煤矿采煤技术优化探析

杜源与节社2014年第4期(总第103期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2014年4月技术研究煤矿采煤技术优化探析邰银记(山西省霍州煤电集团丰峪煤业有限责任公司，山西霍州031400)摘要:随着煤矿采煤生产质量和效率要求的提高，对煤矿采煤技术的专业性水平要求越来越高。以西山煤田工程为例，在了解该工程基本概貌的基础上，提出该煤矿采煤技术优化的建议措施，为其它煤矿采煤工程提供借鉴与参考。关键词:煤矿工程; 采煤技术;技术优化中图分类号: X752文献标识码: A文章编号: 2095-0802-(2014)04- 0182-03On the Optimization of Coal Mining Technology of Coal MineTAI Yin-ji(Fengyu Coal Industry Co.. Ltd. of Huozhou Coal Electricity Group of Shanxi Province, Huozhou 031400, Shanxi, China)Abstract: With the improvement of the requirements of quality and efficiency of coal mining production, requprolessional level of coal mining technology is increasing. W ith Xishan Coal Project as an example, on the basis of understandingthe basic overview of the project, proposes measures for optimizing the coal mining technology of the coal mine to providereference for other coal mining projects.Key words: coal mine project; coal mining technology; optimization of technology采层以中厚煤层为主，地质构造相对复杂，含有不同0引言量的细砂岩、泥岩、泥质粉砂岩等，并分为上煤组、煤矿工程开采中经常遇到不同的技术问题，其中中煤组、下煤组三个含煤组，其中上煤组比较稳定,地面技术、井下煤层开采技术、工作面保水开采技而且厚度均匀，有2层以上的可采煤层，中煤组以中术、沿空留巷作业安全技术等，直接关系到煤矿的有厚煤层和薄煤层为主，在层数、厚度等方面变化幅度效生产。为进- -步提高煤矿工程的采煤水平，我们需比较大，并有明显分叉、尖灭等病害特征，下煤组亦要尽快找出该煤矿工程中存在的技术问题，从不同的含有粉砂岩、砂质泥岩、泥岩等，厚薄不一且不够稳技术层面上，提出采煤技术的优化措施。定。矿区在瓦斯地质方面，含有3.583 m2/t~20.218 m/t的瓦斯量，压力现在0.31 MPa~3.56 MPa之间，且没1案例煤矿工程概貌有明显的规律迹象,在煤矿开采过程中，瓦斯的涌现西山煤田工程分为走向长度250 km的30个勘探.量越来越多，亟需采取措施减少瓦斯的危险系数。井田，目前累计煤矿储量约为97.3x10* 1,其中有各2案例煤矿工程 采煤技术的优化建议种类型的优质煤矿。该煤矿在地形地貌特征方面，呈西高东低的特点，并在起伏的山峦凹地中，均有不同根据案例煤矿工程的基本概况，并结合煤矿工程储量的煤矿资源。另外在矿区周围，分布着不同大小.开采中经常遇到的技术难题，有必要深入探讨以下几的沟谷小溪，在地表降雨的补充下，这些小溪常年储方面的技术应用方法，并在技术应用过程中，提炼出水，使得一些位置地质酥松,形成影响煤矿开采安全技术优化的具体建议。的威胁性因素。至于煤层的基本特征，经勘测单位详2.1地面技术细调查，确定含煤层为23层-50层，其中有10层~所谓地面技术，指的是在煤矿开采过程中，通过20层为可开采层，平均厚度为29.3 m。煤矿的可开对建筑物、危岩地面的保护，控制地质灾害的影响范围。基于案例工T程的地质它宝特征该工程 的地面控制技术，应中国煤化工岩地面保护两个收稿日期: 2014-03-17作者简介:邰银记，1968年生， 男，山西临汾人，2011 年毕业方面研讨。