切眼與安裝工藝技術(shù)就能以高效率與高穩(wěn)定性狀態(tài)作用于煤礦工程的實際建設(shè)，進(jìn)而服務(wù)于現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的全面發(fā)展進(jìn)程。

1工程概況

某煤礦工程采煤層所處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，以中厚煤層為主，經(jīng)勘查，所處的地質(zhì)環(huán)境含有大量的泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖以及泥巖等。為此，工程建設(shè)者應(yīng)其分為3個含煤組，即上煤組、中煤組以及下煤組。其中上煤組處于較為穩(wěn)定的地質(zhì)狀態(tài)，含有大于2層的采煤層且厚度較為均勻。中煤組地質(zhì)環(huán)境中含有厚煤層與薄煤層，在層數(shù)與厚度上存在明顯變化，呈現(xiàn)出分叉與尖滅等問題特征。下煤組含有泥巖、粉砂巖以及砂質(zhì)泥巖，具有厚度不均且不穩(wěn)定性的問題。為在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下提升煤礦采煤工作的效率，工程建設(shè)者對采煤工作面進(jìn)行分段回撤與開切眼、安裝作業(yè)，以為工作面的開發(fā)提供一個安全可靠的運(yùn)行環(huán)境。如此，煤礦資源的開發(fā)建設(shè)就能滿足地區(qū)涉及行業(yè)的快速發(fā)展需求，進(jìn)而提高人們的生產(chǎn)生活質(zhì)量。

2煤礦采煤工藝技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

研究表明，因煤礦資源的開發(fā)建設(shè)易受所處環(huán)境地質(zhì)條件影響，所以，會在很大程度上降低資源開采工藝的執(zhí)行效果。為使類似工作環(huán)境下的采煤工作面同樣呈現(xiàn)高效率的工作狀態(tài)，進(jìn)而提高礦井資源開發(fā)建設(shè)的生產(chǎn)效率，相關(guān)人員應(yīng)從采煤工作面分段的回撤與開切眼、安裝問題出發(fā)，即在明確實際工作開展過程存在問題的情況下進(jìn)行針對性控制，繼而在形成生產(chǎn)模式的情況下，服務(wù)于所處的行業(yè)市場環(huán)境[1]。

如，本煤礦工程在生產(chǎn)過程中因工作面內(nèi)部潛伏的斷層問題影響，降低了生產(chǎn)開發(fā)效率。此問題背景下，相關(guān)人員重新進(jìn)行了采煤工作面的開切眼布置。但由于停產(chǎn)的時間較長，且新的通風(fēng)系統(tǒng)與運(yùn)輸系統(tǒng)尚未形成，工作面頂板的管理工作開展具有難度大且質(zhì)量整改項目多的問題。這就使得煤礦工程的開發(fā)建設(shè)過程存在無施工場所的問題，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)建設(shè)效率。為此，相關(guān)人員應(yīng)在明確工程建設(shè)實際情況基礎(chǔ)上，著手進(jìn)行施工工藝的優(yōu)化控制，進(jìn)而解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的相互制約或是不合理問題，最終達(dá)到工程開發(fā)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)[2]。

3煤礦采煤工藝技術(shù)的優(yōu)化實例分析

以采煤工作面為例，其面長為220m，走向長度為663m，其煤層傾角與厚度分別為：17°與0.75-3.15m之間。其中走向常壁高檔普采采煤工作面，應(yīng)通過采取前進(jìn)、后退的推進(jìn)式采礦順序進(jìn)行工藝技術(shù)的優(yōu)化，進(jìn)而最大限度的提升煤礦工程采煤層生產(chǎn)建設(shè)效率。

具體的施工方法為：工作面撤回前，應(yīng)保證調(diào)面與斷層走向的平行狀態(tài)，并停止推采進(jìn)行質(zhì)量效果整改。與此同時，還應(yīng)在斷層對盤煤層內(nèi)處于平行狀態(tài)的斷層進(jìn)行重新開切眼處理。當(dāng)切眼掘進(jìn)至40-50m時，使掘進(jìn)橫貫眼與工作面達(dá)到貫通效果目標(biāo)。

當(dāng)工作面與切眼貫通后，就可形成新的通風(fēng)與運(yùn)輸系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)橫貫以下部分的回撤處理。當(dāng)回撤的支護(hù)材料運(yùn)送至橫貫以下的切眼作業(yè)環(huán)境時，就可對失效與損壞的升井進(jìn)行維修。此時，刮板輸送機(jī)與采煤機(jī)部件，應(yīng)防止作用于橫貫與切眼的兩端。如此，當(dāng)切眼繼續(xù)掘進(jìn)作業(yè)，工作面的回撤與切眼的掘進(jìn)就能以平行狀態(tài)作用。此外，相關(guān)人員應(yīng)利用掘進(jìn)迎頭頂板支護(hù)、定炮時間與打眼，在橫貫以下作業(yè)部位安裝刮板輸送機(jī)、支護(hù)材料以及運(yùn)送采煤機(jī)等設(shè)備，進(jìn)而使各項施工均處在平行的作業(yè)狀態(tài)[3]。

