＊張如瑞

（中陽(yáng)縣煤炭工業(yè)管理中心 山西 033400）

現(xiàn)如今隨著社會(huì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)煤炭的需求愈加旺盛，在科學(xué)技術(shù)的支持下，煤炭的開(kāi)采技術(shù)也更加先進(jìn)和完善，但是不可否認(rèn)的是，在一些大規(guī)模的開(kāi)采過(guò)程中，在礦井中通常會(huì)留有少量的殘次品，這也就是我們所說(shuō)的邊角煤。若想實(shí)現(xiàn)煤炭資源的最大利用，相關(guān)部門(mén)和人員就一定要采取有效措施對(duì)邊角煤進(jìn)行充分的回收利用，最大程度的避免資源浪費(fèi)，煤礦企業(yè)也要結(jié)合礦井的實(shí)際情況，對(duì)邊角煤的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究。

1.邊角煤的形成原因分析

在礦井的開(kāi)采過(guò)程中，很多因素都會(huì)導(dǎo)致邊角煤的產(chǎn)生，最常見(jiàn)的原因有以下幾點(diǎn)：

一是，在煤礦綜采過(guò)程中，開(kāi)采人員沒(méi)有嚴(yán)格按照開(kāi)采要求進(jìn)行施工，而是存在著私采亂挖的情況，這就會(huì)因?yàn)殚_(kāi)采不合理而導(dǎo)致邊角煤的產(chǎn)生。這種不規(guī)范的施工行為一部分是因?yàn)殚_(kāi)采人員的基本素質(zhì)不過(guò)硬，無(wú)法在開(kāi)采過(guò)程中隨機(jī)應(yīng)變；還有一部分是因?yàn)椴捎玫脑O(shè)備、技術(shù)相對(duì)落后，不能滿(mǎn)足實(shí)際的開(kāi)采要求，因而導(dǎo)致邊角煤的產(chǎn)生。

二是，如果開(kāi)采設(shè)備和開(kāi)采技術(shù)都不存在問(wèn)題，但是在對(duì)煤礦的切割過(guò)程中因?yàn)榻嵌绕睿矔?huì)導(dǎo)致一些邊角煤的產(chǎn)生。

三是，由于煤礦的形成年代與煤礦的地理位置各不相同，因此在開(kāi)采過(guò)程中十分容易遇到復(fù)雜的煤層地段，這就不可避免的會(huì)在開(kāi)采過(guò)程中存在一定的邊角煤，在這種情況下產(chǎn)生的邊角煤具有更大的開(kāi)采難度。而且在煤礦的綜采過(guò)程中，開(kāi)采人員也難以保證徹底開(kāi)采，也會(huì)遺留一部分邊角煤。

雖然在煤礦的開(kāi)采過(guò)程中，邊角煤的形成不可避免，但是受煤礦的地質(zhì)形成條件與開(kāi)采技術(shù)的限制，我國(guó)的煤礦邊角煤開(kāi)采有著很大的上升空間，這就需要政府部門(mén)提供一定的政策支持，促進(jìn)煤礦企業(yè)引進(jìn)新設(shè)備與新技術(shù)。而且一些邊角煤處于煤礦的斷層位置，具有很大的開(kāi)采難度，相應(yīng)的開(kāi)采機(jī)械根本無(wú)法發(fā)揮出價(jià)值，所以必要時(shí)需要利用人工進(jìn)行開(kāi)采。

2.邊角煤的主要特征

首先，礦井中的邊角煤存量較大，而且形狀大多不規(guī)則，一些形狀各異的邊角料不能與煤礦企業(yè)的開(kāi)采設(shè)備相匹配，對(duì)開(kāi)采設(shè)備有著更高要求，同時(shí)也會(huì)占用一定的礦井空間；其次，邊角煤層的厚度大多不穩(wěn)定，因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造的變化會(huì)導(dǎo)致煤層厚度的變化，在沖刷、斷層等地質(zhì)影響下，邊角煤的賦存厚度會(huì)發(fā)生明顯變化，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)開(kāi)采過(guò)程具有非常強(qiáng)烈的不確定性，而且地下水系也會(huì)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造造成一定影響，這些因素都會(huì)加大邊角煤的開(kāi)采難度；最后，邊角煤大多產(chǎn)生于破碎嚴(yán)重并且具有較大頂板壓力的位置，這會(huì)進(jìn)一步改變煤炭的賦存狀態(tài)，因此對(duì)開(kāi)采技術(shù)也有著更高要求，同時(shí)開(kāi)采危險(xiǎn)性也被進(jìn)一步增大。

