蘇衛(wèi)紅

摘要：文章首先分析了薄煤層開采的價(jià)值和現(xiàn)狀，然后針對(duì)前進(jìn)式采煤法在薄煤層中的應(yīng)用進(jìn)行了技術(shù)性的分析，最后對(duì)前進(jìn)式采煤法在薄煤層的應(yīng)用進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，以便相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行參考。

關(guān)鍵詞：采煤方法；前進(jìn)式采煤法；薄煤層

中圖分類號(hào)：TD821文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）22-0047-03我國(guó)煤炭資源豐富、儲(chǔ)量大，且賦存多樣化，其中已探明的薄煤層的可采儲(chǔ)量約為60億噸，約占全國(guó)煤炭總儲(chǔ)量的18%，其中厚0.8～1.3m的緩傾斜薄煤層占73.4%，中硬以下的薄煤層層數(shù)占總層數(shù)的64.59%，然而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在我國(guó)薄煤層的產(chǎn)量只占全國(guó)煤炭總產(chǎn)量的7.32%，而且這個(gè)比例還在呈逐步下降的趨勢(shì)。薄煤層分布廣泛，在全國(guó)95個(gè)重點(diǎn)煤炭集團(tuán)公司中，有80個(gè)公司445處礦井都賦存有薄煤層。薄煤層的分布基本上占據(jù)了絕大多數(shù)礦區(qū)，且這些薄煤層都具有開采價(jià)值。

1薄煤層開采現(xiàn)狀分析

我國(guó)薄煤層的開采長(zhǎng)期以來(lái)不景氣，分析其原因，主要有兩方面的因素：一是客觀因素，二是人為因素?？陀^因素是薄煤層工作面空間小，機(jī)械化困難，對(duì)薄煤層機(jī)組要求條件高，不但機(jī)組外形要合適，而且要求功率大、性能可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)頂?shù)装宓倪m應(yīng)能力強(qiáng)、機(jī)械故障率低。目前我國(guó)薄煤層機(jī)組的設(shè)計(jì)制造水平還存在不少問(wèn)題，急需高可靠性、高效率、自動(dòng)化程度高的采煤機(jī)。人為因素對(duì)薄煤層開采的影響是不可忽視的，有些礦因儲(chǔ)量豐富、地質(zhì)條件好，根本不把薄煤層開采擺到日程上，有些地區(qū)對(duì)1米以下的煤層不采或很少開采，從指導(dǎo)思想上就不重視薄煤層開采。前進(jìn)式采煤方法是應(yīng)用于薄煤層開采的一個(gè)很好方法，不可忽視。

2前進(jìn)式采煤方法應(yīng)用于薄煤層開發(fā)

前進(jìn)式采煤方法的實(shí)質(zhì)是，在采區(qū)內(nèi)回采和掘進(jìn)工作同時(shí)進(jìn)行，且回采工作面的推進(jìn)方向和為其服務(wù)的巷道掘進(jìn)方向一致，通常是從上山、下山或石門向采區(qū)邊界推進(jìn)的。這種采煤方法的主要特點(diǎn)是由其基本實(shí)質(zhì)所決定的，其主要特點(diǎn)是保證了回采和掘進(jìn)工作之間正常的動(dòng)態(tài)平衡，回采工作面后方的巷道維護(hù)在支承壓力強(qiáng)烈影響區(qū)中。根據(jù)采區(qū)傾斜長(zhǎng)度的大小，在階段或區(qū)段范圍內(nèi)可以有一個(gè)或二三個(gè)回采工作面。前進(jìn)式采煤方法可分為階段-工作面和階段再劃分為小階段的采煤方法。