當(dāng)刮板輸送機(jī)安裝在橫貫以下部位后，相關(guān)人員就可利用掘進(jìn)迎頭的打眼、支護(hù)以及定炮時間進(jìn)行采煤機(jī)的分段安裝，并將刮板輸送機(jī)移動至切眼煤壁，進(jìn)而著手進(jìn)行支柱的加固控制處理。當(dāng)工作面回撤至橫貫且切眼掘進(jìn)至40-50m時，就可將迎頭調(diào)方位打橫貫，并與工作面進(jìn)行貫通。重復(fù)上述施工作業(yè)，就能避免不合理問題的出現(xiàn)。

在采用工作面分段回撤與開切眼安裝處理后，掘進(jìn)速度的提升，使整個采煤工作面的施工作業(yè)提前10天完成。這是因為，掘進(jìn)期間，將搪瓷溜槽排矸與運(yùn)煤改為刮板運(yùn)輸機(jī)，成功將掘進(jìn)的進(jìn)尺從每天的9m提升至15m。此外，工藝改進(jìn)后，比新切眼安裝與支護(hù)齊全的雙排正規(guī)支護(hù)所需天數(shù)，節(jié)省了3-4天。由于工作面分段回撤后，及時分解了工作面因長期存放而存在的壓力集中問題，解決了回撤困難的問題，提高了施工作業(yè)的安全可靠性。對于切眼處在工作面超前壓力的作用范圍存在的壓力集中與錨網(wǎng)支護(hù)初撐力低的情況，采用單體支柱支護(hù)后，大幅減少了頂板下沉量與切眼的變形量，提高了初采期間的頂板管理效果。與此同時，采用此改造技術(shù)后，不僅縮短了支護(hù)材料的運(yùn)輸距離，還降低了一線操作人員的勞動強(qiáng)度，在很大程度上節(jié)約了工程建設(shè)的造價成本。據(jù)統(tǒng)計，該工藝設(shè)施后，切眼提前10天完工，多出煤15000t，大幅提升了工程項目建設(shè)使用的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

要想對煤礦采煤工藝技術(shù)，如，采煤工作面的分段回撤與開切眼、安裝操作進(jìn)行優(yōu)化，，需在解決當(dāng)前工作面停產(chǎn)待工問題的情況下，使其能夠提前作用于生產(chǎn)建設(shè)。因此，針對采煤工作面所處的斷層環(huán)境復(fù)雜環(huán)境，相關(guān)建設(shè)者應(yīng)從實踐角度出發(fā)，即在明確工作面操作問題的情況下，來使刮板輸送機(jī)的安裝效果充分發(fā)揮了出來[5]。

綜上所述，煤礦采煤工藝技術(shù)主要是指，采煤層的回撤、開切眼與安裝技術(shù)，要想使其不受地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜問題的影響，需與煤礦工程所處的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行結(jié)合。即根據(jù)地質(zhì)勘察的結(jié)果，著手開展煤礦采煤層回撤、開切眼與安裝技術(shù)的運(yùn)用，進(jìn)而解決工作面內(nèi)部潛伏斷層問題的影響。如此，當(dāng)工作面與切眼貫通后，就可形成新的通風(fēng)與運(yùn)輸系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)橫貫以下部分的回撤處理。事實證明，只有這樣，采煤層的回撤、開切眼與安裝工藝技術(shù)運(yùn)用，才能在安全可靠的環(huán)境下保證煤礦資源開發(fā)建設(shè)的產(chǎn)量，進(jìn)而滿足所處地區(qū)各行各業(yè)發(fā)展建設(shè)的需求。故，研究人員應(yīng)將上述分析內(nèi)容與科研成果更多地作用于不同地質(zhì)水文環(huán)境的煤礦工程建設(shè)，繼而促進(jìn)所處行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李遂軍.試析如何優(yōu)化煤礦采煤工藝技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（19）：40.

[2]許家林，軒大洋，朱衛(wèi)兵，王曉振，王秉龍，滕浩.部分充填采煤技術(shù)的研究與實踐[J].煤炭學(xué)報，2015，40（06）：1303-1312.

[3]繆協(xié)興，巨峰，黃艷利，郭廣禮.充填采煤理論與技術(shù)的新進(jìn)展及展望[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015，44（03）：391-399-429.

[4]繆協(xié)興，張吉雄.井下煤矸分離與綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)[J].煤炭學(xué)報，2014，39（08）：1424-1433.

[5]魏嘯東.露天煤礦采煤工藝優(yōu)化及煤質(zhì)控制技術(shù)[J].露天采礦技術(shù)，2014（09）：36-39.