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        對復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)的研究

        2018-01-01 00:00:00萬開平
        大科技·D版 2018年4期

        摘 要:復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)是專門應(yīng)對目前煤層煤礦開采過程中存在的資源回收效率低、開發(fā)方式粗獷等問題而提出的,在技術(shù)方法方面表現(xiàn)出多樣性的特點(diǎn)。本文從目前我國復(fù)采殘采煤層煤礦開采過程中存在的問題出發(fā),對復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)展開詳細(xì)的分析,并對未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行簡要的分析介紹。筆者希望通過本文的研究能夠給廣大實(shí)踐工作者的日常工作提供一定的理論支持。

        關(guān)鍵詞:復(fù)采煤層;殘采煤層;開采技術(shù)

        中圖分類號:TD823.88 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-7344(2018)12-0157-02

        1 復(fù)采殘采煤層開采存在的問題

        在復(fù)采殘采煤層開采過程中,受到多方面因素共同影響,復(fù)采殘采煤層開采出現(xiàn)許多問題,這些問題嚴(yán)重的干擾了煤層煤礦的正常生產(chǎn)。總的而言,主要包含以下幾點(diǎn)問題:

        1.1 缺乏科學(xué)合理的安排

        在對煤層煤礦進(jìn)行開采作業(yè)之前,缺乏對作業(yè)進(jìn)行科學(xué)計(jì)劃安排,對于邊角煤、雞窩煤以及異形煤柱等煤炭資源,通常情況下只能采取掘進(jìn)的方式開采,這種方式經(jīng)常會(huì)由于缺乏科學(xué)安排,而直接影響煤礦的安全生產(chǎn)。

        1.2 資源回收效率低

        在煤層開采過程中,存在資源回收效率低的問題。根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究顯示,目前我國煤炭資源的回收率僅為30%,而且鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的小型煤礦的資源回收率則更低,只有10%左右,這是對煤炭資源的浪費(fèi),同時(shí)也進(jìn)一步影響了煤礦開采的可持續(xù)化發(fā)展。

        1.3 過分追求經(jīng)濟(jì)利益

        部分煤礦礦主在開采時(shí),過分注重煤礦生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)利益,無視環(huán)境保護(hù),因此在生產(chǎn)過程中給周圍的自然環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,并且還存在較為嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象。還有部分礦主忽視安全規(guī)章,礦井下具有非常大的安全隱患,事故一旦發(fā)生,就會(huì)導(dǎo)致不堪設(shè)想的后果。

        1.4 開采方式粗放

        在一些地區(qū)的煤礦開采過程中,通常都是采用粗獷型的開采方式,開采設(shè)備難以達(dá)到開采標(biāo)準(zhǔn),忽視環(huán)保理念與技術(shù),對環(huán)境造成了較嚴(yán)重的影響。再加上煤炭資源利用效率極低的情況,這些問題嚴(yán)重制約了煤礦開采以及煤炭資源的有效利用,也影響了煤礦生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

        2 復(fù)采殘采煤層開采技術(shù)

        為了有效緩解復(fù)采殘采煤層煤礦開采過程中不樂觀的狀態(tài),相關(guān)的研究組織與煤礦開采企業(yè)已經(jīng)在采取了相關(guān)技術(shù)措施,主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:

        2.1 選用合理的采煤方法

        壁式采煤法與柱式采煤法是兩種較為常見的采煤方法。在煤層開采時(shí),需要選擇正確合理的開采方法,這樣有利于煤層的科學(xué)開采,也有利于有效提高開采效率。在復(fù)采殘采煤層開采過程中,要充分結(jié)合實(shí)際,采取恰當(dāng)?shù)姆绞健?/p>

        (1)壁式采煤法。壁式采煤法的巷道設(shè)置非常簡單,只要工作面布置能夠符合《煤礦安全規(guī)程》相關(guān)規(guī)定即可。在通風(fēng)方面,是采用全負(fù)壓通風(fēng),為了保障開采安全,專門設(shè)置有2個(gè)獨(dú)立出口。小煤礦由于規(guī)模小,技術(shù)水平偏低,往往要受到地質(zhì)條件與生產(chǎn)技術(shù)的直接限制,殘采工作面的長度通常在30~50m,部分規(guī)模更小的,大約只有20m左右。在煤層開采時(shí),多數(shù)采用短壁式采煤法。

        (2)柱式采煤法。在煤層內(nèi)部開挖一個(gè)寬度為5~7m的煤房,在煤房之間,利用聯(lián)絡(luò)巷相互連接,進(jìn)而形成長條形或塊狀的煤柱,隨后根據(jù)實(shí)際情況來決定是否需要回收煤柱。對于小煤礦而言,在開采三角煤、殘留煤柱的時(shí)候,壁式工作面布置較為困難,因而,可以選擇柱式采煤法,特別是房柱式采煤法,由于使用效果較好,可以較好的適應(yīng)小煤礦的開采工作,在復(fù)采殘采過程中得到了廣泛的應(yīng)用。

