張丹丹

(同煤集團(tuán)云崗礦)

中國既是煤炭生產(chǎn)大國，又是煤炭消耗大國，煤炭不同于風(fēng)能和太陽能，是一種不可再生資源。同煤集團(tuán)云崗礦于1966年建井設(shè)計(jì)，1973年投入生產(chǎn)，至今已生產(chǎn)44 a，目前云崗礦的煤炭資源已處于枯竭狀態(tài)，因此，合理地開發(fā)、利用煤炭資源成為重中之重。要解決煤炭資源的有限性和煤炭產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展這一矛盾，行之有效的辦法之一就是提高煤炭資源的回采率[1]。

1 礦山概況

云崗井田位于山西省大同市西部，井田面積為58.306 8 km2，生產(chǎn)規(guī)模為270萬t/a，煤質(zhì)類型為弱黏煤，水文地質(zhì)類型為中等。井田內(nèi)含煤地層為侏羅系大同組和石炭系太原組，太原組地層煤層不發(fā)育，多為炭質(zhì)泥巖和薄煤層或煤線，無經(jīng)濟(jì)價(jià)值，目前主要開采侏羅系煤層，井田內(nèi)共含19層煤。煤層總厚20.97 m，含煤系數(shù)為10.97%。其中可采煤層及局部可采煤層為13層，總厚19.31 m。截至2016年底，經(jīng)儲量核實(shí)，除去永久保護(hù)煤柱、小窯破壞、蹬空、邊角、難采等煤炭資源儲量，剩余可供開采儲量為4 999.0萬t，實(shí)際可采儲量只有2 926.7萬t，按減產(chǎn)后的計(jì)劃產(chǎn)量，云崗礦的服務(wù)年限不到10 a。

云崗井田地質(zhì)構(gòu)造類型為簡單，井田內(nèi)含煤地層沿走向、傾向的產(chǎn)狀變化不大，斷裂構(gòu)造及褶曲較為發(fā)育，目前共有鉆孔及生產(chǎn)揭露控制斷層173條，斷距大于5 m的斷層有30條，斷距1～5 m斷層有143條，較大的褶曲及穹隆構(gòu)造有9個(gè)，軸向多為NE及NW向，陷落柱亦較多，生產(chǎn)揭露大小陷落柱40個(gè)，形狀為橢圓、圓形及不規(guī)則形，陷落高度大小不等，有的陷到地表，有的只陷到7#煤層底板下，陷落柱周圍多發(fā)育小型環(huán)狀斷裂，主要分布于井田中部307，303，301，402，406，410盤區(qū)，軸向正北和北東，井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖活動。

2 開采方法

2.1 過小窯巷道采煤

云崗礦井周圍的小煤窯比較多，井田范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)39座小窯，有些小窯偷采亂采，影響工作面正常布置嚴(yán)重破壞礦井的煤炭資源，造成大面積的煤炭儲量損失，降低煤炭資源的回采率[2]。

云崗礦11-1#層311盤區(qū)81123工作面開采至123 m處，在工作面56#～70#支架處底板下方揭露2條小窯巷道平行布置在311盤區(qū)11-2#層煤層中，2條巷道內(nèi)幫沿工作面煤壁方向間距為14 m，巷道高2 m，寬4 m，走向與工作面煤壁垂直方向夾角為5°。81123工作面與下伏小窯巷道層間關(guān)系見圖1。

圖1 81123工作面與下伏小窯巷道層間關(guān)系

小窯巷道頂板與本工作面底板間距較薄，在采煤機(jī)滾筒割煤至小窯巷道正上方時(shí)，放慢采煤機(jī)割煤速度，將小窯巷道與本工作面完全割通，在該段來回反復(fù)牽引采煤機(jī)割煤，讓煤流灌入小窯巷道內(nèi)，直到機(jī)道段下方小窯巷道完全充填滿煤、矸石后，煤機(jī)再繼續(xù)向前割煤。然后，將該段支架拉前、升起，在升架過程中，松緊適宜，避免支架陷下。

工作面推進(jìn)到小窯巷道聯(lián)絡(luò)巷與小窯巷道交叉段時(shí)，采煤機(jī)與小窯巷道割通的面積較大，在其內(nèi)充填煤、矸石至1.5 m高左右后，將采煤機(jī)挪離該段，并將運(yùn)輸機(jī)閉鎖，然后，在該段順著工作面傾向方向鋪設(shè)一排18K鐵道，鐵道長度與充填區(qū)域順著工作面方向的長度相符，相鄰2根鐵道間搭接長度不小于1.5 m；鋪完鐵道后，繼續(xù)用采煤機(jī)充填，直至充滿煤、矸石等為止。割一刀煤鋪設(shè)一排鐵道，如此循環(huán)往復(fù)順利推過了整條小窯聯(lián)絡(luò)巷，從而有效地提高礦井回采率。

