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        煤礦綜采工作面回采效率的提升路徑及措施

        2023-01-05 16:17:41白青國(guó)
        黑龍江科學(xué) 2022年10期
        關(guān)鍵詞:煤層工作面煤礦

        白青國(guó)

        (七臺(tái)河市新興區(qū)煤炭生產(chǎn)安全管理局,黑龍江 七臺(tái)河 154600)

        從煤礦企業(yè)發(fā)展來(lái)看,煤礦綜采工作中的回采工作質(zhì)量及效率反映著該煤礦的技術(shù)水平?;夭尚手笜?biāo)與煤礦開(kāi)發(fā)利用具有緊密聯(lián)系,是煤礦綜采工作中不可忽視的環(huán)節(jié),是提高綜采工作水平及質(zhì)量的重要出發(fā)點(diǎn)。人們對(duì)于煤礦資源的需求不斷增長(zhǎng),煤礦企業(yè)必須加強(qiáng)煤礦開(kāi)采,通過(guò)有效措施來(lái)提高綜采工作中的回采效率,實(shí)現(xiàn)企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

        1 影響煤礦綜采工作面回采效率的主要因素

        1.1 煤層結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性

        開(kāi)展煤礦綜采時(shí),煤層自身性質(zhì)是影響綜采工作面回采的內(nèi)在因素。在不同條件與環(huán)境中,煤層結(jié)構(gòu)性質(zhì)對(duì)于綜采工作面回采的影響也存在差異,煤層的基本屬性會(huì)影響回采工作進(jìn)度,包括煤層的厚度及煤層的穩(wěn)定性等。以七臺(tái)河礦區(qū)某煤礦綜采現(xiàn)場(chǎng)為例,該地段的煤層情況錯(cuò)綜復(fù)雜,自然條件對(duì)于綜采工作面的回采造成了較大影響。按照煤礦綜采工作規(guī)定,要嚴(yán)格將不同性質(zhì)的煤層回采率控制在一定范圍內(nèi),按照相關(guān)的回采標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜采工作面的回采。實(shí)際回采中,煤層的厚度對(duì)應(yīng)的回采率為94%,要對(duì)煤層的開(kāi)采現(xiàn)狀進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,整合前期的勘探信息進(jìn)行綜合規(guī)劃。隨著煤層厚度的增加,回采工作的各項(xiàng)環(huán)節(jié)也會(huì)愈發(fā)復(fù)雜,提高了工作面回采的整體難度。

        1.2 工作面回采技術(shù)水平

        煤礦綜采工作中的回采技術(shù)是影響工作效率的因素,技術(shù)的使用與技術(shù)水平具有可控性。要將技術(shù)選擇作為工作出發(fā)點(diǎn),清楚認(rèn)識(shí)到工作面回采技術(shù)是影響回采效率的重要因素?;夭杉夹g(shù)水平的重要性體現(xiàn)在布局設(shè)計(jì)及采煤技術(shù)中,回采布局設(shè)計(jì)包括礦井筒形式、巷道的拓展等,只有確定回采布局設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,才能確保后續(xù)工作的順利進(jìn)行。布局設(shè)計(jì)中,礦井井筒的不同形式會(huì)導(dǎo)致回采方式的不同,使回采資源應(yīng)用率發(fā)生改變[1]。采煤技術(shù)的選擇是影響回采效率的關(guān)鍵,煤礦綜采方式能夠通過(guò)高水平的自動(dòng)化與機(jī)械化技術(shù),大幅度提高工作面回采效率,有效增加回采效益。從整體上來(lái)看,煤礦綜采工作面回采技術(shù)的應(yīng)用是影響回采效果與質(zhì)量的重要因素,對(duì)于工作發(fā)展具有較大影響。

        2 提高煤礦綜采工作面回采效率的有效途徑

        2.1 優(yōu)化回采前的煤礦盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì)