YHCNMHG繁出现走向和倾于太原理工大学采矿工程专业，工程师。斜长壁冒落现象，使得村庄建筑物等受到不同程度的●182.2014年第4期邰银记:煤矿采煤技术优化探析2014年4月破坏，并伴随出现危岩崩塌和滑坡等地质问题，因此利用隔水层减少井巷和开采层的破坏。在应用该技术需要根据村庄建筑物结构特征，因地制宜采取合适的之前，有必要分析开采区域的煤矿充水条件和矿井涌保护措施，譬如砖混结构的建筑物，可在顶底加设圈水量,并构造合理隔水层。至于工作面保水开采技术，.梁和构造柱，而木结构房屋可增加斜撑等。至于危岩目前常见的有以下几种方式。地面，尤其针对长期裸露的危岩,在几处出现严重风2.3.1长壁 综合机械采煤技术化裂缝的地方，在不影响正常采煤情况下，采用预应作为现代化采煤的重要技术内容，这种采煤方式力锚固方法，根据岩体重量和范围的计算结果，灌浆的技术特征体现为高阻力、信息化、大功率，并可在处理这些裂缝，避免开采过程中出现碎石滚落和片岩超长工作面安全高效地生产。这种技术在工作面保水问题。川开采区域中的应用，有必要将隔水层设置在开采弯曲2.2 井下煤层开采技术下沉的位置，以保持该位置的稳定性，而案例工程应井下煤层开采的地质灾害集中程度更高，案例工用这种技术的开采区域，每层平均厚度为10.51 m,程的上覆岩层，单一地面处理措施已经不能够完全保工程 在该区域利用大采高液压支架，提高该位置超长证采煤安全，需要综合性采取以下几方面的开采技工作面的稳定性和安全性。术，方可提高开采效果和保证开采质量。2.3.2限高开采技术2.2.1走 向长壁厚退式协调开采技术保水开采的煤层上方覆盖层，其厚度不足以维持针对案例煤矿工程A村庄北面灰岩陡崖位置，在隔水层的稳定性，而且该位置存在明显弯曲下沉现开采过程中，发现后方存在采空区,并有明显倾斜现象。 由于受到隔水层层位限制，此处需要采用限高开象，为了避免该位置发生坍塌事故，工程决定采用走采技术，在含水层地方，根据隔水层临界高度，控制向长壁后退式协调开采方式，即在该位置修筑台阶形导水缝隙进-一步扩大,同时保证开采工作面能够得以状的工作面，并沿着开采方向往下布置工作面。另外在有效保水，但可能需要以部分煤矿资源的损失作为代存在高瓦斯的邻区矿井内，亦采用这种多工作面协调开价，因此开采效率问题有待进一步解决。 田采方式，以便在- -定程度上克服瓦斯治理的困难。2.3.3分层间歇式开采技术2.2.2倾斜长壁协调开采技术在厚煤层分层开采过程中，为减缓地表移动和变与前一种方式不同的是，这种方式主要针对开采形，在开采其中一个分层之后，停止继续开采并观测不规则，而且生产布局模式较为复杂的区域，案例煤地 表变化情况，在确定地表完全稳定之后，再继续开矿工程A村庄东面方向的200 m’ 区域内，采用倾斜采下一个分层。案例工程以《矿井水文地质规程》为长壁协调开采方式，同时克服仰采时治理瓦斯和俯采依据，对工程其中一个抗压强度为53 MPa-87 MPa时排水的困难及避免地表地质灾害的扩散。的上覆坚硬岩层的工作面，根据该位置导水裂隙带最2.2.3条带法开采技术大高度、累计开采厚度、矿积开采厚度、煤层开采层针对案例煤矿工程存在覆岩危害的开采区域,采数，确定导水裂隙带发育的最大高度。通过计算，进用条带法开采技术，-方面能够控制地表的沉陷，另- 步控制了导水裂隙带高度的增加，对于保水采煤采-方面可以回收村庄建筑物下方的部分压煤。该技术出率的提升,也具有明显效果。的应用，是在覆岩层留设条带煤柱支撑，以便协同开2.3.4长壁综合机械法放顶煤开采技术采和生产，并在高瓦斯的矿井区域，提高煤矿资源的案例工程中特厚煤层的开采，需要利用这种开采回收率和掘进率，有助于实现煤矿的规模化开采。2技术，解决采出率低的问题，并针对采空区域上方位2.2.4充填法开采技术 .置聚集的瓦斯气体和地面沉陷地质灾害。该方法的利这种煤矿开采技术的应用，不仅有利于控制地表用，要求同时兼顾围岩破裂问题，以便造成隔水层破沉降，而且还能够以“ 就地取材”的优势，提高煤矿坏，从而影响保水采煤效果。资源的回收率，是条带法开采技术的良好辅助补充方2.3.5短壁 综合机械开采技术式。在本工程中应用充填法开采技术，是根据工程本该技术又分为房式、房柱式、巷柱式几种方式，身的客观条件，结合实际勘测的参数，利用开采出来重点应用于开采规模比较小，而且不会明显影响隔水的砂石，重新回填到采空的位置，大大提高了煤矿生层稳定性的矿区，但由于这种方法不具备提高采出率产的安全系数。