李銀彥

（太原理工大學(xué)研究生院，山西 太原 030024）

我國(guó)現(xiàn)有的井下采煤面臨著諸多問題的考驗(yàn)，如煤區(qū)數(shù)量及規(guī)模均較大、井下作業(yè)環(huán)境相對(duì)較差、安全隱患較嚴(yán)重等等。針對(duì)上述問題，需要以改進(jìn)采煤方法為基礎(chǔ)，進(jìn)行一系列優(yōu)化。

1 井下采煤技術(shù)現(xiàn)存問題分析

1.1 采煤技術(shù)整體落后

近年來我國(guó)的采煤技術(shù)雖然有所發(fā)展，但相對(duì)來說仍然處于整體落后狀態(tài)。主要表現(xiàn)在機(jī)械化程度整體并未滿足實(shí)際需求，以爆破式為主要采煤方法，同國(guó)內(nèi)其他機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)相比，仍然存在較大差距。此外，煤炭地下氣化與漿化也都沒有完全普及化。

1.2 采煤安全問題缺乏妥善處理措施

地下采煤工作應(yīng)當(dāng)充分符合“一通三防”基本原則。采煤過程存在災(zāi)害監(jiān)測(cè)防范儀器、臨時(shí)災(zāi)害應(yīng)變系統(tǒng)綜合性能較差、專業(yè)防護(hù)裝備可用性較差、相關(guān)人員自救知識(shí)及綜合能力欠缺等問題。一旦發(fā)生災(zāi)害無法及時(shí)應(yīng)對(duì)，導(dǎo)致出現(xiàn)一系列安全事故，給煤礦企業(yè)帶來巨大損失。

2 井下采煤中房柱式采煤法的巧妙應(yīng)用

井下采煤常用到房柱式采煤法與巷柱式采煤法兩種，統(tǒng)稱為柱式采煤法。通過在煤層內(nèi)部挖掘煤房巷道，并利用巷道相互連接不同煤房，在此過程中預(yù)留了部分煤柱作為支撐，不予開采，在煤房完全開采完成后，再盡量采出煤柱，此方法即為房柱式采煤法。目前由于開采裝備的差異，也存在采煤爆破工藝的差別，房柱式采煤法主要在機(jī)械化水平相對(duì)偏低的煤礦企業(yè)中應(yīng)用較多。

2.1 采煤工藝

根據(jù)煤炭運(yùn)輸方式的差異，可以將房柱式采煤法運(yùn)輸工藝劃分為兩部分。

2.1.1 運(yùn)用連續(xù)采煤機(jī)的梭車間斷運(yùn)輸工藝

與運(yùn)用連續(xù)采煤機(jī)的梭車間斷運(yùn)輸工藝相配套的設(shè)備包含連續(xù)采煤機(jī)、錨桿機(jī)、梭車（也可以是蓄電池運(yùn)煤車）、給料破碎機(jī)、蓄電池鏟車、移動(dòng)變電站等等多個(gè)部分，該運(yùn)輸工藝主要應(yīng)用于厚度為中、厚情況下的煤層開采運(yùn)輸，部分情況下在厚度較高的薄煤層中同樣有所應(yīng)用。

2.1.2 運(yùn)用連續(xù)采煤機(jī)的輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)輸工藝

這一運(yùn)輸工藝主要在薄煤層中廣泛應(yīng)用，近年來也逐漸在中厚煤層中進(jìn)行應(yīng)用研究。該工藝主要把采煤機(jī)所采煤使用多臺(tái)運(yùn)輸機(jī)最終到達(dá)膠帶輸送機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)開采運(yùn)輸?shù)囊惑w化，提高開采效益。

2.2 采煤方法

2.2.1 塊狀煤的房柱式采煤法

塊狀煤的房柱式采煤法，一般以4-5個(gè)或以上的煤房進(jìn)行分組，各組同時(shí)進(jìn)行開采。煤房的寬度在5-8m之間，房間煤柱的寬度在15-30m之間，該方法會(huì)在適當(dāng)距離內(nèi)使用聯(lián)絡(luò)巷將煤房連接貫通，逐漸形成矩形煤柱。

