陳建榮

(遼源礦業(yè)集團公司西安煤業(yè)公司,吉林 遼源 136201)

摘要:針對煤礦殘采布巷、工作面初次來壓、采場支護方式、工程質量、殘采單放、大傾角單放開采、開采前史料查找等問題以煤礦安全、生產(chǎn)、效益為目標,從實踐中摸索研究、合理可行、適合安全生產(chǎn)的方法和途徑。

關鍵詞:殘采布巷;采場支護;殘采單放;大傾角單放開采

中圖分類號:TU272.1文獻標識碼:A文章編號:16723198(2009)15026802

1殘采布巷要點

1.1經(jīng)濟合理布巷

殘煤即是采后余量,主要是水平煤柱和區(qū)間煤柱、構造復雜塊段所形成的,在開采設計時應首先考慮利用現(xiàn)有系統(tǒng)巷道,少量開鑿必要的巖石巷道,降低成本。

開采殘煤盡量利用原有巷道,少開鑿新的巖石巷道,為了減少巖石掘進巷道工程量,可把一條巷道的一定長度擴大斷面,中間用擋風墻隔開,一側做入風道,另一側做排風道。

1.2合理確定采區(qū)尺寸

采區(qū)的設計尺寸大小,根據(jù)各井(區(qū))的地質條件不同,設計尺寸也不同,主要考慮地質構造、煤層賦存條件和自然發(fā)火期等。

從防火角度考慮采區(qū)設計,煤層自然發(fā)火期是一個主要因素。采區(qū)的尺寸可以小一些,考慮在自然發(fā)火期內(nèi)采區(qū)能夠結束。采區(qū)尺寸一般是:走向80-120m,傾斜長30-50m左右。工作面短回采推進度快,發(fā)火期三個月左右,可以在三個月內(nèi)結束。

1.3急傾斜煤層采區(qū)的巷道布置要點

急傾斜煤層在復采時,可以用單放采法進行回采,其采厚應以4m-5m為宜,最大厚度不應超過6m。

在同一個水平標高不能沿煤層頂板布置兩條巷道時,入風道可以沿煤層頂板布置,回風道可以提高兩米沿煤層底板布置。在回采時切割煤炭可以自滑。階段高度不能大于10m。

這種布置方式的主要問題是兩條巷道在同一標高,掘送巷道時要掌握不好,兩條巷道兩幫容易互相冒通,造成漏風。所以要點是必須加強通風管理和掘進巷道的工程質量,做好安全回采,才能保證殘煤回收,取得較好的經(jīng)濟效益。

2殘煤單放采區(qū)做好預防性消防火、合理配風也較為重要

采區(qū)內(nèi)舊巷、舊采跡會相應的產(chǎn)生高溫火點必須及早處理好,舊巷露頭處發(fā)黃泥板碹留管注漿,并盡可能的減少殘煤采區(qū)的風量,有利于采區(qū)的消防火工作,另外,必須加強老塘管理,應將工作面上下兩道后砂口放嚴、放齊、不能滯后,對有一氧化碳、瓦斯異常的地方一般采用中型泵留管注漿較好。

3單放采區(qū)工作面能否正常推進,初次放頂?shù)男Ч统醮蝸韷旱念A防是關鍵環(huán)節(jié)

采區(qū)首次開幫后,必須搞好強制放頂工作,使頂板充分垮落,以減輕工作面的壓力,防止采空區(qū)大面積空頂突然來壓對工作面沖擊而影響正常推進,經(jīng)過實踐,由西安礦二區(qū)-290水平02601區(qū)、-200水平0201區(qū)、9000Ⅰ區(qū)、9000Ⅱ區(qū)得知“單放”工作面初期來壓一般在工作面沿采區(qū)煤層走向推進6m—12m后到來,為此,工作面由首次開幫至初期來壓之前要觀察工作面頂板壓力變化情況,加強工作面支護質量,放頂時要向砂幫處打好戧柱,經(jīng)常檢查瓦斯變化情況,采取針對性措施處理好。