的功能，而且需要耗费- -定资源， 仅可适用于局部区2.3工作面保水开采技术域的煤矿开采中国煤化工针对工程存在的矿井涌水现象，在工作面应该采2.3.6条带开MHCNMHG用保水开采技术，即在做好补给和排泄水源的同时,除了在井下保层升来时需要应用到这种技术，在●183.2014年第4期能源与节能2014年4月工作面保水开采时，也有必要借助这种技术控制上覆定，将瓦斯浓度降低到规定值以内;岩层和地表沉陷，尤其针对案例工程这种巷道多、工c)在灌浆区域设置警戒栅栏,并保持沿空巷内洁作面复杂的实际情况，更需要采用条带采煤技术保护净和控制支柱架设的偏差。H建筑物、道路和水体，但在接近矿井位置区域,不建2.4.3矿压控制安全技术议采用这种技术。在超前工作面100 m范围内，以20 m作为基本2.3.7充填开采技术单位设置顶板离层仪，每天读取一次，根据读取数值即利用工程现场的固体废弃物，按照合适比例掺的变化情况，确定是否加强支护沿空留巷，其中需要人粘结剂，填充于采空区域，以便将剩余的煤矿资源矿压控制的区域，需要通过测定该区域的表面位移、置换出来，同步控制上覆岩冒落、裂隙、弯曲下沉等深部位移 和充填物荷载等，针对性地加设加强锚杆和地质灾害发生，但由于这种技术的应用成本高，同时补充 支架浆液。可能影响环境效益，因此也只能在局部采空区域使用。3结语2.4沿空留巷作业安全技术沿空留巷作业安全技术，属于超前维护运输巷的煤矿在开采过程中，对技术要求越来越高，而出技术模式，分为支护作业安全技术、灌浆作业安全技于开采效率和开采质量需求的考虑，地面技术、井下术、矿压控制安全技术三种。煤层开采技术、工作面保水开采技术、沿空留巷作业2.4.1支护 作业安全技术安全技术等被广泛应用于煤矿开采。以西山煤田工程在案例工程运输巷工作面20 m范围内,利用超为例，根据该工程实际情况，综合应用了地面技术、前支护技术规范要求，支设加强锚索，并按照相关质井下煤层开采技术、工作面保水开采技术、沿空留巷量标准，合理布置金属网和钢筋梁,其中在出口台阶作业安全技术，在理论层面上取得了一定成效,建议面位置，以大于0.9 m的距离打设低锚杆，并用金属这些技术在相关的煤矿采煤工程中接受检验，并对于网和钢丝绳连接底板锚杆，但要安排专人监管,以免不周之处予以完善。支护位置上方出现矸石流滚落伤人。此外，支护作业参考文献:还需要重点兼顾工作面后方沿空留巷段的支护强度，「1] 袁伟吴,袁树来，薄煤层综合机械化矸石克填开采技术研究[].煤炭工程,2013(6):53-54.根据顶板的活动特征，在鉴定的基础上采用必要加固[2] 黄剑.关于煤矿采煤技术及安全管理的几点思考[J].能源措施。与节能,2013(10):35 -36.2.4.2灌浆作业安全技术3] 陈龙针对煤矿采煤技术的新工艺及方法的分析[J].中国.a)在检查矸石墙压力稳定性的基础上，利用水.科技博览,2013(16):235.民、粉煤灰、固水剂、速凝剂等进行灌浆，直至浆液[4] 唐成仕.关于煤矿采煤技术的合理优化的研究[J].科技与企从矸石墙上方位置溢出为止;业,2012(19):178.b)在灌浆过程中，要按照局扇，按照相关通风规(责任编辑:赵春梅)(.上接170页)况，将层间距安全临界值适当降低到2.0 m~2.5 m浆液固结强化顶板的措施， 防治机道漏顶。以上;如层间距(顶板厚度)低于2 m,在0.5 m~5结语1.0 m之间，则不能满足顶板稳定条件，容易发生机道漏顶。此时，解决该问题的措施有两种:a)通过分析认为:沙坪矿8* 煤层分叉区，在泥a) 8*上煤层工作面开采铺底网，8*下煤层工作面岩顶板条件下，确保下层安全开采的顶板临界厚度为铺顶网，按照破碎顶板管理采场围岩，可基本保证8#3.0 m,采取措施后，2.0 m~ 3.0 m的层间距也能基下煤层的正常开采，最大限度地回收8"煤层资源;本保证下煤层的正常生产; .b)视分叉区煤层间距的变化情况，可以分段按照b)层间距小于临界安全顶板厚度时，提出了两种不同的方式开采，如层间距大于或接近于1.5 m~2.0技术措施: (a)8*. 上煤工作面铺底网，8* 下煤工作面铺m区域，分别按上、下工作面开采，可辅之以铺顶网顶网; (b)视分中国煤化呈况，按照不同的的技术措施，若层间距小于0.5 m以下，可以按大采方式分段开采高支架一次整层开采或综放开采。此外，层间距过小YHCNMH G时，对采场顶板破碎不易维护情形，可以采取注化学(责任编辑:高志凤)●184. .