回采工作面和準(zhǔn)備巷道的相互關(guān)系決定著前進(jìn)式采煤方法各種方案的特點(diǎn)。運(yùn)輸大巷的超前距離可取150～200米，但在各種具體情況下，應(yīng)根據(jù)礦山地質(zhì)和礦山技術(shù)條件進(jìn)行確定。在前進(jìn)式采煤方法中，為回采工作面服務(wù)的巷道可采用窄面或?qū)捗婢蜻M(jìn)方法，寬面掘進(jìn)的巷道兩側(cè)砌有矸石帶。通常，為了防止支承壓力的有害影響，采用砌筑矸石帶或留煤柱的方法維護(hù)巷道。矸石帶中的矸石是在巷道掘進(jìn)時(shí)，通過(guò)挑頂或臥底取得的。在階段中有一個(gè)回采工作面時(shí)，煤通過(guò)運(yùn)輸大巷運(yùn)出。上部工作面中的煤經(jīng)中間平巷運(yùn)出，下部工作面的煤則經(jīng)運(yùn)輸（輸送機(jī)）大巷運(yùn)出，兩個(gè)工作面中的煤都經(jīng)小階段之間的共用輸送機(jī)平巷運(yùn)出。前進(jìn)式采煤方法回采工作面的通風(fēng)有獨(dú)立、串聯(lián)或有摻新的串聯(lián)等系統(tǒng)。工作面獨(dú)立通風(fēng)時(shí)，在各小階段之間留有隔離煤柱。當(dāng)煤層可能自然發(fā)火寸時(shí)在小階段回風(fēng)和運(yùn)輸平巷之間砌筑矸石帶，將風(fēng)流隔開。一般在工作面的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)中，下部工作面的風(fēng)流是從上向下供入的，這僅在煤層傾角小于10°時(shí)，按安全規(guī)程才是允許的。當(dāng)煤層傾角大于10°時(shí)，這種系統(tǒng)在無(wú)瓦斯煤層中也是允許的。在沒(méi)有突出和噴出危險(xiǎn)的瓦斯煤層中，只有在風(fēng)速允許工作面串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，才可以采用這種系統(tǒng)。

前進(jìn)式采煤方法的基本要素有：回采工作面和準(zhǔn)備巷道的掘進(jìn)工作面；回采工作面與準(zhǔn)備巷道的連接處，水平和傾斜的準(zhǔn)備巷道。其中回采工作面與準(zhǔn)備巷道的連接處最重要，它在很大程度上決定著采煤方法的特點(diǎn)。運(yùn)輸大巷與工作面的連接：大巷和配巷用窄面掘進(jìn)時(shí)，大巷和配巷每隔40～50米用聯(lián)絡(luò)巷貫通，以便通風(fēng)和將工作面的煤運(yùn)到運(yùn)輸大巷內(nèi)。這種連接形式中運(yùn)輸大巷的維護(hù)條件為：一側(cè)是未采動(dòng)的煤體，另一側(cè)是煤柱。煤柱的尺寸：沿走向40～50米，沿傾向30～40米。煤柱可以用矸石帶代替，其矸石可從矸石平巷中獲取，而矸石平巷掘在運(yùn)輸大巷上方10～12米處。

若運(yùn)輸大巷用寬面掘進(jìn)時(shí)，則其兩側(cè)都用矸石帶維護(hù)。當(dāng)煤層底板沒(méi)有底臌和煤層沒(méi)有自然發(fā)火傾向時(shí)，可采用運(yùn)輸大巷與工作面的連接形式。當(dāng)煤層的底臌和自然發(fā)火的可能性不大時(shí)，可采用窄面掘進(jìn)大巷，不設(shè)配巷的連接形式。有時(shí)為了簡(jiǎn)化工作面向大巷中運(yùn)煤，不考慮煤和煤層底板的性質(zhì)，而采用這種連接形式。

回風(fēng)大巷與工作面的連接。在很大程度上取決于運(yùn)輸大巷與工作面所采用的連接形式。當(dāng)連接形式為用煤柱維護(hù)回風(fēng)大巷，不需要進(jìn)行修復(fù)時(shí)，回風(fēng)大巷下方煤柱的尺寸應(yīng)當(dāng)為：沿走向30～40米，沿傾向20～30米。若減少尺寸，煤柱將被壓壞。在回風(fēng)大巷與回采工作面的全部連接形式中，最常采用的是留有階段煤柱的形式。此時(shí)回風(fēng)大巷須重新掘進(jìn)，并留有階段煤柱。