4確定經(jīng)濟適用、安全可靠、可行的采場支護方式

單放工作面頂板支護采用單體液壓支柱與π型鋼梁配套使用,柱、排距經(jīng)計算設計均為1.0m,支護密度2.5根/m2,π型鋼梁和單柱成組支護,三梁九柱為一組,棚梁間打好雙勁木,每個單柱均綁好防倒鏈,以防倒柱傷人,實踐證明這種支護方式適應了支撐頂板壓力的需要,且簡捷方便,整體性較好,對初期來壓和周期來壓起到了穩(wěn)定采場的作用,使回采工藝各工序能順利的完成。

5加強工作面工程質量管理,確保放頂和放頂煤的順利完成

單放回采目的就是放頂煤,所以必須有一個穩(wěn)定、較可靠安全的采場條件才能順利完成回采工藝的各個工序。工作面必須達到三直:煤幫直、溜子直、柱子直;兩平:頂板平、底板平;一凈:浮煤凈;兩暢通:上出口暢通、下出口暢通。另外,工作面發(fā)現(xiàn)漏液柱及時更換,失效柱及時處理好,加強鋪網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)質量,發(fā)現(xiàn)壞網(wǎng)處立即補好,防止淌貨,開幫時遇頂板破碎處及舊采跡、舊巷等,頂網(wǎng)下墊1—2塊木柈以防沉網(wǎng)兜,且手掘串梁使π鋼梁頭支靠在煤幫硬壁上,成組支護,三梁九柱為一組;給棚時,單柱向砂幫隨角3°—5°,單柱上尺上線,確保初撐力達到90KN以上,乳化液泵站出口壓力不小于15MPa。放頂時,向砂幫打好戧柱以防悠棚,放頂煤時不準超過頂板線,發(fā)現(xiàn)砂幫頂板超前工作面頂板冒落,立即停止放頂煤處理好。放頂煤時,工作面砂幫出現(xiàn)空頂時必須強制放頂,以減少工作面的壓力。

6殘采單放

(1)即單放法三種回采工藝中放煤問題?，F(xiàn)在對單放法回采工藝中如何放頂煤爭論很多,現(xiàn)將三種回采工藝敘述如下:

第一種:最大控頂距放頂煤。

回采工藝:

準備→打眼→裝藥→放炮→敲幫問頂→鋪網(wǎng)打臨時柱→串梁掃貨→扶幫柱→放頂煤→放頂→移溜子。

也就是說整條幫開完后解體(或整體)移溜子放頂前最大控頂距人工放頂煤。

第二種:最小控頂距放頂煤。

回采工藝:

準備→打眼→裝藥→放炮→敲幫問頂→鋪網(wǎng)打臨時柱→扶幫柱→放頂→放頂煤→移溜子。

開幫后放完頂,最小控頂距放煤,從砂幫放煤直接上溜子,這是現(xiàn)在實際生產(chǎn)過程中的回采工藝,放煤后,整體或解體移溜子,適合于30m以下的單扒工作面。

第三種:同第二種回采工藝相同,也是最小控頂距放頂煤,只是適合于超過40米以上較長的單放工作面,由于工作面較長,采取工作面有過渡段的形式,上(或下)邊開幫,下(或上)邊放煤,也就是上班開幫,下一個小班放煤,放煤與開幫分段進行。

(2)三種回采工藝的優(yōu)、缺點。

第一種方法,最初的單放法,是根據(jù)單一長壁分層下行采煤法的施工和單放法在放頂煤過程中出現(xiàn)的一些問題,摸索出的一種采法。

優(yōu)點:人工放煤,一旦穿矸,可以不上溜子,放在砂幫(最大控頂距3.4m),這樣能保證煤質,砂幫頂煤不易超過放頂線,能及時控制放煤量,以免造成砂幫頂板空,上、下兩口不易滯后。

缺點:安全性差,頂煤塊大時,易砸悠支架,易造成冒頂,在放頂過程中支架變形嚴重,放頂難,人工放頂煤,工人的勞動強度大,效率低,放頂時間長。

第二種方法是根據(jù)第一種方法通過一定時期的生產(chǎn)實踐,總結產(chǎn)生了這種方法,是根據(jù)第一種方法中不安全的隱患,放煤時由于壓力的變化作用,支架易悠,放頂困難,工人勞動強度大,不安全因素大,產(chǎn)量低等原因進行改進的一種方法。