3.邊角煤的開(kāi)采原則分析

（1）科學(xué)設(shè)計(jì)開(kāi)采方案。在正式進(jìn)行邊角煤開(kāi)采作業(yè)時(shí)，技術(shù)人員一定要對(duì)礦井的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，進(jìn)而明確開(kāi)采方案，確保在開(kāi)采過(guò)程中不會(huì)對(duì)地層帶來(lái)影響，同時(shí)要盡量控制作業(yè)面的長(zhǎng)度，最大程度的保證開(kāi)采安全。

（2）融合各種開(kāi)采方式。因?yàn)檫吔敲旱男纬稍蛳鄬?duì)復(fù)雜，而且在開(kāi)采過(guò)程中工作人員還需要面臨著十分復(fù)雜的地質(zhì)條件與礦井環(huán)境，所以在開(kāi)采過(guò)程中技術(shù)人員可以綜合使用多種開(kāi)采方法，針對(duì)不同的邊角煤開(kāi)采位置，采用更加合適的開(kāi)采技術(shù)，確保邊角煤可以實(shí)現(xiàn)最大程度的回收利用。在開(kāi)采之初，開(kāi)采人員可以采用炮采、調(diào)采等方式為后續(xù)的正式開(kāi)采奠定基礎(chǔ)，然后再結(jié)合綜采面的實(shí)際需求采用合適的開(kāi)采方法。

（3）收集資料數(shù)據(jù)。礦井的綜采過(guò)程絕離不開(kāi)各種數(shù)據(jù)資料的支持。所以在進(jìn)行邊角煤開(kāi)采時(shí)，技術(shù)部和測(cè)量部一定要為開(kāi)采隊(duì)提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)，幫助他們判斷煤炭的賦存位置和賦存量，技術(shù)人員只有在此基礎(chǔ)上才能設(shè)計(jì)出更加科學(xué)的開(kāi)采方案，實(shí)現(xiàn)邊角煤的最大開(kāi)采。

（4）提高開(kāi)采率。作為一種不可再生資源，地球上的煤炭?jī)?chǔ)量已經(jīng)日益減少，為了能夠?yàn)樯鐣?huì)發(fā)展提供充足的能源供應(yīng)，煤礦企業(yè)在進(jìn)行中產(chǎn)過(guò)程中一定要提高煤炭開(kāi)采率，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的最大利用，確保對(duì)邊角煤的徹底開(kāi)采。

4.煤礦邊角煤的開(kāi)采技術(shù)分析

（1）壁式回采。由于邊角煤的形成原因不同，所以在開(kāi)采邊角煤時(shí)技術(shù)人員一定要結(jié)合煤層的實(shí)際情況制定出有針對(duì)性的開(kāi)采方案。如果邊角煤的存量較多，那么技術(shù)人員一定要對(duì)邊角煤的分布情況進(jìn)行詳細(xì)了解，合理布置作業(yè)面，在布置作業(yè)面時(shí)應(yīng)該將綜采面劃分為多個(gè)小區(qū)域，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)邊角煤的徹底開(kāi)采。

壁式回采技術(shù)是一種十分常見(jiàn)的邊角煤開(kāi)采技術(shù)，可以起到較好的應(yīng)用效果，但是在應(yīng)用過(guò)程中也存在著一定問(wèn)題。例如，如果邊角煤以不規(guī)則的形式出現(xiàn)，那么開(kāi)采的機(jī)頭和機(jī)尾就會(huì)存在長(zhǎng)短不一的情況，此時(shí)技術(shù)人員就需要配合使用調(diào)采技術(shù)來(lái)改變機(jī)頭與機(jī)尾的長(zhǎng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)邊角煤的充分開(kāi)采。在開(kāi)采過(guò)程中，開(kāi)采工作面的長(zhǎng)度也會(huì)相應(yīng)變化，那么與之相匹配的支架數(shù)量也會(huì)隨之改變，支架數(shù)量會(huì)在一定程度上影響開(kāi)采，甚至在開(kāi)采過(guò)程中導(dǎo)致支架翻轉(zhuǎn)或者調(diào)轉(zhuǎn)方向等問(wèn)題產(chǎn)生，所以這也就需要技術(shù)人員必須能夠充分分析邊角煤的分布情況，科學(xué)設(shè)計(jì)邊角煤開(kāi)采區(qū)域，進(jìn)一步提高邊角煤的開(kāi)采效果。

