復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)

都漢濤

吉林省能源工程質(zhì)量監(jiān)督中心 吉林長春 130012

煤炭作為我國重要的能源原料之一，在我國經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。大規(guī)模開采后，剩余開采是對剩余礦產(chǎn)資源的再開發(fā)。通過復(fù)采和剩余開采，既可以實現(xiàn)煤礦資源的進一步開發(fā)，又可以實現(xiàn)自然資源的充分利用，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。本文將對回采剩余煤層的開采技術(shù)進行研究。

1 復(fù)采殘采煤層開采過程中存在的問題以及發(fā)展的現(xiàn)狀

1.1 煤層頂板原平衡被破壞給頂板的管理帶來了很大的難度

在剩余煤層開采過程中，由于頂板在初次開采過程中已被開采，煤層頂板原有的平衡受到了極大的破壞，這在很大程度上導(dǎo)致了頂板管理越來越困難，但由于煤炭資源越來越少，加上煤層頂板的存在帶來了很大的影響，因此，資源在很大程度上被浪費，資源回收率越來越低，這對煤礦工作的發(fā)展不是一個好因素，也不利于企業(yè)的發(fā)展[1]。

1.2 煤巷通風(fēng)管理較差，漏風(fēng)嚴重

在剩余煤層開采過程中，由于原小煤礦開采過程中，有關(guān)人員沒有按照施工要求和規(guī)定對煤巷進行通風(fēng)管理，對通風(fēng)的重要性重視不夠，降低了煤炭開采的效率和質(zhì)量效應(yīng)。在這一階段，許多煤礦企業(yè)都過分追求煤礦的經(jīng)濟利益，因此在煤礦安全生產(chǎn)管理方面存在著許多問題。這些隱患一旦爆發(fā)，將造成非常嚴重的后果，給企業(yè)帶來無法彌補的損失。

1.3 原礦井開采結(jié)束后遺留的安全問題

由于原小煤礦已開采了煤層頂部，原小煤礦老采空區(qū)的存在將給回采和剩余開采過程帶來很大影響。究其原因，很大一部分是老采空區(qū)存在水、氣聚集，這將對開采過程和開采帶來的經(jīng)濟效益和社會效益產(chǎn)生很大影響。由于小企業(yè)規(guī)模小，在技術(shù)、設(shè)備等方面存在很大的缺陷和局限性。因此，在第一次開采時，煤層不會被清潔開采。在這種情況下，剩余的煤層會有很大的浪費，造成資源的浪費，所以他們會進行二次開采活動，即所謂的復(fù)采和剩余開采。在回采和殘采之前，必須對采空區(qū)有一個全面的認識，對其進行細致的分析和調(diào)查，全面了解和掌握采空區(qū)內(nèi)的范圍、形狀和殘留水、瓦斯積聚情況，為今后其他工作的開展打下堅實的基礎(chǔ)。如果前期準(zhǔn)備工作落實不好，后期會導(dǎo)致復(fù)采和剩余開采規(guī)劃不合理，不能有效保障職工人身安全[2]。

1.4 地面管理難度比較大

隨著社會的不斷進步和經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會各行各業(yè)對煤炭資源的需求越來越大，但已難以滿足企業(yè)很大一部分煤炭資源的需求，隨著礦區(qū)地質(zhì)條件的日益惡劣，也遇到了很大的問題在地面管理過程中，已經(jīng)埋下了很大的安全隱患，這種情況的長期存在會導(dǎo)致煤礦采掘工作不徹底，因此在開采剩余煤層的過程中，極有可能發(fā)生更多的安全事故，給人身安全帶來巨大損失以及員工的財產(chǎn)安全，進一步給企業(yè)造成不可挽回的經(jīng)濟損失。所以很多企業(yè)為了節(jié)約更多的經(jīng)濟成本，在地面管理工作過程中不按規(guī)定和要求進行，于是將煤炭資源和煤矸石隨意擺放，影響了煤礦開采工作的進度，也極大地影響了質(zhì)量效果。如原方案中的地面管理工作，在煤礦開采過程中，為了盡量不給項目造成太大的影響，沒有對地面管理工作給予太大的重視。