急傾斜煤層中的運(yùn)輸和回風(fēng)大巷與回采工作面的連接。開采急傾斜煤層時(shí)，大巷與工作面的連接處只用運(yùn)輸大巷上方的煤柱或用運(yùn)輸和回風(fēng)大巷的煤柱進(jìn)行維護(hù)。完全不留煤柱或除運(yùn)輸和回風(fēng)大巷處的煤柱外，在采場(chǎng)中部還留煤柱的方案，很少采用。采場(chǎng)中部煤柱尺寸和回風(fēng)大巷下方的煤柱尺寸為：沿傾斜4～6米，沿走向3～4米。運(yùn)輸大巷上方的煤柱尺寸為：沿傾斜6～12米，沿走向4～5米。在有自然發(fā)火傾向的煤層以及在有煤和瓦斯突出危險(xiǎn)的煤層中，禁止留煤柱。為了保護(hù)運(yùn)輸大巷，須設(shè)置木垛，并用木板背好。當(dāng)回風(fēng)大巷下方?jīng)]有保護(hù)煤柱時(shí)，需鋪設(shè)平臺(tái)，在平臺(tái)下方架設(shè)兩排木垛，即支撐木垛和下部支撐木垛?；仫L(fēng)大巷的底板和平臺(tái)之間的空間應(yīng)用本大巷掘進(jìn)和維修的矸石充滿。

3前進(jìn)式采煤方法應(yīng)用分析

前進(jìn)式采煤方法主要應(yīng)用于開采各種傾角的薄煤層，在中厚煤層中則很少采用。各礦區(qū)用前進(jìn)式采煤方法開采煤層的平均厚度也不相同，其變化范圍為0.93～1.5米，其工作面平均長(zhǎng)度變化在110～170米之間。

前進(jìn)式采煤方法的使用范圍是：超級(jí)瓦斯和有煤及瓦斯突出危險(xiǎn)的煤層；底板易膨脹和頂板巖石允許在采空區(qū)中掘進(jìn)和維護(hù)巷道的煤層。階段（區(qū)段）－工作面前進(jìn)式采煤方法的適用條件是：煤層賦存穩(wěn)定、頂板易于冒落、通風(fēng)因素沒(méi)有限制等。分小階段的前進(jìn)式采煤方法，當(dāng)采區(qū)上山掘在采空區(qū)中和沿走向回采時(shí)，可用于層厚小于1米的煤層，并允許煤層中有不大的局部地質(zhì)破壞，煤層的含水量和瓦斯含量較小，工作面長(zhǎng)度可達(dá)300米。當(dāng)在采空區(qū)內(nèi)掘進(jìn)上山非常困難時(shí)，可采用在前方煤層中掘采區(qū)上山的前進(jìn)式采煤方法。對(duì)厚度小于1.5米和各種圍巖條件的急傾斜煤層，可采用階段－倒臺(tái)階工作面前進(jìn)式采煤方法。對(duì)上述的一些礦山地質(zhì)條件，若使用采煤機(jī)或刨煤機(jī)進(jìn)行采煤時(shí)，可采用階段－直線狀工作面前進(jìn)式采煤方法。當(dāng)回采機(jī)械和通風(fēng)條件允許時(shí)，對(duì)厚度大于1.5米的急傾斜煤層，也可以采用分小階段的前進(jìn)式采煤方法。

前進(jìn)式采煤方法的一些參數(shù)，如工作面長(zhǎng)度、采區(qū)長(zhǎng)度、護(hù)巷煤柱尺寸和煤柱損失率等，在很大程度上取決于采煤方法的特定使用條件，可能與前述平均值差別很大。前進(jìn)式采煤方法的優(yōu)點(diǎn)有：回采前在采區(qū)內(nèi)掘進(jìn)的準(zhǔn)備巷道總長(zhǎng)度較小，準(zhǔn)備期限短；沒(méi)有獨(dú)立的準(zhǔn)備巷道，巷道通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。應(yīng)當(dāng)指出，前進(jìn)式采煤方法有如下缺點(diǎn)：準(zhǔn)備巷道的維護(hù)費(fèi)用高；不能利用礦山巷道預(yù)先探明

煤層。

4結(jié)語(yǔ)

我國(guó)薄煤層資源豐富、分布廣泛，具有很大開采價(jià)值，開采薄煤層不僅符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，而且對(duì)于煤炭行業(yè)的發(fā)展和煤炭資源的回收具有重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。對(duì)前進(jìn)式采煤法在薄煤層的應(yīng)用進(jìn)行了研究，其目的是為了更好地促進(jìn)前進(jìn)式采煤法在薄煤層的應(yīng)用，推動(dòng)我國(guó)薄煤層開采的

發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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