二层煤复采技术的研究与创新

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  摘要:随着煤矿产业的不断发展,各项技术不断创新,陶庄煤矿中的复采生产技术也逐步兴起。但是,复采技术在实际操作过程中却存在着较大难度,从客观角度来看,巨大的采动压力、复杂的系统局面,大大增加了煤炭复采安全性的难度。在实施矿井作业当中,陶庄矿井的技术工程人员,本着安全生产的原则,亲自进行了实地考察,并根据在考察中遇到的不同地形,进行了具有针对性的数据分析,列出相应的操作方案,为煤层复采工作的落实,提供了便利。
  关键词:二层煤复采 技术研究与创新 探索与实践 推广与
  应用
  1 研制背景
  在煤炭行业开采的初级阶段,由于开采技术水平的不发达,导致煤炭资源在开采中被遗留、开采不够充分的情况屡屡发生。
  根据相关部门每年发布的“资源储量年度报告书”中显示的数据,不难发现,全国煤炭矿井的主采煤层,可开采的煤炭资源总储量,正在逐年大幅度下降。截止到2005年底,陶庄煤矿的主采煤层,已经几乎没有可开采资源,而一些其他煤炭资源,在煤层厚度及奥灰水等原因的影响下,也完全失去了开采价值。面对如此严峻的煤炭开采局面,积极寻找采空区,对原有的资料进行再次研究分析,对存在煤炭开采遗留的采空区进行再次回收利用,找寻煤炭资源,对于解决煤炭资源因其不可再生性,所造成的日益减少、匮乏的问题,存在积极的意义。同时,在提高矿井的使用寿命,加强煤炭行业的经济发展,促进社会主义经济发展方面,也存在着积极影响。
  2 工作范围、立项依据
  ①陶庄煤炭二层煤复采的开采工作,主要针对上世纪水采区域展开。
  ②在二层煤复采工作进行之前,首先要制定合理的流程和方案,而此流程和方案的制定,可以以《二层煤复采设计》一文,以及对于开采中的各项数据参数作为参考依据。另外需要提出的是,若此流程方案,在实际开采中切实可行,那么,今后在遇到同等开采条件的复采工作中,便可以以此来作为参考,进行举一反三。
  3 确定技术方案
  在二层煤复采工作中,除了考虑主观因素,制定切实可行的立项方案之外,还要充分考虑客观自然因素所带来的影响,如水、火、顶板冒落等,并在二层煤复采工作开展之前,从复采探放水角度、防火防通风角度、防止顶板冒落角度制定相应的技术方案,以防止在二层煤复采工作进程中因对水、火、顶板冒落等灾害的防范措施、技术不到位,给二层煤的复采工作造成不必要的损失。
  3.1 开采方法
  ①对于陶庄煤矿二层煤的复采,开采时,建议采用走向长壁方式;落煤时,建议采用风煤钻打眼爆破方式;装煤时,采用人工攉煤;溜煤时,建议使用40T刮板输送机。而之所以采用此类方式进行一系列的工序,往往和二层煤复采的煤层厚度,以及工作面的高度有关。
  ②确定了走向长壁的开采方式后,我们就要对工作面的支护以及顶板的管理进行相应的分析。单体液压支柱配铰接顶梁支护顶板,是对于走向长壁开采方式工作面的基本要求,若在柱距与排距相等的情况下,支柱的最小控顶距,应为柱距与排距的30倍,最大控顶距,应为柱距与排距的40倍。而对于木垛、板棚这些工具的运用,可以在工作进程当中,随着工作面压力的增减而逐步增减。
  3.2 复采区域参数
  ①可以依照主采时对矿区的了解,设置复采区工作面的斜长参数为60-90m。
  ②在此斜长参数的基础上,将工作面区段的煤柱设置为9-11m。
  3.3 复采工艺
  ①在对陶庄煤矿二层煤复采的落煤方式选取中,本文建议使用放炮方式来实现落煤。这是由于在实地考察中,我们发现二层煤具有较大的倾角,并且存在断层等较复杂的地形及地质构造。在打眼的工序中,本文使用风煤钻,并以平行方式进行,对于炮眼的设置,建议以五花眼为准,相关参数为:整体深度为1.0m,各眼之间的距离为0.8m,顶眼按照走向的角度,向上轻仰6-11度,将煤壁夹角调整为50-70度,最底端的眼,其角度设置为5-10度角。最后,在炸药的引爆方面,本文建议使用毫秒延期电雷管进行。
  ②煤炭开采出来以后,可使煤炭通过40T刮板输送机采用机械运输的方式到达下顺槽,再采用胶带运输机运输至集中皮带机道,使得煤炭到达煤仓内。
  ③在支架的设置方面,支护密度应控制在1.32根每平方米,以竹笆和单体液压支柱配铰接顶梁支护顶板。
  ④在进行移柱工作时,本文建议采取从下到上的顺序,当出现顶板发生破碎的情况时,要及时找到撤退路线,同时加大支护的力度;当工作面不存在压力的情况出现时,切记要坚决执行放顶措施。
  4 防损技术
  4.1 复采探放水措施
  在二层煤复采过程中,往往会由于积水的出现,而造成损失,因此本文建议在对于积水的处理当中,要同时采用物探与钻探技术,当物探工程中遇到由于高度的存在而造成的排水阻力时,便采用钻探方式,使积水通过钻机排放出来。
  探水孔应选择在易于排水的位置安放,并且在采空区的最低端设置终孔,中间孔应与排水方向一致。将所有探水孔以小组为单位进行划分,数量以3个为宜,设置为扇形,两侧的钻孔成上扬斜角,一侧用于探底板积水,一侧用于探顶板积水。
  4.2 复采防火防通风措施
  由于二层煤复采工作是在存在开采空区的矿井内作业,因此在开采过程中,不免有有害气体排出,这些有害气体的燃点偏低,自燃率偏高,及易引起火灾。因此在复采工作进行之前,要对开采通道进行喷浆(可以为:砂、白水泥、黄土等)的反复喷射,以防止有害气体排出造成火灾损失。
  在对有害气体排放加强控制的基础上,还要加强密闭措施,防止有漏风情况的出现。具体方式可将水、水泥、水玻璃按照相应比例混合后,注入到两道内部,再将其间隙处注入水。同时,对高冒部位以间接法注入凝胶混合液,从而在防火、防通风方面做到万无一失。
  4.3 复采防顶板冒落措施
  在二层煤复采的实践调查当中发现,在厚度较高的煤层当中,往往会出现顶板冒落的现象,为此设计了如下措施:
  ①用钢管对复采工作面进行穿顶,同时加大顶孔的直径和长度,以此来增强顶板的稳固性。
  ②采用手镐落煤的方式,来解决由于顶板破碎造成的冒落,同时根据煤层的厚度调整顶板高度数据,以此方式来解决由于煤层厚度变化造成的顶板不稳定。
  5 总结
  陶庄煤矿二层煤复采工作的开展,可以使年产煤量大大增加,解决了初期煤矿开采中因技术不到位造成的煤炭资源开采遗留问题。而本文所提出的技术与创新,具有历史领先水平,为日后煤矿的复采工作,提供了较大的技术指导与应用参考价值,填补了一直以来,在陶庄煤矿二层煤复采工作方面的空缺,同时也为我国煤炭开采行业的深度发展提供了保障,对我国的国民经济发展起到了积极地促进作用。
  参考文献:
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  作者简介:
  焦士海(1970-),男,山东枣庄人,工区区长,枣庄联创实业有限责任公司,助理工程师,研究方向:矿山开采。
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