摘 要:放頂煤開采因其高產高效而受廣泛應用,然而此采煤方法確實存在回采率低的突出缺陷,因此如何提高放頂煤的回采率一直受到重視。本文結合南山煤礦綜采一隊放頂煤的具體實際,就如何科學管理放頂煤工作面提高回采率降低采區(qū)噸煤成本,這一重要問題與同行共商,并為生產提供借鑒和幫助。
關鍵詞:科學管理,放頂煤工作面,回采率,噸煤成本。
南山煤礦目前正在開采的15(七)層和18(八)層兩個主力煤層,屬于厚煤層,其中15號煤層厚度在8~10米之間,18號煤層厚度在15~22米之間。憑借厚煤層特有的自然基礎條件,依靠科技進步,解決當前南山礦存在的一些技術難題,大力發(fā)展綜合機械化放頂煤回采工藝,加快高產高效標準化工作面建設,對提高企業(yè)經濟效益,增加職工收入,具有不可低估的重大意義。然而此采煤方法確實普遍存在回采率低的突出缺陷,因此如何提高放頂煤的回采率,進一步降低采區(qū)噸煤成本,一直受到重視。本文結合南山煤礦綜采一隊回采的西一區(qū)18層二分段底板層綜放面的具體實際,就如何科學管理放頂煤工作面提高回采率,降低采區(qū)噸煤成本,這一重要問題與同行共商,并為生產提供借鑒和幫助。
一、工作面簡況
西一區(qū)18層二分段底板層綜放面,本區(qū)位于南山礦井田西部,屬西一區(qū)。本區(qū)煤層編號為18層,煤質中硬,層理節(jié)理發(fā)育。煤層傾角4~8度,煤厚16.4米,屬厚煤層。工作面傾斜長102米,走向長620米,可采儲量142.9萬噸。
區(qū)域范圍內地質構造比較簡單,F(xiàn)1傾斜斷層貫穿整個工作面,落差在1.2~1.5米,對工作面回采影響不大;F2斷層沿走向貫穿整個工作面,落差4~5米,對工作面回采影響較大;溜子道自切眼往外850米處遇南15邊界斷層。工作面受沉積環(huán)境影響,煤層呈現(xiàn)背斜及扭轉狀態(tài)。頂板為灰白色中砂巖,底板為灰白色細砂巖。
由于該工作面儲量大,煤層層理節(jié)理發(fā)育,易冒落,使用放頂煤支架能提高工作效率,因此支護方式選擇支掩式低位放頂煤支架。工作面布置采用走向長壁后退式一次采全厚采煤法,頂板管理全部跨落法。支護方式工作面支護采用75組ZF2800/16/24B型支撐掩護式低位放頂煤支架支護,工作面上下端頭各采用3組ZFG3000/17/26型過渡支架支護。
實際效果:綜采一隊在西一區(qū)18層二分段底板層綜放面,采出132.06萬噸,工作面回采率達92.4%,完全符合國家規(guī)定的要求。
二、具體做法
為保頂煤充分破碎而放煤,超前對煤層進行打鉆孔注水,采用高壓泵向煤層高壓注水,使高壓水滲透到煤體中,達到軟化煤層的作用。
2、充分利用支承壓力導致頂煤破碎機理,使頂煤壓裂壓碎。
3、反復支撐支架進一步使頂煤破碎。因為頂煤破碎是靠支承壓力、頂煤回轉(活動)及支架支撐共同作用的結果,其中支承壓力是前提,但支架的反復支撐相當是對煤體的不斷壓縮與拉伸作用,從而提高煤體破碎度。
4、采用合理的放煤方式。具體是:
①堅持一刀一放煤,放煤步距為0.6米。
②采用多輪、順序、間隔的放煤方式,放煤順序由下而上依次分組進行放煤。第一組放奇數(shù)號架子(1、3、5…),第二組放偶數(shù)號架子(2、4、6…),一、二組相距大于20米。放煤的輪次可達2~3次,每個放煤口放煤時間3~5分鐘,當上一輪由下端放煤到上端后,再由下頭進行一下輪次放煤,從而使頂煤均勻下降,特別要強調頂煤放凈方準移架。
5、保證放煤口暢通。如有大塊卡堵放煤口,應操縱后尾梁搖板千金頂和插板千斤頂將大塊擠碎,或者配合使用單體液壓支柱將大塊擠碎,嚴禁采取放炮方式崩大塊煤。
6、加強對工作面上下兩端頭的放頂煤管理。
7、按《作業(yè)規(guī)程》要求及時清掃浮煤。
三、煤碳損失分析
提高回采率,就是降低煤炭損失率。國家規(guī)定:厚及特厚煤層的采區(qū)回采率≥75%,工作面回采率≥93% 。那么采區(qū)的煤炭損失量主要由如下構成:
上述情況有資料表明:工作面外區(qū)段煤柱損失量達30%~35%;工作面內放煤工藝的損失量可達40%~45%。南山礦綜采一隊采面回采率達到93%,主要是頂煤回采的較干凈徹底,當然在工作的初采時,第一刀割煤就開始放頂煤,不留10~15m的尾巴。末采時也盡量使割煤與放煤一起到達停采線。
四、建議與商討的問題
1、如何提高工作面外的回采率,是保證采區(qū)回采率的關鍵之一,那么從上述煤炭損失量上分析知,采區(qū)煤柱占損失量的30~35%,因此應采取沿空護巷或沿空掘進的方式,不留10~15m的區(qū)段煤柱。
2、在采面端頭應進行放煤,這樣增加回采率。南山礦綜采一隊采用端頭支架放煤方法,收到了良好的效果。
3、為了確保放煤效果,提高煤炭回收率,降低矸石混入量,建議預采頂分層鋪金屬網。預采頂分層時尚有沿工作面底板打孔放震動炮的有利條件,提前破碎將要采取放頂煤開采的頂煤,這樣是科學有效的。
4、要結合實際采用合理的采放比,一般講合理的采放比應是1:3的范圍為宜,超過這個范圍則不宜。南山礦綜采一隊的放頂煤工作面煤厚13.6m沿底板先采出2.2m,還有頂煤11m之高,其采放比為1:5。那么為什么放煤效果還這么好呢?原因在于煤體的預先注水, 還有是煤的硬度較小,故易破碎放煤。另外這個煤層上部無 偽頂,直接頂為灰白色細砂巖,穩(wěn)定,煤與直接頂較易分離。否則,其采放比不合理必然丟頂煤。
總之,放頂煤整層開采優(yōu)點是明顯的,缺點也是實際的,那么如何提高放頂煤的回采率,無論是綜放、π放都應實事求是選擇確定才是,不能想當然。
作者簡介:
李福貴,1973年2月出生,本科學歷,助理工程師職稱,現(xiàn)任職于龍煤鶴崗礦業(yè)公司南山煤礦。