煤礦中厚煤層的開采技術

煤礦中厚煤層的開采技術

陝西陝煤澄合礦業公司王村斜井煤礦調度室----------鄭誌勇

摘要：煤礦在開采時，因為礦內煤層所處地質條件的不同，使得煤層在開采過程中開采工具及開采工藝往往也不盡相同，而在煤層開采過程中，為了更加安全有效，就需要對煤層的空間層麵進行設計，並且選取合適開采技術。基於此，本文結合煤礦開采實例主要闡述煤礦中厚煤層開采時所用的技術。

關鍵詞：煤礦；開采技術；機械設備；煤

截至目前來說，根據采煤時是否使用大量的水，將采煤技術分為了幹式采煤與水式采煤兩種，其中水式采煤技術是煤礦中厚煤層開采中應用很廣泛的一種，本文結合某煤礦中厚煤層開采實例，分別從煤層工作麵設計、技術管理、安全生產管理等幾個方麵就怎樣提高產能的措施做了敘述，提出了以後怎樣對中厚煤層進行更加合理的開采，並總結了在開采中應該注意的事項。

1實例概況

1.1礦井曆史

某礦業公司為國外專家設計的大型水能機械采煤礦井，該礦井計劃產能為150萬t/a，實際在1989年開建，截至1990年正式投產，1993年完成設計產能，1995開始新建井並擴建，1998年新井開始投入產出，新井預計產能可達到200萬t/a，2005年新井產能達到了250萬t/a。

1.2礦井地質條件

該煤井位於山區，所處地域地質主要是褶皺構造。井田自西向東依次由X₁向斜、X₁背斜、X₂向斜、X₂背斜、X₃向斜等幾個主要褶皺構成，其中X1背斜占礦井大部，與其餘褶曲複合構成整個煤層，使得煤層構造極為複雜，一些煤層穩定程度很低。

1.3礦井生產狀況

該礦井元先設計為水式采礦井，但是隨著礦井不斷開采，使得煤層傾角不斷下降，因此從2002年初煤礦嚐試了使用旱采，直至現在，礦井開采到地下600m至800m水平，直至2005年，所有的水式采礦井均基本采完，煤礦進入了全麵旱采階段。

2水式采礦技術重點

2.1做好開采前的準備工作

在煤礦開采之前需要做好的準備工作有：（1）監督好巷道的掘進質量；（2）掘進時注意對頂板的保護，盡量降低空頂距離，並保證按時接頂，以防止頂板被破壞而導致的裂隙大量產生及出現抽冒情況，為以後礦井的回采製造麻煩。（3）對於回采巷道中的高壓管道在安裝時必須要做好質量保證工作，嚴禁管道存在跑水現象，否則將會出現停槍，而造成采垛落板丟煤；另外，管道一旦跑水，將極易衝毀後麵的巷道，為以後的回采造成極大的安全隱患。

2.2優化設計

2.2.1水力采煤中方法的選取

在實際采煤過程中，必須按照煤層傾角選取合適的水力采煤手段，該煤礦中通過實際探測及實采初步確定了煤層的傾角超過15°～20°時優先選取小階段式（即走向短臂式）采煤技術；在煤層傾角低於15°～20°時優先選取漏鬥式（傾斜短臂式）采煤技術。

2.2.2巷道斷麵的選取

煤礦內部巷道斷麵可實現通風、運料、行人等目的，因此斷麵不能過小也不能過大，如果巷道斷麵過小，則很容易造成煤水衝人02manbetx.com ，及對人員、材料的進出造成影響，還會導致通風不暢；如果巷道斷麵過大，一方麵要求岩石掘進量增大，施工難度增加，另一方麵巷道過大也會造成安全隱患增多。因此在實際設計時必須要根據煤礦具體情況選取合理的巷道斷麵，該案例中經過多年經驗總結，形成了以下煤層厚度的支架規格表。詳見表1.

表1 煤礦巷道支架規格表

序號	高度（m）	寬度（m）	斷麵（m2）	所用材料
1	1.6	2.0	3.2	18u型槽鋼
2	2.2	2.5	4.7	18u型槽鋼
3	2.4	2.8	5.9	18u型槽鋼
4	2.6	3.0	6.8	18u型槽鋼
5	2.6	3.1	7.0	25u型槽鋼

在對中厚煤層進行開采時，為了降低岩石掘進量，增快工程進度，可適當的將巷道高度降低，對於風道、切眼及主運道優先采用5.9m²的斷麵支架，而回采的巷道一般使用4.7m²或者3.5m²的支架。