        為了保障煤礦綜采工作面回采效率,達(dá)到預(yù)期的工作效果,要將煤礦盤(pán)區(qū)的設(shè)計(jì)作為工作落腳點(diǎn),結(jié)合場(chǎng)地的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。要根據(jù)煤礦綜采現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的實(shí)際情況,選擇科學(xué)合理的優(yōu)化方案,結(jié)合鶴崗煤礦綜采工作為例,通過(guò)擴(kuò)大煤礦綜采面積,來(lái)優(yōu)化煤礦工作面回采劃分長(zhǎng)度較大的區(qū)域。為了減少煤礦綜采工作中的資源浪費(fèi),通過(guò)優(yōu)化煤層近距離的安排方式來(lái)協(xié)調(diào)煤礦綜采布局。為了避免內(nèi)外交錯(cuò)布置影響工作效果,將其布置方式轉(zhuǎn)變?yōu)槠藉e(cuò)式,使后續(xù)的回采工作更加協(xié)調(diào)。要優(yōu)化煤礦盤(pán)區(qū)設(shè)計(jì),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)調(diào)整工作面回采方式,運(yùn)用連續(xù)回采技術(shù)工藝,適當(dāng)采用旺采面的方式來(lái)采集煤層的邊角地段,降低采集量損失和回采工作技術(shù)難度。工作面回采過(guò)程中,要在協(xié)調(diào)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,通過(guò)優(yōu)化工作方法來(lái)提高煤礦工作面回采深度,提高回采速度,優(yōu)化回采工作質(zhì)量。在優(yōu)化煤礦盤(pán)區(qū)時(shí),可減少礦井巷道的布置,科學(xué)合理設(shè)計(jì)巷道位置,達(dá)到減少煤柱損失的目的,針對(duì)該地段內(nèi)煤層性質(zhì)的差異,采取炮采及探采等綜合采集方式進(jìn)行工作面回采,使工作經(jīng)濟(jì)性得到顯著提高,提高煤礦綜采工作面回采工作的整體效率[2]。

        2.2 加強(qiáng)對(duì)煤層地質(zhì)條件的勘察

        在煤礦綜采中,近距離煤層群的煤層具有賦存的自然條件,常見(jiàn)的煤層之間基本保持較窄的距離,煤層之間的狀態(tài)與性質(zhì)都會(huì)影響綜采工作。不同地區(qū)的煤層地質(zhì)條件存在差異,部分地段以泥質(zhì)粉砂巖性質(zhì)為主,容易在采煤工作中受到壓力的影響而造成崩塌現(xiàn)象,容易對(duì)煤礦綜采及工作面回采造成較大的威脅。針對(duì)此問(wèn)題,要在煤礦綜采前做好地質(zhì)條件勘察,防止工作中出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,提高采煤工作的安全性。以鶴崗龍煤地質(zhì)構(gòu)造分析與勘察為例,該礦區(qū)的整體地勢(shì)呈傾斜狀態(tài),自西向東傾斜,以南北走向?yàn)橹饕卣?。從煤層總厚度的勘測(cè)結(jié)果來(lái)看,該煤區(qū)內(nèi)的煤層厚度為1 288 m,大多數(shù)區(qū)域以單斜結(jié)構(gòu)為主,整體傾角在10°~39°,總共包括36個(gè)煤層與23個(gè)可采煤層。針對(duì)煤區(qū)地質(zhì)條件信息進(jìn)行勘測(cè)與數(shù)據(jù)采集,能夠?yàn)槊旱V回采工作提供更多的信息,根據(jù)煤層地質(zhì)條件,工作人員能夠合理選擇采集方式,防止采煤作業(yè)中出現(xiàn)卡鏈、斷鏈等事故。