        2.2 做好通風(fēng)安全措施

        復(fù)采殘采階段是一個(gè)非常特殊的開采階段,在此過程中,由于地下的空氣難以自行流通,形成安全的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò),往往需要借助外部措施進(jìn)行干預(yù)。但是又由于在這一階段存在大量采空區(qū),整個(gè)通風(fēng)工作的具體開展相對而言較為困難。通常來說,按照相關(guān)規(guī)定,在采煤工作面上,至少要設(shè)置兩個(gè)暢通的安全出口,一個(gè)與回風(fēng)巷道直接相通,另一個(gè)與進(jìn)風(fēng)巷道直接相通。但是在開采三角煤以及殘留煤柱的時(shí)候,就需要額外地制定安全措施,并且及時(shí)上報(bào)相關(guān)負(fù)責(zé)人審批,以確保通風(fēng)暢通。一是沿空挖巷,留煤墻。在開采煤礦時(shí),新掘?qū)S没仫L(fēng)石門或新掘回風(fēng)上山時(shí),在殘采邊界上,要沿空挖巷,留下煤墻,進(jìn)而形成較為完整的通風(fēng)網(wǎng)路。這種通風(fēng)方式下,巷道承受的壓力較小,并且支護(hù)也相對比較容易,能夠較好滿足相關(guān)規(guī)范要求。二是Z型通風(fēng)。當(dāng)采區(qū)邊界有回風(fēng)石門或回風(fēng)上山時(shí),就可以采取Z型通風(fēng)方式,這種通風(fēng)方式較為實(shí)用,能夠較好地達(dá)到通風(fēng)效果。

        2.3 做好頂板及頂板支護(hù)

        由于小型煤礦使用的煤礦開采方式通常都是柱式采煤法,這種方式會(huì)留下大量的煤柱,而這些煤柱又會(huì)由于開采活動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行而產(chǎn)生斷裂,因?yàn)槠渖喜颗c下部的巖石非常容易開裂。比如,當(dāng)一個(gè)煤柱兩側(cè)都被采空時(shí),其所采用的頂板所承受的壓力就會(huì)全部集中到煤柱體上來。如此一來,煤柱就會(huì)在重壓的作用下發(fā)生形變。因而,在進(jìn)行頂板支護(hù)時(shí),需要在既保證支護(hù)具有足夠阻力的同時(shí),牢固填充架與圍巖之間的空隙,進(jìn)而提高支架的穩(wěn)定性與支護(hù)能力。對于空頂面積而言,就需要及時(shí)設(shè)置臨時(shí)支護(hù),才能有效保證整體的安全性。

        2.4 完善井下頂板支護(hù)管理

        在進(jìn)行煤層開采井下作業(yè)時(shí),由于以前的開采作業(yè)非常容易留下地下斷層,因此直接開采會(huì)有形成較大的安全隱患,因此在作業(yè)前需要對頂板展開支護(hù)操作,充分分析煤礦周圍的地質(zhì)條件和環(huán)境特征,明確煤層開采的外部條件,做好對頂板的安全管理,特別是在支護(hù)上,保證支護(hù)的穩(wěn)定性,盡量縮減空頂面積,在特殊情況下,選擇臨時(shí)支護(hù),充分保證井下人員作業(yè)安全。

        2.5 疏通煤礦斷層的積水

        在煤層開采過程中,非常容易造成地下斷層,而在斷層處又會(huì)形成大量積水,針對這一問題,可以從水源入手,充分分析煤礦附近的水源分布,明確水源的徑流與隔水層等各項(xiàng)參數(shù),結(jié)合煤礦地質(zhì)資料,選擇恰當(dāng)?shù)呐潘b置,做好積水疏通工作,以免在作業(yè)過程中產(chǎn)生突水現(xiàn)象,保障作業(yè)安全。

        3 復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)的未來發(fā)展

        經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)踐結(jié)果證明,現(xiàn)今被廣泛應(yīng)用的復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)是具有充分的可行性的,并且在應(yīng)對復(fù)雜的復(fù)采殘采煤層煤礦開采環(huán)境上能夠取得較好的成效。但是需要清晰認(rèn)識的是,這種開采技術(shù),實(shí)際上主要是從采煤方法、通風(fēng)方式、井下頂板支護(hù)管理與防范積水等多方面入手的,這對于高不確定性與復(fù)雜的煤礦開采環(huán)境而言是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。往往需要將各方面因素綜合考慮進(jìn)來,在此基礎(chǔ)上形成一套較為完整的系統(tǒng)性技術(shù)解決方案,從根本上提高該技術(shù)的實(shí)用性與適用性。

        復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)所使用錨桿支護(hù)與頂板管理技術(shù)必然將會(huì)在環(huán)境治理的推動(dòng)下變得更具有針對性,此外,其還可以在地震動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)解釋系統(tǒng)的配合下,對煤礦信息進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控,進(jìn)而增強(qiáng)礦井以及煤礦巷道等的安全穩(wěn)定性。

        4 結(jié) 語

        總而言之,復(fù)采殘采煤層煤礦開采技術(shù)可以有效保證煤礦開采安全性,提高煤炭資源回收利用率以及整體開采效率,因此,無論是在科學(xué)研究還是實(shí)際應(yīng)用方面,都應(yīng)該積極予以充分的重視。

        參考文獻(xiàn)

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        收稿日期:2018-3-12

        作者簡介:萬開平(1983-),大方人,工程師,本科,安全管理專業(yè),主要從事采礦工程工作。

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