煤炭回收开采技术在小煤窑开采区的应用

刘恒

摘 要：在目前的矿产资源开采中，煤炭开采占到了我国自然资源利用的总数的一半以上，但是小煤窑的开采使得我国的煤矿开采体系受到了严重的冲击。文章着重对东庞矿的北部井区的开采状况进行了论述，在该地区针对受到小煤窑的随意开采破坏的煤层，通过采取防水、防火以及顶板管理多种方式进行治理，并通过综采放顶的方式对受到破坏的煤层中的资源进行回收利用。

关键词：煤炭回收；小煤窑；开采；破坏

东庞矿的北部井区作为东庞矿井的组成部分，其主要开采范围在东庞矿区的西北部，同西庞矿相邻，其南部的分界线为F12断层；因此北井的西部主要为一些地方性小煤窑；在北井的北部则同F2断层相邻；在东部则是#9煤层底板。在四年前，即2009年，该煤井的生产力被评估为五十七万吨/年。该煤井出产的煤炭主要为9#煤，对其开采主要采用了综采放顶的方式，而通过全部垮落法对煤井顶板进行管理。

1 工作面概况

9#煤是东庞矿的北井出产的主要煤种，但是在北井西部的小煤窑经常会越界开采，因而其资源储量受到了严重的影响，在生产量上北井受到越界开采的严重制约。针对该类越界开采问题，结合北井的实际生产力，制定了相应的措施预防小煤窑的开采行为对矿井资源的进一步影响。在首采面顶部，即紧邻矿井的边界区域设定了工作面，命名为9202B，该工作面的主要作用是对回采区进行圈定，因此完成回采后就会在矿区同小煤窑之间形成相应的采空区，以此隔离并预防越界开采。

其工作面概述如下：其开口时间为2011年的12月，历时十三个月完成圈定工作，即工作面完工时间为2013年的1月。整个工作面建设中，正巷长达2260米，对360米老巷进行整修，钻窝长度210米，即累计进尺长度为2830米。对老空前后三十次掘进贯通，其中贯通老巷十六次，揭露实际小煤窑的采空区十四次。9202B采用了不等长方式对工作面进行了布置，在掘进过程中前后修改设计十次，轨道巷的拐弯次数更是多达十二次，其中皮带巷的拐弯次数仅为四次。在对圈定的工作面进行回采时，续减架次数为四次，调采三次，搬家一次，并实行了一次对接。

2 管理煤层顶板

对预测的小煤窑的老空区域进行处理，在揭露前对其区域前十米处加强支护，且保证顶帮锚杆的排距在0.7米以下，对顶锚索的排距进行加密，距离为1.4米。对揭露后的老空区域补打槽钢锚索，需要顺向槽钢锚索补打的区域一般为巷道高度在三米半以上以及高顶区，且保证锚索的间排距为2.4米×1.5米。将高度相对较高的冒落区中的帮锚索的长度改为8.5米，在部分巷道中加装起吊锚索，该结构是用于防止出现溜渣事故发生用的人工假顶的构筑使用。对于跨度较大的顶板可以使用排木垛法进行加固支护。对于顶板受到小煤矿滥采滥挖影响严重的区域，需要采用综合支护的方式，结合槽钢锚索以及锚梁网和π型钢加梯形木棚的方式进行支护。

3 如何开展水防治

3.1 对于采空区的勘探随着科技的发展手段也越来越先进，而勘探精度也越来越可靠。2007年以前采用的是电法勘探，而在2007年以后，则对北翼下组煤进行了三维地震勘测。根据报告显示，该区域中采空区已经出现了大面积化，且采空区的位置同电法异常区基本相同。

3.2 在该矿井采掘区域，对工作面进行钻孔，用以勘测地下老空区。在工作面向北320米以及590米出分别施工两个钻孔，而两个钻孔均探测到了由于小煤矿的滥采滥挖而造成的老空区。

3.3 通过在工作面的勘探，以及对勘探结果的分析，对于西部越界的老空区，部分出现了异常的反应，根据钻探成果资料，对其越界的范围进行了初步的确定，并确定了在该范围外的警戒线以及探水线的分布。

3.4 自进入探水线位置开始煤层超前钻孔的施工，分别向92、93以及8号煤层进行探测，探查的主要方向为巷道的正前方和侧上方。

3.5 对于该煤层的探测，不但要进行超前钻孔的施工，同时还应当进行探水作业，在巷道的迎头施工的探水孔中通过探水钻杆进行检测，探十米然后掘进三米。并且施工的过程中一定要遵循先探后掘的施工原则，保证对老巷以及越界老空进行全面的探查。

3.6 同越界的小煤窑老巷掘通之后，就要开始考虑水防治问题，从安全角度出发，对小煤窑的老巷需要进行适当的整修，对其分布位置和范围需要确切了解清晰，并对巷道内的积水情况予以探查明朗。以最少的钻探工作量消除掘进过程中有可能出现的老空水产生的危害。另外在掘进过程中应当从成本节约的角度出发，充分利用原有巷道优势，减少新掘巷道的数量。

3.7 通过在工作面施工探巷能够对上面提到的勘探位置进行有效的验证，在该工作面上开掘三条同老巷相互贯通的探巷，并且方向全都指向老空方向。并通过钻探获取的数据分析钻探本身的可靠性以及对钻探出的老空具体状况的分析，为下一次的优化提供资料。

4 一通三防工作

“一通三防”指的是煤矿安全生产中的矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防灭火的技术管理工作的简称。

巷道揭露老空前建立正压通风系统，在揭露及整修过程中加强有毒有害气体及巷道煤矸和空气温度检测，并在监测监控系统中增设一氧化碳传感器。贯通后形成的冒落空洞采用粘土水泥漿对顶帮进行全面喷涂或用黄土等不燃性材料进行充填。

9202B上下巷与周围采空区和小煤矿之间的密闭有20多道。对与小煤矿之间的密闭，考虑到回采后必然毁坏产生漏风，将所有密闭内进行粉煤灰灌浆充填。确保了巷道受压变形情况下的严密性。

9202B切眼有明显的流水出来，无法实施密闭内的粉煤灰灌浆。我们采取的措施是，切眼外密闭顶部0.5米排列黄土袋，整个密闭增加厚度，最后用黄泥抹严。黄土受压后收缩或挤出，保护密闭减少损坏，而且黄土可以堵严被毁坏的砖墙缝隙。从而有效防止了回采后密闭毁坏造成的漏风。

5 机电设备优化

煤矿在综放工作面回采过程中，存在工作面水平弯曲过大，并同时存在工作面起伏也过大，必定导致链条出槽问题。针对综放工作面机头机尾运行状况及防止链条上弹，采用了过渡槽上口加厚变窄的具体措施，避免了设备损坏和人身安全事故，取得了一定的经济效益和社会效益。

首先在9204工作面前后后溜子采用机头电机单电机运行试验，经过一段时间单机运行实验，证实此做法能够满足正常生产运输要求，因此本次9202B安装正式采用单机运行方式。

在9202B面上所具有的创新点便是对机尾结构的简化，正式的将电机从工作面前后溜子机尾去除，并取消了机尾的端头支架。如此一来，在地质条件受到影响或者环境发生变化，需要撤、续架时，从技术上对减少拆卸工序，有效节约时间进行了有力支持。

参考文献

[1]毛清华.穿越小煤窑破坏区开拓方式分析[J].煤炭工程，2002（8）.

[2]张志荣.浅谈小煤窑的危害及其对策[J].科技信息，2009（1）.

[3]李坤.试论任楼煤矿土地复垦技术[J].科技创新导报，2009（8）.