        2.3 提高綜采工作面回采參數(shù)的準(zhǔn)確性

        在部分煤區(qū)中,煤礦綜采工作面的煤層僅保持了較小的傾角,需要煤礦綜采工作面的回采工作保持高精度作業(yè),才能提高工作效率。應(yīng)根據(jù)勘察數(shù)據(jù)信息,結(jié)合煤礦開(kāi)采條件及現(xiàn)場(chǎng)煤層分布情況,對(duì)機(jī)械設(shè)備的位置進(jìn)行有序調(diào)整,協(xié)調(diào)后續(xù)的采礦環(huán)節(jié)。機(jī)械設(shè)備的設(shè)置應(yīng)保持合理的走向長(zhǎng)度,煤礦綜采工作面的走向長(zhǎng)度應(yīng)設(shè)為300~1 000 m,在符合煤礦綜采工作面設(shè)置極限的基礎(chǔ)上,擴(kuò)大工作面長(zhǎng)度,減少采煤機(jī)組的消耗,協(xié)調(diào)采煤機(jī)組之間的時(shí)間分配,提高設(shè)備利用率。要將煤礦綜采工作面的地質(zhì)情況及設(shè)備的性能水平納入考量范圍,以合理的方式開(kāi)展煤礦綜采工作面回采作業(yè),保障各項(xiàng)環(huán)節(jié)符合工作原則的具體要求,提高整體質(zhì)量與效率。

        2.4 做好煤礦綜采工作面回采工藝的選擇

        常規(guī)的回采工藝包括各出口的支護(hù)工藝、開(kāi)采后的煤礦運(yùn)輸工藝及進(jìn)刀方式的采集工藝,在實(shí)際工作中,應(yīng)妥善選擇科學(xué)可靠的工藝類(lèi)型,確保各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào),優(yōu)化回采效果。以鶴崗煤區(qū)的回采工作為例,為適應(yīng)煤區(qū)內(nèi)部較為復(fù)雜的煤層條件,確?;夭晒ぷ鞯挠行ч_(kāi)展,采用中部進(jìn)刀開(kāi)采方式,有效降低了因煤層厚度不同對(duì)開(kāi)采造成的影響。及時(shí)將回采后的煤礦運(yùn)輸至指定地點(diǎn),做好運(yùn)輸設(shè)備的銜接,選取多項(xiàng)設(shè)備與雙向運(yùn)輸?shù)赖倪\(yùn)輸方式,解決運(yùn)輸問(wèn)題,設(shè)備容量的提高能夠有效增加單位時(shí)間內(nèi)的煤礦運(yùn)輸量,提高煤礦綜采工作面回采效率。應(yīng)保障不同出口的支護(hù)安全,采用可伸縮的拱形支架進(jìn)行基礎(chǔ)支護(hù),提高支護(hù)結(jié)構(gòu)拆卸與安裝的便捷性,采用錨索與錨網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為出口的支護(hù)結(jié)構(gòu),提高出入口支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,為煤礦綜采工作面的回采安全性提供保障[3]。

        2.5 優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與技術(shù)推廣

        為提高煤礦綜采工作面的回采效率,要重視技術(shù)與設(shè)備創(chuàng)新,解決技術(shù)應(yīng)用的缺陷與不足,推廣新的工作技術(shù)與設(shè)備,保障回采效率的穩(wěn)步提高?,F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)與設(shè)備優(yōu)化體現(xiàn)在多個(gè)方面,應(yīng)結(jié)合煤區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及地質(zhì)綜合條件,妥善選擇開(kāi)采設(shè)備。為了進(jìn)一步提高煤礦資源的回采率,可以適當(dāng)采用長(zhǎng)臂開(kāi)采設(shè)備來(lái)輔助采煤,該設(shè)備包括液壓支架、采煤機(jī)及工作面板等結(jié)構(gòu),在割煤過(guò)程中,采煤機(jī)能夠在設(shè)置好的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行工作,并將煤塊堆積在刮板輸送機(jī)上,便于運(yùn)輸。在完成割煤工作之后,長(zhǎng)臂液壓支架能夠根據(jù)程序移動(dòng)至新的工作位置,防止設(shè)備占地阻礙通道,這樣不僅能提高煤礦綜采工作面回采工作的可控性,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的單獨(dú)控制,還能有效降低設(shè)備使用的運(yùn)營(yíng)成本,提高煤礦資源的采收率,避免在割煤過(guò)程中造成資源浪費(fèi)。應(yīng)結(jié)合工作的實(shí)際需要選擇合理的設(shè)備或技術(shù),將回采工作分為多個(gè)工作環(huán)節(jié),運(yùn)用機(jī)械設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行采集,提高煤礦回采效率。

