边角煤安全技术措施文档.doc

边角煤回收巷道布置及回采工艺分析袁海军（山西晋城煤业集团沁秀公司 山西晋城 048007）摘要：边角煤回采已成为目前许多煤矿面临的一个新课题，本文结合作者多年残采工作经验，对不同条件边角煤回收的巷道布置及回采工艺进行了深入分析，对矿井尤其是衰老矿井回收边角煤有参考借鉴意义。关键词：边角煤 巷道布置 回采工艺边角煤是矿井后期开采的必然选择，具有储量小、形状不规则、压力大等特点。随着煤矿装备技术的不断提升，矿井生产能力日趋扩大，服务年限相对缩短，许多矿井已步入后期开采，如何科学回收边角煤柱，对延长矿井服务年限、增加经济效益有着重要意义。1边角煤的特点分析边角煤是煤矿进入后期开采的产物，多为工作面间煤柱、大巷保护煤柱及地面重要设施煤柱附近的三角煤，具有以下特点：1.1形状不规则，工作面布置难度相对较大；1.2尺寸小，可采储量少；1.3压力大、条件差，支护、回收难度大；1.4煤层赋存不稳定，厚度变化较大。2边角煤回采巷道布置方式2.1巷道布置方式选择：2.1.1根据支承压力的分布规律可知，与采空区相邻的煤体区段内存在一个比原岩压力低的区段，即应力降低区。因此，应将工作面两巷布置在该应力降低区内，且为了防止掘进过程中采空区的积水、瓦斯、冒矸等进入沿空巷道，巷道与采空区间留设不大于5 m的小煤柱（见插图1）。2.1.2由于边角煤工作面煤岩受多次采动压力的影响，围岩已离层，因此仅仅采用锚杆一次支护并不能使“支架一围岩”系统达到力学平衡，考虑到在一次支护后围岩必然产生一定的变形，以便继续释放能量，为此，待围岩变形和能量释放到一定程度后，再架设金属棚，进行二次支护。这样内、外结合，支护对岩体的支撑和限制作用会达到最佳效果。2.1.3由于边角煤储量少，巷道布置应考虑在现有技术条件下实现人员工效、设备利用率、资源回收率的最大化。2.2矩开布置方式矩形布置方式是常规的方式，根据实际情况可分为条带状态下和三角状态下的矩形布置。主要用于正规的采煤工艺，它具有布置及设备安装回收过程、回采工艺简单的优点，但在三角煤状态下有具有回收率低的缺点。2.2.1条带状态下的矩形布置这种布置方式主要用于回收宽度大于30米的规则煤柱，主要是各种巷道保护煤柱、工作面间煤柱。在回收下分层工作面间煤柱时，在支护方式成熟的条件下，应突破传统的“内错”布置思维，采用“外错”巷道布置方式，实现资源回收率的最大化。2.2.2三角煤状态下的矩形布置大多数的地面设施保护煤柱、井田边界煤柱等呈不规则状态即局部三角状，最常见的布置方式为矩形布置，即阶段的工作面采到煤柱边缘时，再以“甩刀把”方式在煤柱边缘的三角煤中布置一较小的阶段工作面，根据函数理论计算，其长度要等于阶段工作面的1/2，保证回收煤量的最大化。具体布置方式见插图2。2.3三角状态下的弧形布置为进一步提高不规则边角煤的回收率，在技术条件许可的前提下，可采用弧形巷道布置方式，即两顺槽呈一定角度，近似弧形，同时，要将工作面与皮带顺槽垂直，在回采过程中，通过不断增减支架、溜槽的方式来适应工作面长度变化，同时，在溜子弯曲度允许的前提下工作面呈弧形布置，以减少增减支架次数。这种方式要求机尾不能采用端头支架，以方便增减设备。见插图33、边角煤回收关键工艺分析边角煤回收工艺不仅要结合边赋存特点，还要结合矿井的实际情况，综合考虑经济、安全等各方面情况进行选择，目前仓房回收外，成熟的经验有综采设备回收、组合顶梁支架支护工艺回收两种。