从不同地质煤层采煤工艺选择初探

PAGE从不同地质煤层采煤工艺选择初探内容提要：本文提示不同煤层的采煤方法，阐述优化选择采煤方法在我矿实施的关键是回采工艺，并提出解决问题的方法和途径，达到安全生产、提高效益、降低生产成本。关键词：采煤方法煤层性质煤厚倾角回采工艺效益一、概述：根据××煤矿矿井地质构造，煤层顶底板性质及煤层赋存状况，厚度、倾角、硬度、层数、层间距、夹矸等，总结我矿井采煤实践经验，按矿井现有生产管理水平，技术开采条件，在工作面布置开采过程中实现安全及劳动条件好，生产便于管理，煤炭资源损失少，材料消耗少，达到工作面高产高效，生产成本低，资源开发效益最大化。二、采煤方法分类：我矿采煤方法基本循从按煤层厚度和倾角及顶底板性质、厚度不同，选择不同开采方法：1、从煤层厚度及硬度、顶底板性质选择回采工艺：①薄煤层：煤厚在0.5~1.3m，有3#、5#、6#、16#、18#、20#、28#、29#、37#、38#系煤层，采取倾斜长壁布置，适用于煤层基本稳定，顶底板较稳定的这些煤层，倾角在20°~45°；走向长壁工作面在安排好工作面接续情况下，一般布置成正规工作面，斜长约60~70m，上风巷由于煤层薄及硬度较好不易垮，只需留设好上风巷护巷煤柱，及时对上风巷煤帮打好贴帮柱及背帮板，局部破碎段支好木支架便可，上风巷维护较简单，易于形成两个安全出口；如：我矿在二采区+245--37#煤层、六采区+325--20#、28#煤层及三采区+245--6#、20#、29#等煤层，都成功布置了走向长壁工作面；在小窑没有侵入三采区6#上风巷时，控制好上、下区段工作面开采错距，使维护工作量减少；对局部地质条件变化，上风巷或采面上部煤层出现压薄情况时，采取采面小眼高位贯通，达到采面上部有超前联络的下出口，采面顶板要求基本稳定，采用戴帽点柱支护，柱径10~14cm，帽板长30cm，宽20cm，厚3cm，支护排柱、距为1.0m×1.0m；炮眼布置根据煤厚及煤硬度确定，常用单排眼及三花眼，每次循环进尺为0.8~1.2m，采用全部垮落法管理顶板，正规回采面采取“见七回二留五”进行回柱切顶管理顶板，顶板初次来压步距为20~30m；无法形成上风巷的采面采取木垛配合密集支柱切顶形成管理顶板；走向长壁采煤法安全生产条件较好，回采率高，能达到97%，生产成本吨煤降低2.0元。②中厚煤层：煤厚1.5~3.5m，有三采区23#煤层、二采区39#煤层，对煤层易垮冒特点，为减少工人违章作业隐患出现，增加安全施工条件，基本采取分割小块，多掘顺槽进行退架高落式或短壁残采回采。适用于煤层较厚，易松垮，顶板不够稳定的煤层，采面较难形成正规面，保持上安全出口，若要保留上风巷，则上风巷须采取钢性支护，一般采用工字钢金属支架；采面支护选用支架配合戴帽点柱开采，主要为架棚支护。保证两个下安全出口，下运巷压力大，且易底板膨胀，运巷一般沿煤层底板掘进，每隔20m掘反眼见煤进行开采，反眼口部留设好煤柱，用上顺槽代替上风巷。在开采过程中，小眼、顺槽掘进多使用“二板一柱”即挡板、隔板及中柱把行人与溜煤分开，确保行人、溜煤畅通，达到安全施工，采面架棚支护，上宽为0.9m，下宽1.5m，净高1.4m；支架帮顶填实背牢，顶板较稳定、煤厚小于2.0m的局部地段，可采用戴长帽板支护，帽板长不小于50cm，宽20cm，厚30cm，戴帽支护时煤帮必须打好贴帮柱及背帮板，确保牢实有效。