圖1 煤礦巷道的布置方式

（2）掘進(jìn)穿采。通常情況來(lái)說(shuō)，礦井中邊角煤的存量并不確定，但是邊角煤的儲(chǔ)存量與占地面積大多成正比，也就是儲(chǔ)存量越多占地面積越大。所以壁式回采技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)受到一定局限，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)邊角煤的最大開(kāi)采，技術(shù)人員也可以考慮煤層的分布狀況選擇掘進(jìn)穿采技術(shù)，這需要開(kāi)采人員密切關(guān)注邊角煤的頂板壓力和頂板破碎情況。具體來(lái)說(shuō)，如果在掘進(jìn)過(guò)程中選擇工字鋼形式，那么梁柱之間的間距通常控制在60cm左右，如果煤層頂板存在著較大壓力或者是破損嚴(yán)重，那么技術(shù)人員還需要結(jié)合煤層的實(shí)際情況對(duì)梁柱的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)對(duì)具體的開(kāi)采過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，確保開(kāi)采行為規(guī)范合理。如果出現(xiàn)扭梁?jiǎn)栴}，則需要維修部門(mén)及時(shí)維修，確保開(kāi)采安全。

（3）帶采。邊角煤的分布遍布在礦井的各個(gè)區(qū)域，一部分邊角煤會(huì)存在于綜采面的回風(fēng)巷道中，那么這種情況下的邊角煤開(kāi)采難度會(huì)隨著綜采面的不斷推進(jìn)而逐漸增大，而且在開(kāi)采過(guò)程中，邊角煤上方頂板會(huì)面臨著更大的壓力，同時(shí)伴隨著更高的破碎性，這不僅增大了開(kāi)采難度，同時(shí)也讓開(kāi)采危險(xiǎn)性進(jìn)一步增大。這也就需要技術(shù)人員在設(shè)計(jì)方案時(shí)，一定要對(duì)巷道的分布情況進(jìn)行充分調(diào)查，并且對(duì)巷道粉塵、斷面以及人員配備數(shù)量進(jìn)行更充分考慮，結(jié)合具體的通風(fēng)設(shè)施設(shè)計(jì)出更加完善的開(kāi)采方案。具體來(lái)說(shuō)，技術(shù)人員可以通過(guò)設(shè)置風(fēng)筒、導(dǎo)風(fēng)板等措施為邊角煤的開(kāi)采奠定前提，這種帶采的開(kāi)采方式作用于回風(fēng)巷道中，不僅可以降低邊角煤的頂板壓力，同時(shí)也可有效降低開(kāi)采難度，有助于提高開(kāi)采效率，并最大程度的保證開(kāi)采安全性。

圖2 綜采掘進(jìn)過(guò)程中的通風(fēng)示意圖

（4）放頂煤開(kāi)采。如果邊角煤在礦井中存量較多并且煤層較厚，此時(shí)就可以采用機(jī)械放頂煤的方式進(jìn)行充分開(kāi)采。但通常情況來(lái)說(shuō)，在這種狀態(tài)下煤層的賦存狀態(tài)會(huì)相對(duì)復(fù)雜，如果采用單一的開(kāi)采方式很難實(shí)現(xiàn)徹底開(kāi)采。所以技術(shù)人員可以結(jié)合煤層的分布狀況，采用多種開(kāi)采技術(shù)配合機(jī)械化實(shí)現(xiàn)對(duì)邊角煤的綜合開(kāi)采。

放頂煤開(kāi)采技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，通常需要將工作面布置在煤層的地板上，當(dāng)開(kāi)采原煤時(shí)，隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)一部分原煤會(huì)隨之落下，一部原煤則可以在放頂煤支架的輔助下，從溜煤口進(jìn)入運(yùn)輸設(shè)備，這可實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭資源的順利開(kāi)采，不僅可有效降低邊角煤的產(chǎn)生，同時(shí)也可以最大程度的提高煤炭資源的開(kāi)采率，并保證開(kāi)采安全。

圖3 放頂煤開(kāi)采過(guò)程中所需的液壓支架系統(tǒng)

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)如今隨著社會(huì)各個(gè)行業(yè)對(duì)煤炭資源的愈加依賴(lài)，煤炭企業(yè)礦井的開(kāi)采深度也在不斷加大，但是在開(kāi)采過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些邊角煤，這會(huì)造成極大的資源浪費(fèi)。所以技術(shù)人員一定要對(duì)煤層的賦存狀態(tài)進(jìn)行深入分析，能夠結(jié)合邊角煤的產(chǎn)生原因科學(xué)的設(shè)計(jì)出開(kāi)采方案，利用更加合理的開(kāi)采技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)邊角煤的徹底開(kāi)采，最大程度的提高煤炭資源的回收率，同時(shí)保證礦井的開(kāi)采安全，以此來(lái)促進(jìn)我國(guó)煤炭企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。