3.1利用综采设备回收边角煤工艺分析综采设备回收边角煤柱的方法就是将矿井原有的综采设备利用到边角煤的回收中，不仅可发挥原有设备的功效，还可提高煤柱回收的人均工效与安全保障能力。3.1.1由于大部分边角煤矿山压力大，巷道变形严重，一般不采用端头支架，两端头采用单位柱配木板梁或形钢梁方式控制顶板。3.1.2由于工作面较短，一般采用中部斜切进刀方式，以提高设备、人员的工时利用率，具体进刀方式选择的依据是：-采煤机身长度 （m）-刮板输送机弯曲段长度 （m）-端部斜切进刀时，移输送机头和翻转挡煤板时间总和，用实测法取得 （min）-采煤机空刀速度，用实测法取得 （m/min）当工作面长大于时，采用端部斜切进刀方式，当工作面长小于时，采用中部斜切进刀方式。3.1.3工作面长度在50米以下时，一般不宜采用综采设备回收。3.1.4在顶板压力较大时，及时超前移架，并采用“隔架移架”、“擦顶移架”的方式控制顶板。3.2利用组合顶梁支架配机采设备回收边角煤柱工艺分析组合梁支架配采煤机实质是一套轻型综采设备，是近年业发展的一种适合小工作面回采的设备，由于具有吨位低、配套设备轻、成本低、支架稳定性好、适应性强等优点，先后在我集团公司多个进行了成功的使用。3.2.1工作面长度在3080m之间时，采用该设备回收较为科学、经济、合理。3.2.2该型支架一般与MG200/468-WD型采煤机、SGZ630/220型溜子等小型设备配套，以充分发挥其适应性强的优点。3.2.3由于该支架初撑力及工作阻力较低，在工作面压力较大时，必须及时在整体梁下补支单体柱，尤其要加强两端头顶板管理，保证对顶板的有效支护。3.2.4支架型号根据工作面实际情况选择，支架的工作阻力一般不得低于1600KN。3.2.5由于该支架重量小，一般适用采高1.72.8米，确定支架稳定。3.3工作面调斜与旋转工艺分析受断层、陷落柱及其它因素影响，区段平巷往往与采区边界或采区上下山斜交，为了不留或少留三角煤，减少工作面搬家倒面次数，必须采用工作面调斜旋转技术，它是边角煤回收过程中为减少搬家全面次数而采用的一种工艺。3.3.1实心斜切调斜方式工作面调斜割完调斜前最后一刀煤时，旋转中心一端停推输送机，另一端则移够一个截深，并将输送机调成一条直线，然后采煤机割煤，即采煤机每割一刀煤都是一个小扇形。见插图4为保保证运输机接煤正常，实心调斜在旋转中心一般设在工作面机头。由于旋转端至中心端移架步距逐渐变小，顶板所受反复支撑次数增多，中心附近难度较大，需要采取措施对顶板预先加固。3.3.2虚心分段割煤调斜方式为改善旋转中心附近的顶板管理状况，采用虚旋转中心，使调斜工作面中心端也保持一定前移量，见插图5。该调斜方式，通常要把调斜角分成若干小角，当采煤机割完一组长短刀煤，工作面转过一角度，即完成一个调斜循环。见插图6。工作面中心端调斜的起始位置至终点位置的距离，就是工作面中心端的总前移量T .T=nfB n-工作面调斜一个角所需的循环数f-每调斜循环采煤机割的长刀（沿工作面全长割煤）数，取1-2B-采煤机截深4 结束语近年来，随着矿井开采强度的增加，煤炭资源可采储量急剧衰减，矿井面衰老速度加快。边角煤回采已成为很多煤矿企业面临的课题，但具体回收方法要根据矿井的煤层实际赋存情况、技术装备水平等综合因素选择，才能达到安全与效益的最佳结合点。【参考文献】1、陈光炎中国采煤方法M.中国矿业大学出版社，1991年第一版2、叶根喜 边角煤高回收率高效开采工艺设计优化J.北京科技大学学报.2007年第7期3、王永志 中部斜切进刀方式在残采工作面的应用J.晋煤科技.2004年第二期4、袁