2.2 工作面復(fù)采

在開采過程中，遇到復(fù)雜的地形及地質(zhì)構(gòu)造，使得被迫停采或工作面跳面，從而帶來煤量損失，難以連續(xù)開采，因此，應(yīng)采用合理的煤礦開采方式，運(yùn)用適當(dāng)?shù)拈_采技術(shù)及措施，加強(qiáng)工作面管理，盡可能實(shí)現(xiàn)工作面連續(xù)開采[3]。

云崗礦12#層410盤區(qū)81011工作面東北側(cè)賦存一走向近南北、傾角65°、落差2.0～5.5 m的大斷層，受此斷層的影響無法正常布置工作面，造成11.8萬t資源儲量損失。為了減少煤炭損失，在81011工作面東側(cè)布置一走向長600 m、傾斜長60 m 的小工作面81021，并對已報(bào)損部分區(qū)域進(jìn)行復(fù)采。81021工作面布置示意見圖2。

圖2 81021工作面布置示意

81021工作面采用走向長壁、采空區(qū)頂板全部垮落、沿頂留底煤開采方法。在工作面中部斜切進(jìn)刀，回采割煤時(shí)進(jìn)刀長度為30 m,往返一次割煤一刀并裝煤，工作面運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，隨割煤順序依次移架，移架滯后割煤6～9 m，返空刀清浮煤，滯后煤機(jī)后滾筒9～15 m推移采面輸送機(jī),如此循環(huán)往復(fù)，順利復(fù)采81021工作面，有效提高了礦井回采率。

2.3 近距離煤層開采

大同侏羅紀(jì)煤層往往存在可采煤層間距過近的情況，并且存在頻繁分叉、合并等結(jié)構(gòu)，在實(shí)施采煤作業(yè)時(shí)，開采其中一層，就很難回采另一層，造成回采率降低。

云崗礦11-2#層311盤區(qū)81121工作面平均煤厚2.74 m，面長73.5 m，走向長830.16 m，可采走向長805 m，與上覆11-1#層平均間距只有1.2 m，為近距離煤層開采，見圖3。

圖3 81121工作面與上覆11-1#層間距等值線(單位：m)

81121工作面采用傾斜長壁后退式、采空區(qū)頂板全部垮落、見頂見底一次采全高的開采方法。首先采用割三角煤端頭斜切方式，采煤機(jī)割通端頭后，工作面支架只剩煤機(jī)所占位置未拉過，運(yùn)輸機(jī)剩下煤機(jī)所占位置以及距采煤機(jī)后滾筒15m范圍內(nèi)未移過；這時(shí)采煤機(jī)反向牽引經(jīng)彎曲段開始進(jìn)刀直至兩滾筒全部進(jìn)入下一刀；支架工將支架全部拉過，運(yùn)輸機(jī)推直；采煤機(jī)再向端頭牽引割三角煤直至端頭，然后反向牽引割下一刀煤；支架工、移溜工繼續(xù)執(zhí)行正常的割煤工藝，再利用采煤機(jī)雙

向割煤往返一次進(jìn)兩刀割煤。采用此方法順利開采81121工作面。

3 應(yīng)用效果

通過運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段、合理的技術(shù)措施開采云崗礦難采工作面，最終11-1#層311盤區(qū)81123工作面采出煤炭資源16.8萬t；12#層410盤區(qū)81021工作面采出煤炭資源24.6萬t；11-2#層311盤區(qū)81121工作面采出煤炭資源21.9萬t，共采出煤炭資源63.3萬t。以上工作面的順利開采，有效提高了礦井回采率，延長了礦井服務(wù)年限。

4 結(jié) 語

影響煤炭資源回采率的因素很多，有客觀存在的，也有人為造成的，根據(jù)礦山開采條件采取相應(yīng)的開采技術(shù)及對策，盡可能減少煤量損失及資源浪費(fèi)，把難采資源轉(zhuǎn)化為可采，不僅可以緩解生產(chǎn)銜接的緊張，還提高了煤炭資源回采率，延長了礦井的服務(wù)年限，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

[1] 張曉新.提高煤炭回采率的方法[J].煤炭技術(shù),2010，29(2)：73-75.

[2] 高 哲.我國生產(chǎn)煤礦回采率管理存在的問題及對策[J].山西煤炭，2015(4)：90-92.

[3] 徐永圻.煤礦開采學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版，1999.