2.3機械設備

2.3.1水槍

水槍是水式采煤礦井的主要采挖機械之一，因此，水槍質量的好壞與礦井產能有著直接關係。現在，老式的呂-4型水槍已被逐步淘汰，而大多數水式煤井均采用一種新研製的SQ水槍。從實際使用狀況來看，SQ水槍有著極好的射流落煤能力，且該水槍壓力損失較小，對提高煤井生產效能及增加煤井經濟效益有著積極的作用。

2.3.2水泵

另外，高低壓水泵也是水式采煤的主要采挖機械之一，因為水泵的優良與水式采礦井采礦的產量及效率直接相關，因此該公司依據實際實踐經驗為煤井配備了合適的高低壓水泵，真正意義上取得了節能增效的作用。為了使得射流有很好的破煤效果，高壓水泵必須要擁有較高的供水壓力，因為目前我國生產的一些高壓泵，本身供壓能力有限，因此當遇到較硬的煤層時，必須采用三級串聯加強壓，才可保證高效落煤，其中該礦使用的水泵參數如表2。

表2 礦用水泵技術參數表

型號	OWB -200A/10	DDW 360-75×10	DDM 360-75×4	DZ300 -80×12
流量（m3·h-1）	300	360	360	300
揚程（m）	790	760	304	960
轉速r（min）	1450	1480	1480	1480
軸功率（kW）	963	1006	402	1046
電機功率（kW）	1250	1250	500	1250
效率（%）	52	74.1	74.1	70
允許吸入粒度mm	≤4	≤	≤3	≤0.5

2.4加強安全生產管理

2.4.1加強通風設施建設，避免出現瓦斯02manbetx.com

在煤井建設時，主要的通風工作有：（1）為煤井準備充足的風量，確保煤井整個係統的通暢；（2）定期或不定期的進行煤井瓦斯監測，並實施綜合防治措施。該煤礦實施以上措施之後，解決了地下煤井通風難度大、瓦斯氣體容易集中等問題，有效的避免了02manbetx.com 的發生，該礦從建立至今未發生因瓦斯而導致的傷亡02manbetx.com 。

2.4.2加強人員培訓及基礎建設，減少人員出現事故

煤礦要想長久安全有效的生產，就必須做到以下幾點：（1）必須從基礎做起，加強對技術人員的培訓，增強工人素質，以避免礦井窩水、下煤不均等現象；（2）按照巷道的使用情況，合理規劃巷道斷麵並加強巷道內部管理，保證通風、溜煤、行人及運料的需求，並且對一些礦壓很大的區域，必須提高巷道強度，保持巷道斷麵的充分；（3）對於溜煤坡度的選取一定要合理，並且定期對溜煤係統進行調整，更換已經破損的管道，以避免煤水衝人現象的發生。

3旱式采礦技術重點

隨著該礦的采挖逐步向更深的區域推進，煤層的傾角逐步變小，不適合水采的地區不斷增多，麵對該種現狀，煤礦在2002年開始試著進行旱采。

隨著旱采的進行，煤礦不斷嚐試各種不同的采礦技術，先後有綜采、高檔開采、炮采等采挖形式，在旱采前期因為設備、人員素質等多方麵的影響，使得采挖效果很差，礦井產能很低。而在2005年，隨著該公司作了強化管理，優化設計，購買新的采挖設備等工作，使得旱采進入正規。通過對照旱式采礦技術與水式采礦技術生產成本可清晰的看出，在對中厚煤層的開采中，旱采在開采工藝及生產能力上已明顯超過水采。

4中厚煤層開采發展趨勢及應做的工作

（1）對於中厚煤層在運用水式采礦技術時，要加強推廣使用新裝備、新技術，例如常見的煤巷錨杆支架技術，機械掘進技術及使用高效節能的水槍、水泵等，切實提高礦井水式采出能力，加強單產水平，減小對能量的消耗，最終有效的提高產能及經濟效益。(2)在一些地質結構較為簡單，煤層相對穩定的區域中開采時，必須優先選擇使用旱采技術及設備，以最大限度的提高煤礦公司的經濟效益。

5結語

總之，隨著社會的不斷發展，科學技術的不斷進步，我國在中厚煤層的開采中使用的一些傳統技術已經不斷被完善，而隨著采煤層厚度的不斷增加及煤層強度不斷提高，使得煤礦開采難度不斷增加，這就需要相關工作者不斷尋求新技術、新設備了來解決這些問題。

參考文獻

[1]王家臣，仲淑姮.我國厚煤層開采技術現狀及需要解決的關鍵問題[J].中國科技論文在線，2008.

[2]王家臣.我國綜放開采技術及深層次發展問題探討[J].煤炭科學技術，2005.

[3]韓留生.綜采技術在回收殘煤中的應用[J].中國煤炭,2002.