        2.6 調(diào)整工作方式,減少煤炭量損失

        要提高煤礦綜采工作面回采工作效率,不能只加快采集速度,還要減少煤炭量的額外損耗,增加回采工作的整體效益。要調(diào)整工作方式,避免出現(xiàn)疏漏,優(yōu)化工作效果。出現(xiàn)煤礦損失的主要工作區(qū)域集中在分層綜采工作面中,要采用合適的采集方式,如借助高效率的鉆孔裝置來(lái)優(yōu)化封孔與鉆孔效果,避免割煤過(guò)程中出現(xiàn)較多的煤礦掉落問(wèn)題,達(dá)到加速抽放瓦斯的目的。防止在切割巖石的過(guò)程中出現(xiàn)較大的火花,避免煤礦及其他物品出現(xiàn)引燃現(xiàn)象,要采取支架隔護(hù)的方式,減少切割巖石過(guò)程中的火花迸射現(xiàn)象。應(yīng)對(duì)割煤后的煤礦運(yùn)輸進(jìn)行全面考慮,利用刮板運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備進(jìn)行運(yùn)輸,防止煤層上方崩落而造成開(kāi)采浪費(fèi),切實(shí)做好資源的合理運(yùn)用。

        2.7 針對(duì)煤層構(gòu)造應(yīng)力完善安全預(yù)防措施

        在煤礦回采工作中,巖層移動(dòng)量的大小及移動(dòng)方向和幅度都會(huì)受到煤層構(gòu)造應(yīng)力的影響,應(yīng)妥善處理煤層構(gòu)造應(yīng)力的影響,提前制定有效的安全預(yù)防措施,減少安全隱患。以鶴崗礦區(qū)的采礦工作為例,該地段煤區(qū)內(nèi)的大部分煤層受到擠壓構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的影響,在開(kāi)采煤層之前,煤層的側(cè)向擠壓力依然存在,煤層頂板往往會(huì)出現(xiàn)彎曲變形的現(xiàn)象。針對(duì)此問(wèn)題,應(yīng)提前構(gòu)筑支架設(shè)施,結(jié)合勘察數(shù)據(jù),對(duì)可能出現(xiàn)構(gòu)造應(yīng)力影響的煤層進(jìn)行支護(hù),避免開(kāi)采過(guò)程中出現(xiàn)安全事故。由于該地區(qū)巖石的抗拉強(qiáng)度較低,在割煤過(guò)程中,巖層的連續(xù)性容易受到拉張力的影響而出現(xiàn)崩裂。應(yīng)采取動(dòng)力較低的機(jī)械設(shè)備或開(kāi)采振幅較低的機(jī)械進(jìn)行開(kāi)采,防止煤層受到重力影響而出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象。

        2.8 建立完善的資源回收管理體系

        在煤礦綜采工作面回采中,減少不必要的資源耗費(fèi),建立相應(yīng)的回收管理體系,提高煤礦資源回收管理水平。堅(jiān)持科學(xué)的管理理念,增強(qiáng)煤礦綜采工作面的現(xiàn)場(chǎng)管理能力與水平,例如,針對(duì)煤礦回采的各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)設(shè)置監(jiān)督體系,要求監(jiān)督人員合理按照工作章程與原則完成開(kāi)采工作,合理設(shè)置安全預(yù)防措施,提高煤礦回采工作各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性??梢酝ㄟ^(guò)強(qiáng)化培訓(xùn)的方式,幫助工作人員樹(shù)立正確的工作意識(shí)與原則,減少煤礦回采中的疏漏,為提高回采效率奠定管理制度與體系基礎(chǔ)[4-10]。

        3 結(jié)語(yǔ)

        結(jié)合煤礦綜采的回采實(shí)例來(lái)看,煤礦企業(yè)的發(fā)展水平有所提高,但其內(nèi)部的回采活動(dòng)效率仍有較大的提升空間。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)回采工作的重視,立足市場(chǎng)實(shí)際情況,提高煤礦綜采工作面回采的整體效率。要不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)采煤方式,充分利用現(xiàn)代技術(shù)的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)煤礦綜采效率與質(zhì)量的提升。

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