2 復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)的應(yīng)用措施

2.1 加強通風(fēng)安全措施

在小煤礦后期，剩余開采工作更為特殊。地質(zhì)條件和開采技術(shù)應(yīng)用的合理性，會對實際開采過程產(chǎn)生很大影響，特別是通風(fēng)工作難度大，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)安全水平不高。另外，采空區(qū)面積大，通風(fēng)安全尤為重要。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定要求，采煤工作面必須設(shè)置兩個以上安全出口，確保安全出口隨時暢通。一個安全通風(fēng)出口與回巷相連，另一個與進風(fēng)巷相連。在三角煤和殘煤柱開采中，如果不能保證兩個安全出口，必須結(jié)合實際情況制定并實施安全措施，確保通風(fēng)安全。例如沿采空區(qū)掘進，留下小煤壁。在采煤過程中，通過新的特殊回風(fēng)石門，以及在殘采工作面邊界沿采空區(qū)掘進，留下一個小煤壁，形成完整的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。這種通風(fēng)方式不會對巷道造成較大壓力，支護結(jié)構(gòu)相對簡單。另一個例子是Z 型通風(fēng)的應(yīng)用，如果采區(qū)邊界有回風(fēng)石門，可考慮采用Z 型通風(fēng)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合沿空留巷，可取得較好的通風(fēng)效果[3]。

2.2 加強頂板管理措施

在殘煤柱開采過程中，受開采影響，上覆巖層會發(fā)生變形甚至開裂，從而引起圍巖應(yīng)力的變化。如果兩側(cè)采空區(qū)煤柱，頂板壓力會過于集中在煤柱上，造成煤柱變形。因此，有必要加強殘煤柱開采過程中的頂板壓力控制，提高頂板管理的合理性，確保煤礦安全發(fā)展。

2.3 強化頂板支護

加強頂板支護管理，應(yīng)做好以下工作。首先，采礦單位必須充分熟悉地質(zhì)資料和開采條件，提高頂板安全管理水平；其次，落實相關(guān)配套措施，確保高支護質(zhì)量，降低支護阻力。最后，做好支護與圍巖的充填，提高支護能力和支護穩(wěn)定性。

2.4 加強采空區(qū)積水防治

采空區(qū)水的防治應(yīng)從以下幾個方面著手。首先，詳細了解礦井充水水源、礦體周圍含水層富水條件、地下水徑流、礦井供水及隔水層條件，為防治采空區(qū)積水作相應(yīng)的前期準(zhǔn)備。二是根據(jù)礦山地質(zhì)資料的掌握情況，合理選擇排水設(shè)備，實施相應(yīng)的綜合治理措施。三是一旦出現(xiàn)地下積水，應(yīng)立即采取疏通管道等相關(guān)措施，及時排水。同時，要注意防治突水事故，確保采礦安全。

2.5 推廣回風(fēng)巷的應(yīng)用

在煤田剩余開采和復(fù)采過程中，小煤礦開采過程中需要在斷面上界設(shè)置回風(fēng)巷或分段回風(fēng)巷，通過煤房將運輸巷道和回風(fēng)巷道連接起來，從而實現(xiàn)采煤工作面全負壓通風(fēng)。

3 結(jié)語

在復(fù)采剩余煤層開采過程中，要嚴格保證施工區(qū)安全，必須做好通風(fēng)排水措施，確保煤礦采區(qū)地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定，并通過對煤層的分析，采礦手段和技術(shù)的選擇，可以有效地促進煤礦開采，提高煤炭開采質(zhì)量，在保證生態(tài)環(huán)境不受影響的同時，改變以往的開采方法和開采設(shè)備，提高煤炭的生產(chǎn)率和利用率。通過開采工藝的改進，提高了煤礦的生產(chǎn)效率，有效緩解了現(xiàn)階段的資源短缺。通過采用剩余煤層回采技術(shù)，使采煤工藝得到了很大的提高，社會效益和經(jīng)濟效益也得到了提高。