煤礦復(fù)采開(kāi)采技術(shù)研究與實(shí)踐

賴立學(xué)

【摘要】當(dāng)前我國(guó)煤礦平均資源回收率僅能達(dá)到30%，還不到世界先進(jìn)水平的50%，其回收節(jié)能潛力非常巨大。因此，結(jié)合礦井實(shí)際情況，采取合理的技術(shù)措施進(jìn)行礦井復(fù)采，有效提高煤礦平均資源回收率，對(duì)提高煤炭開(kāi)采經(jīng)濟(jì)效益，降低煤礦企業(yè)煤炭開(kāi)采綜合成本等，具有非常重要工程應(yīng)用研究意義。

【關(guān)鍵詞】礦井復(fù)采;煤炭回收率;延長(zhǎng)服務(wù)年限

開(kāi)灤集團(tuán)公司荊各莊礦1196F綜采工作面位于一水平東一采區(qū)，工作面兩巷均布置在實(shí)體煤中，支護(hù)形式為架棚支護(hù)，斷面為10.5m2，棚距500mm，工作面走向長(zhǎng)度平均277m，傾向長(zhǎng)度平均98m，工作面采用66組ZY3200-13/32型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)，工作面平均煤厚7.37m，煤層傾角3～10°，平均6°，直接頂為9m厚的粉砂巖，頂板比較穩(wěn)定，底板為碳質(zhì)泥巖。該工作面北部為1192Ⅱ采空區(qū)1194EⅡ采空區(qū)，南部為1190運(yùn)煤巷、1190聯(lián)絡(luò)巷，西部為1194EⅡ采空區(qū)、1194Ⅰ采空區(qū)、1194Ⅱ采空區(qū)、1196Ⅰ采空區(qū)、1196Ⅱ采空區(qū)，東部為F3斷層防水煤柱。該工作面瓦斯的絕對(duì)涌出量為0.29m3/min;二氧化碳的絕對(duì)涌出量為0.75m3/min;煤塵爆炸指數(shù)為44.17%;煤層自然發(fā)火期為2個(gè)月。

一、復(fù)采技術(shù)方案的比選

進(jìn)行礦井煤層復(fù)采時(shí)，為了確保井下煤炭資源回收作業(yè)具有較高的安全可靠性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)根據(jù)煤層實(shí)際特性，合理選擇復(fù)采方案并優(yōu)選先進(jìn)的機(jī)械化采煤工藝設(shè)備。目前，殘煤回收領(lǐng)域通常采用壁式開(kāi)采煤法、柱式采煤法以及充填式采煤法等三種方法。其針對(duì)荊各莊礦1196F綜采工作面現(xiàn)狀和特性，經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究和比選論證后，決定采用壁式采煤法。

二、工作面出口支護(hù)方式的選擇

（1）工作面選用66組ZY3200-13/32型掩護(hù)式支架進(jìn)行支護(hù)。

（2）工作面上下端頭支護(hù)

在結(jié)合工作面實(shí)際地質(zhì)和截面等因素后，經(jīng)綜合計(jì)算分析工作面上下端頭決定采用HDJA-1200型金屬鉸接頂梁和DW25-250/100（或DW31.5-200/100）單體液壓支柱配套進(jìn)行綜合支護(hù)，其梁距設(shè)計(jì)為450±50mm，機(jī)頭機(jī)尾上方控頂區(qū)采用雙楔鉸接梁方式保證插齊橢圓銷，并用大錘打上勁到適當(dāng)部位。在支架邊至鉸接金屬頂梁間加臥一塊長(zhǎng)×寬×厚（3000×170×160）mm3的硬方木或1/2φ180×3000mm3半圓木，一板至少配置三柱，并配合DW25-250/100（或DW31.5-200/100）單體液壓支柱進(jìn)行綜合支護(hù)，以確保硬方木隨推采往前串，以滿足現(xiàn)在回采需求。

（3）上、下出口支護(hù)

在支架安裝過(guò)程中，上、下出口超前工作面煤壁約4～10m時(shí)應(yīng)提前替回金屬拱型支架，并采用長(zhǎng)×寬×厚（3000×170×160）mm3的硬方木或1/2φ180×3000mm3半圓木，并配合DW25-250/100（或DW31.5-200/100）單體液壓支柱及HDJA-1200雙楔金屬鉸頂接梁沿工作面打走向托梁。單體液壓支柱必須按照要求打在硬方木或半圓木與HDJA-1200雙楔金屬鉸接頂梁相交點(diǎn)的正下方，并沿上、下出口各進(jìn)行3趟，若巷道因受到動(dòng)壓影響較大時(shí)可在3趟后加打一趟托梁。

三、煤礦復(fù)采技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)安全管理措施

（一）現(xiàn)場(chǎng)頂板管理

1.減壓區(qū)應(yīng)采取以護(hù)頂為主、支次之的綜合支護(hù)方案;壓力集中區(qū)則以支撐為主，并結(jié)合卸壓槽、硐等輔助方式進(jìn)行綜合管理。