房柱式采煤法的工藝流程及數(shù)據(jù)參數(shù)均按照上述規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行。在煤房的挖掘進(jìn)度滿足預(yù)定長(zhǎng)度要求后，就可以采取措施對(duì)房煤柱進(jìn)行回收了。由于煤房預(yù)留的煤柱形狀差異，在回收煤房時(shí)應(yīng)當(dāng)暫時(shí)使用部分煤柱作為支撐，確保頂板的穩(wěn)定。若頂板穩(wěn)定性較好，則可以直接回收所有煤柱。按照煤柱尺寸形狀以及圍巖的差異，回收工作主要采用袋翼式、外進(jìn)式和劈柱式三類方式，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)選擇。

2.2.2 旺格維利采煤法

隨著房柱式采煤法開采深度的不斷上升，井下地壓也相應(yīng)上升，出現(xiàn)了采出率降低等情況。此時(shí)需要配合使用旺格維利采煤法保障開采效率和質(zhì)量。與房柱式采煤法相比，此方法在布置巷道、切割煤礦整體還有對(duì)煤柱進(jìn)行回收等工作上存在差異。

如盤區(qū)的巷道長(zhǎng)度一般會(huì)結(jié)合膠帶運(yùn)輸機(jī)的整體長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。在盤區(qū)巷道的一側(cè)或者兩側(cè)，還會(huì)分別預(yù)留長(zhǎng)條形房柱，確保各組長(zhǎng)條形房柱的寬度在15m上下，其長(zhǎng)度大約在60-90m范圍內(nèi)。

2.2.3 充填材料采煤法等新型采煤方法

同傳統(tǒng)房柱式采煤技術(shù)對(duì)比，新型的充填材料法主要以原有開采工作為基礎(chǔ)，在對(duì)房柱進(jìn)行回采的一系列工作中適當(dāng)增加使用新型材料。通過使用有機(jī)型的化工材料，對(duì)開采過的煤房使用人工支撐措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)煤柱的徹底開采。該技術(shù)依然使用原有的巷道設(shè)置方法及回采工藝，但利用了新型支撐材料進(jìn)行交替時(shí)開采，有效滿足了“一通三防”原則的要求，防止后期開采導(dǎo)致的大量采空區(qū)頂板坍塌情況出現(xiàn)。

3 房柱式采煤法的綜合評(píng)測(cè)

房柱式采煤法通常適用于開采深度相對(duì)較淺的煤井中，一般深度300-500m以內(nèi)，且只在頂板穩(wěn)定性高的薄層或中厚層煤礦開采中才能發(fā)揮明顯效果。并要求傾角低于100°，煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。另外，對(duì)底板的平整度、頂板不存在淋水、井下瓦斯?jié)舛容^低等情況具有全面要求。

房柱式采煤法的主要優(yōu)勢(shì)在于其對(duì)設(shè)備投資的要求較低，建設(shè)周期短暫快捷；設(shè)備的運(yùn)行及調(diào)配相對(duì)靈活簡(jiǎn)單；巷道承受的壓力相對(duì)較小，巷道后期維護(hù)以及支護(hù)措施均較為簡(jiǎn)單，頂板的支護(hù)使用錨桿即可滿足要求；考慮到開采所遇到的大部分情況均為每層巷道，因而矸石量相對(duì)較低。另外，此方法下的矸石不需要外運(yùn)，可以直接在井下處理，既提高了環(huán)境效益，又有效提升了開采效率。

但該方法同樣也存在一定缺點(diǎn)，如：開采區(qū)域整體采出率較低；通風(fēng)環(huán)境相對(duì)較差，進(jìn)回風(fēng)通道并列設(shè)置容易導(dǎo)致漏風(fēng)情況；另外在對(duì)煤房及煤柱進(jìn)行回收式開采時(shí)，多頭串聯(lián)通風(fēng)的情況頻發(fā)，給實(shí)際開采工作埋下了安全隱患。

4 結(jié)束語

房柱式采煤法在井下采煤中應(yīng)用較為廣泛，其技術(shù)要求相對(duì)較低，且容易對(duì)成本進(jìn)行控制，值得作為主要采煤方法。但如何在充分利用房柱式采煤法的同時(shí)，有效提升采煤效率及安全度，需要進(jìn)一步進(jìn)行深入研究。本文在分析房柱式采煤法的應(yīng)用時(shí)就進(jìn)行了一定探索，希望能為實(shí)踐工作提供參考經(jīng)驗(yàn)。

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