桑常青

(開灤集團林南倉礦業(yè)分公司綜一隊，河北 唐山 064106)

煤炭是一種可燃的固體有機巖，它是古代植物埋藏與地下并經歷了復雜的物理化學變化以及生物化學變化而累積形成的固體可燃性礦物。煤炭是從上世紀十八世紀以來，人們使用的主要能源之一，它有工業(yè)的食糧的美譽。煤炭擁有非常廣泛的使用途徑，煤炭主要包括加氫液化用煤，低溫干餾用煤，氣化用煤等。按照煤炭的使用目的，將其用途分為煤化工用煤、煉焦煤、動力煤。

作為現階段國家對煤炭行業(yè)的重要政策，應充分利用不可再生的煤炭資源，提高煤炭的回采率，減小煤炭損失。為了確保正常生產的順利進行，有效降低掘進率，延長、保持采取的開采期限和采煤工作面，減少井下火災，防止每天的自然等現象和損失的發(fā)生，就必須提高煤炭的回采率，將煤炭損失最大程度地降低。尤其是在復雜地質條件下，整個煤炭行業(yè)以及城郊煤礦已經面臨迫不可待的問題需要處理，那就是從根本上提高煤炭的回采率。

1 復雜地質條件下礦井的概況以及地質特征

以河北省開灤集團林南倉礦為例進行說明。該礦位于玉田縣林南倉鎮(zhèn)境內。井田東起白莊子，西至甫莊、黃莊子一帶，南起李三莊，北至后湖定府、岳莊附近，為薊玉煤田的一個獨立向形盆地，東西長七千米，南北寬三千五百米，井田面積約二十五平方千米。

礦井采用了立井水平上下山開拓的方式。井田煤系地層為石炭二疊紀含煤地系，主要可采煤層有煤12、煤11、煤10、煤9、煤8、煤14等六層，平均總厚度二十一米，截止2012年底，礦井保有地質儲量二億七千萬噸，可采儲量一億零六百萬噸。煤炭工業(yè)品牌為工業(yè)用Ⅰ、Ⅱ號氣煤。氣煤具有粘結性強，可單獨結焦，易碎，并有較多縱裂紋，抗碎和耐磨強度較差等特點。

井田的斷層多屬南北向，其中，中小斷層比較發(fā)育，伴生斷層和分支斷層在大斷層的附近較為常見，井田內的斷層為五十四條，與工作面進行斜交的斷層常見，并且，井田內小波狀與小型褶曲起伏較為發(fā)育，有些分布于薄煤帶或無煤帶，多為斜向窄陡緊閉的狀態(tài)，這使得無法對工作面進行合理劃分。這些地理條件都對高效、高產帶來不利的因素，使綜合采儲量減少，這是因為綜采工作面距離斷層過近的緣故。在對工作面進行布置時，斷層會限制到長度。

2 解決方案

2.1 研究與應用扇形旋轉回采

與正?；夭傻膮^(qū)別之處在于扇形旋轉回采的工作面其推進度較不均衡，一側要不推進或少采，而另一側則要多推進。多采，這樣，多推進的一側會產生支架與運輸機不垂直、支架的咬架、支架和運輸機的下滑上竄等問題。在布置工作面時，正常的情況為工作面應與兩巷垂直，但是，這樣就會造成五萬噸的三角煤丟失。應根據實際的情況，參考三角煤的旋轉角度以及其寬度，來對軌順掘進成拆線狀或圓弧狀巷道來進行確定，由此看來，采用扇形回采工藝，可使三角煤地帶的煤產量損失減少五萬噸，效益可觀。我們來做一下理論計算，在推移運輸機時，從機尾向機頭推移，推移的長度為十五米，推移時允許的彎曲最大角度為五度，分段進行運輸機的推移，每推進四個機尾則對一個機頭進行推進，推移下段運輸機的上竄值為0.2米。每進行一個完整的循環(huán)上竄量為0.2米，并采用長短刀相結合的循環(huán)方式進行推移。循環(huán)向機頭竄量約為: 0.22m=15－cos150×15=L，考慮到是參照2個與工作面垂直的巷道來進行設備的上竄的，所以在正?；夭蓵r，運輸機機尾和機頭的情況應根據機尾垂直推進2.4米，機頭垂直煤壁推進0.6米，而工作機上竄0.2米。為了達到扇形旋轉回采技術的要求，通過對運輸機頭尾推進度的變化以及工作面運輸機的上下竄量的控制，可以實現對不規(guī)則煤柱在綜采工作面方面的回收目的。該技術標志著在不斷的創(chuàng)新與實踐中，煤礦綜采技術的管理水平正穩(wěn)步邁向成熟。該技術不僅僅有效地延長了礦井的服務年限，還提高了回采率。

2.2 研究與應用臺階狀多切眼回采

臺階回采方式其關鍵在于正確的支架對接位置與支架安裝數量。應規(guī)定好各個切眼定位支架以及準確無誤地計算巷道斜長和坡度。為了在對接時給機尾和整體拖移中部槽打下良好基礎，對接處和對接工作面的機尾須留出六節(jié)不安裝的槽，且在采空區(qū)的一側要是支架尾部與其貼近，在對支架進行安裝時，煤壁的一側應預留寬度。對于里部工作面的回采時，調整支架的方法通常是要用絞車拉已經安裝好的支架，首先對機尾進行調整，再按照其順序調整到對接位置。里布工作面的回采應在外部切眼對接之前做。上述施工也可以采用單體柱人工拔架的方式進行。如果對正在生產中的支架進行調整時，要確保將接觸支架的間隙控制在二百毫米以內，使用單體柱強行進行撥支架或使用調斜工作面進度來進行調整，就能夠完成正常對接。為了防止工作面對接時無法推過已經安裝好的支架、工作面運輸機尾的尺寸過長的情況，須將對接切眼支架向工作面的外側移動。對接時中部鏈條上下鏈分開，變線中部槽、過渡槽與運輸機尾連成一體，對接時的切眼斷面的規(guī)格應盡量大些。通常的情況下，對二段切眼對接位置的空缺進行填補時，需要快速地采用整體拖移機尾的有效措施，注意不要因子道狹窄而造成設備的拖拉損壞，應充分地做好準備的工作。

2.3 布置不等長綜采工作面

采用邊采邊延的方式來布置不等長綜采工作面?？梢岳眯顾铮贿呥M行回采一邊進行縮面，將軌順外段斷層帶甩掉，采取穩(wěn)妥、積極的方法對不規(guī)則的煤柱進行回采。如果我們不適用邊采邊延的方式，而繼續(xù)對泄水巷與軌順交叉點的三個斷層進行回采，那么，會導致很多危險因素的發(fā)生，頂板容易破碎，巷道的壓力也會增加。而且，要是直接拆除工作面，不回采的話，就會造成外側邊角煤柱儲量的嚴重損失。

3 結束語

通過分析、研究基于復雜地質條件下的工作面，得出文章介紹的方法具有很高的可行性結論。這些方法為設計礦井工作面的工作提供了一些參考，也為城郊煤礦的開采提供了實用的說明。文章中介紹的方法可以有效提高復雜地質條件下煤炭的回采率。

［1］于曉勇，張躍軍，楊瑞廣，尚贊娣.基于系統(tǒng)動力學方法預測中國的煤炭投資需求［J］.北京理工大學學報，2011(4).