優(yōu)點:控頂距縮小(最小控頂距2.4m),支架支撐密度強度增加,安全系數(shù)有較大提高,極大地減輕了工人的勞動強度,產(chǎn)量高。

缺點是:易造成放頂煤時頂煤超過放頂線,造成砂幫空,易穿矸造成矸石外混,生產(chǎn)均衡性差,生產(chǎn)效率低。

第三種方法其實與第二方法相同,是在第二種方法的基礎上通過生產(chǎn)實踐進行改進,適合于40m以上較長的單放工作面,工作面溜子有過渡段,可以上(或下)邊開幫,下(或上)邊放煤。

優(yōu)點:除具有第二種方法的優(yōu)點外,能達到均衡生產(chǎn),產(chǎn)量高,整體推溜子或分段推溜子后砂幫扶柱上尺上線,工程質量有顯著提高。

(3)三種回采工藝對“一通三防”和回采率的影響。

第一種方法回采時,不論何時都能保證有足夠的通風斷面,保證風速正常,但是煤質破碎后煤層吸氧量逐步增加,推進速度慢,易發(fā)火,風速穩(wěn)定,煤塵堆積飛場相對減少。

因為是整條幫開完后,未移溜子放頂前均勻放煤,頂煤垮落均衡,不易穿矸,回采率相對第二、三種方法要高些。

通過以上分析論述,第三種方法經(jīng)過采取一定的措施后(如頂煤厚可進行深孔爆破,煤層注水,分段推溜子),安全系數(shù)高,對工程質量影響較小,支護強度高,煤塵少,極大地減輕了工人的勞動強度,推進速度較第一、二種方法快、產(chǎn)量高,也是生產(chǎn)實踐中的進步。因此,可以根據(jù)頂煤的厚度,適當加大走向長度和工作面長度,配備合理的勞動組織,達到安全、穩(wěn)定、高產(chǎn)。

(4)科學合理、均勻放頂煤,是提高煤質和回采率的有效途徑。

掌握放頂煤技巧是關鍵;放頂煤時,應先將放煤口編成號,1、3、5號先放,2、4、6號后放,并交替均勻,循回反復放煤,使頂煤均勻下沉,不能一口放到見矸為止,易造成悠棚,同時對煤質管理不利,易造成放煤少、回采率低、產(chǎn)量少。如果使工作面支架受力均衡,保持工作面均量生產(chǎn),必須在砂幫側計劃指定地點放頂煤,其它地點一律不準放頂煤,放煤口放煤后及時補好網(wǎng)子,浮煤掃凈,使網(wǎng)子落地,放煤地點周圍支護的棚子修整完好。

7采區(qū)投產(chǎn)前的資料查找工作也將對采區(qū)安全生產(chǎn)順利進行起到重要的指導作用

正確的掌握殘煤采區(qū)的技術資料對采區(qū)的正常生產(chǎn)和消防火工作將起到很重要的指導作用,實例:西安礦二區(qū)-290水平02601區(qū)采區(qū)工作面沿走向推進過程中,有一條1982年水沙充填采法的水道,料石碹支護,由于掌握的不好,沒有及時采取預防性措施,工作面漏掉局部支柱,是一次忘不掉的教訓。

殘煤采區(qū)有舊、空巷處就易產(chǎn)生高溫火點,漏風是主要原因,因此,提前查找史料、查明舊巷情況,及早采取針對性措施(發(fā)黃泥板碹、注漿等),將起到預防性消防火的作用。

8結論

總之,殘煤“單放”采法一次可采高度為工作面高度3倍,同時也存在有落煤損失,冒落不充分,丟三角煤等問題和其它殘采問題也有待于在今后的開采實踐中不斷總結經(jīng)驗,完善合理采法,摸索出更安全合理、經(jīng)濟的新途徑。