在煤礦回采過(guò)程中應(yīng)及時(shí)探明和分析工作面的特性情況，并制定有針對(duì)性的改進(jìn)方案和治理對(duì)策。

2.對(duì)于礦井作業(yè)區(qū)域內(nèi)如果存在偽頂、偽底和頂?shù)酌旱葐?wèn)題時(shí)，均應(yīng)按照三軟進(jìn)行對(duì)待，同時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加大支護(hù)密度和強(qiáng)度。

3.嚴(yán)禁超高采煤，嚴(yán)格跟煤底推采，撇底煤時(shí)，支柱必須穿鐵鞋。

4.加強(qiáng)工作面兩端頭、上下出口和兩巷超前維護(hù)，確保出口高度不低于1.8m，寬度不小于0.7m。

5.回采過(guò)程中，機(jī)組割煤后，支架前梁必須及時(shí)伸出頂至煤壁，支架及時(shí)拉超前，如果有冒頂、偏幫危險(xiǎn)時(shí)，及時(shí)做好超前板維護(hù)好上頂。

（二）防治水

1.根據(jù)采空區(qū)積水量，合理圈定出“三線”范圍，回采時(shí)，必須按排水設(shè)計(jì)配齊排水設(shè)施，保證排水暢通。

2.工作面發(fā)現(xiàn)有透水預(yù)兆（掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來(lái)壓、底板鼓起或裂隙出現(xiàn)滲水）時(shí)，必須停止作業(yè)，撤出人員及時(shí)匯報(bào)調(diào)度室。

3.發(fā)生水害事故時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析判斷災(zāi)情，迅速向調(diào)度室匯報(bào)，及時(shí)向可能受危及區(qū)域的人員發(fā)出警報(bào)通知，在加強(qiáng)防護(hù)、保證自身安全的前提下，積極妥善地組織挽救工作。

（三）防瓦斯

1.加強(qiáng)通風(fēng)管理，確保工作面正常需用風(fēng)量。嚴(yán)禁無(wú)風(fēng)作業(yè)和微風(fēng)作業(yè)。

2.加強(qiáng)瓦斯檢查和監(jiān)測(cè)。瓦檢員必須認(rèn)真履行“一炮三檢”和瓦斯牌板制度，及時(shí)掌握工作面回風(fēng)流、回風(fēng)隅角、高冒區(qū)瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r。回采工作面回風(fēng)隅角要懸掛一臺(tái)瓦斯監(jiān)測(cè)報(bào)警儀，并處于常開(kāi)狀態(tài)，對(duì)工作面瓦斯進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.當(dāng)局部瓦斯積聚時(shí)，應(yīng)及時(shí)向瓦斯積聚的地點(diǎn)加大風(fēng)量，稀釋并排除局部積聚的瓦斯。

（四）防滅火

1.加強(qiáng)管理，使采空區(qū)少殘留浮煤，使底板不遺留浮煤，并使上下順槽可燃物料及時(shí)回收。

2.由于采區(qū)最易發(fā)火的地點(diǎn)為停采線、煤柱，所以工作面停采后，要及時(shí)進(jìn)行永久性封閉，實(shí)行預(yù)防性注漿防火。

3.認(rèn)真做好堵漏工作，隔絕老塘供氧條件，加強(qiáng)密閉施工質(zhì)量，設(shè)專人經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

4.必須按規(guī)定進(jìn)行通風(fēng)阻力測(cè)定，控制我礦的通風(fēng)負(fù)壓和采區(qū)回收工作面進(jìn)回兩端的負(fù)壓差，不超過(guò)規(guī)定以減少礦井內(nèi)部煤柱和采空區(qū)漏風(fēng)。

四、結(jié)語(yǔ)

（一）經(jīng)濟(jì)效益

1.1196F工作面在進(jìn)行相應(yīng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和防護(hù)處理后，成功實(shí)現(xiàn)了煤炭復(fù)采回收，共采出煤炭資源24萬(wàn)多噸，若按原煤?jiǎn)蝺r(jià)為400元/噸進(jìn)行估算，可以為煤礦企業(yè)帶來(lái)約9600萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1196F工作面開(kāi)采了5個(gè)多月時(shí)間，在礦井接續(xù)極為緊張的不利情況下，進(jìn)一步延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限，從而為礦井接續(xù)贏得了緩機(jī)。

3.為礦井其它采區(qū)復(fù)采積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，打下了良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡殿明，林柏泉.煤層瓦斯賦存規(guī)律及防治技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出廊社，2006.

[2]陳勇，柏建彪，朱濤壘，閆帥，趙社會(huì)，李學(xué)臣.沿空留巷巷旁支護(hù)體作用機(jī)制及工程應(yīng)用[J].巖土力，2012（5）.