炮眼布置：退架回采时，采用中深孔爆破，炮后人员在支架完好地点下用长耙出煤，短壁回采时，煤层倾角要求小于45°，炮眼布置为三花眼，或三角眼，采面采用全部垮落法管理顶板，严禁人工回柱。39#顶板初次来压步距为20m，局部块段，尤其23#煤层顶板破碎，伪顶、直接顶易随采随落，为提高回采率，掘进施工小眼、顺槽原则上必须跟煤层底板掘进，不留底煤进行开采，回采率基本控制在85%。2、从煤层倾角及顶底板性质选择回采工艺：①急倾斜薄煤层开采：A、伪倾斜分阶段急倾斜中深孔爆破：适用条件：煤层赋存稳定，顶板相对稳定，底板平整，在采面主小眼侧开掘顺槽到采面边界或断层后，进行中深孔爆破，炮眼布置为单排眼，用引爆，炮后人员不得进入无支护采空区出煤，中深孔爆破顺槽布置间隔控制在8~10m，如：二采区37#煤层及六采区+29#煤层，缺点是回采率较低（90%）。B、急倾斜薄煤层倒台阶采煤法：适用条件：煤层赋存稳定，顶板相对稳定，在采面开掘一主切眼与上风巷相通，把工作面沿倾向把采面分成2~3个台阶，每个台阶长度为15~20m，上下台阶错距为2~3m，从开切眼开始，按台阶面长度先采台阶，再依次采上部台阶，逐步形成倒台阶工作面，然后上下台阶一起向采区中央石门方向推进。倒台阶采煤法，采面支护用戴帽点柱，点柱排柱距为1.0m×1.0m，落煤时采面设置好“三板一绳”即溜煤板、脚手板、护身板和保险绳，顶板管理采用全部垮落法，能形成正规采面，采取以最上一个台阶“见五回二留三”进行回柱切顶板管理顶板，无法形成上风巷的采面采取木垛配合密集支柱切顶形式管理顶板。倒台阶采煤法采面布置简单，对地质条件变化的适应性强，能达到（95%）较高的回采率。②急倾斜中厚煤层开采：按矿井现有生产管理水平和技术开采条件，煤厚2.5~5.5m，有23#、39#煤层，对煤层倾角大、易垮冒特点，为增加安全施工条件，采取分割小块，在采面主切眼两侧掘顺槽进行退架高落式残采回采。适用于煤层较厚，倾角大，易片帮松垮，顶板不够稳定的煤层。退架高落式回采采面较难形成正规面，保持上安全出口，采面均采用支架架棚支护开采。开采时必须保证采面有两个安全下出口，开采过程中，小眼、顺槽掘进多使用“二板一柱”即挡板、隔板及中柱把行人与溜煤分开，确保行人、溜煤畅通，达到安全施工，采面架棚支护，选用上宽为0.9m，下宽1.5m，净高1.4m；支架帮顶填实背牢，棚架之间用撑杆加固，确保牢实有效，不被放炮嘣倒。炮眼布置：因采面退架回采，在支架上帮及顶部打深眼（5~6m），采用中深孔爆破，炮后人员在支架完好地点下用长耙子出煤，采面采用全部垮落法管理顶板。39#顶板初次来压步距为20m，局部块段，尤其23#煤层顶板破碎，伪顶，直接顶随采随落，为提高回采率，采面掘进小眼原则上跟煤层底板掘进，顺槽则必须跟煤层底板掘进，不留底煤，顺槽布置间隔距控制在6~8m。退架回采时做好架棚支护材料的回收，可节约采面支护材料的30%，降低支护成本约1.5元。三、总言：由于任何一个工作面有其开采条件的特殊性，没有一个开采条件完全相同的工作面，施工队伍的技术素质也都不同，队伍管理制度也不完全一样，矿井开采技术水平及传统观念的影响，每一个工作面都应有最适宜的开采方法