小煤矿开采薄及中厚煤层的技术与安全对策

孔德富

摘 要：论述小煤矿在特殊地质条件下，薄及中厚煤层开采活动中的几个关键技术与安全问题与对策，为小煤矿安全顺利开采薄及中厚煤层进行经验介绍和理论探讨，从而更好地为小煤矿的安全生产提供技术安全保障。

关键词：小煤矿 特殊地质条件 煤层开采 技术与安全

中图分类号：TD56 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0077-01

众所周知，科学发展、安全发展是煤矿企业当前和今后永恒的主题。我省大多数煤炭企业均属小煤矿，井下地质构造较复杂，煤层赋存条件差（表现为断层、褶曲、压薄带较发育，局部有火成岩侵入，地层完整性受到破环），绝大多数无法形成正规壁式采煤工作面，且受劳动力市场影响，采掘一线工人流动性较大，其素质也都偏低，高新技术、设备均使用不上，在此条件下，要想实现安全生产，难度很大。但是，本人根据近十年的实践经验总结后认为：一个小煤矿如果抓住了薄及中厚煤层的安全开采，也就抓住了整个矿井安全生产的关键。因为，薄及中厚煤层不仅在我省一般都作为主采煤层，而且在煤层赋存条件较差的情况下有着一定的开采难度和安全风险，也因此包含了一定的技术含量，所需采取的技术与安全对策相对应更加细致、周密。

本文以永定县溪煤矿三采区+100-43#煤层为例，论述在特殊地质条件下薄及中厚煤层开采的几个关键技术，安全问题与对策，为小煤矿顺利开采薄及中厚煤层进行经验介绍和理论探讨，以期抛砖引玉，借鉴一些更好、更合理，而且切实有效的方法、经验、理论、对策，更好的为小煤矿提供技术安全保障。

1 三采区+100-43#煤层赋存概况

43#煤层为二迭系童子岩组一段煤层，为我矿主采煤层之一，平均厚度1.5 m，为粒状粉煤，容重工业1.66T/M3。三采区+100-43#煤层受F7、F8、F25等较大断层以及一些未探明断层的影响，使得该煤层在走向上断裂成几段长短不一（长的70～120 m，短的30～50 m，而且长的少，短的多）的“豆腐块”，局部只有煤线，所揭露的煤层也大都存在煤层厚度变化大，煤层顶底板整体稳定性差，局部极不稳定，小断层、小褶曲、压薄带时有出现。

2 薄及中厚煤层开采中的几个技术问题及对策

2.1 采煤方法的选择必须充分考虑的几个矿井实际情况

2.1.1 矿井开采技术条件应从实际出发

（1）采掘工技术素质必须着力提高。

目前，通讯信息发达，交通便利，周边小煤矿众多，加上近年社会产业结构进一步调整，采掘工流动性较大，整体采掘技术素质大大下降，这就必须加强对新进矿和已有的采掘工进行有针对性的，多方面的教育和培训，切实提高他们的安全意识、操作技能和应急应变能力，以适应安全生产的需要。

（2）回采工艺必须细致、严格。

目前，采用的回采工艺还是传统的爆破落煤工艺。该工艺最关键的是落煤、支护工序。在遇煤层顶板较不稳定的情形时，为减轻或避免因爆破震动给煤层顶板带来更大破坏，减少冒顶危险，降低安全风险，提高煤炭回采率（如果装药量过多或顶板过于破碎，煤炭容易被垮落的顶板淹埋），通常在加强支护的前提下，必须严格控制炮眼数目和装药量，即应避免采用大药量爆破（即放大炮）落煤，改用小药量爆破（即放松动炮）落煤或直接采用人工挖掘，具体还必须煤层厚度、硬度和煤层顶板稳定性在回采工作面现场确定。在煤层赋存条件较差的情况下，必须禁止滥用炮采工艺，否则不但浪费火工品，而且将煤炭回采率大大降低，丢失本就十分有限的煤炭资源。

（3）回采施工设备、设施简陋有待改进。

由于受到煤层赋存条件较差和采掘工素质较低等因素的限制，高新技术、设备均使用不上，机械化程度较低。但是必须坚决淘汰一些落后、简陋的设备，如，干式变压器和一些无煤矿安全标志的开关设备，坚持使用煤电钻综合保护装置等。今后还必须积极推广先进而适用的回采施工设备，努力提高机械化程度。

2.1.2 采煤方法的选择应以安全为首要标准

煤层的开采方法多种多样，不同煤层采用的开采方法也不尽相同。必须根据矿井开采经验（开采史、采掘队伍稳定情况、开采技术素质等）、煤层赋存条件（地质构造、煤层厚度、倾角、顶底板岩性）等来确定。其中煤层赋存条件是决定性因素。一般情况下，薄及中厚煤层在煤层顶板稳定性好，煤层厚度稳定，易于布置上风巷和下风巷时，可采用壁式正规采煤法，如单一走向长壁式采煤法；在煤层顶底板稳定性相对较差（按照《煤炭行业岩石分类表》为Ⅲ～Ⅴ类岩层，即中等稳定岩层、稳定性较差岩层及不稳定岩层），煤层厚度、倾角变化较大时，只能采用残采法。总之，衡量一种采煤方法选择得正确与否，应该以该方法能否最有效实现采掘工作面的安全、高效（包括高产、稳产、劳动效率高、高回采率、高效益、低成本）目标为标准，其中又以安全为首要标准。根据本矿的矿井开采经验，矿井开采技术条件（机械化程度较低、回采工艺和支护形式简单、作业人员素质较低）、煤层赋存条件（地质构造较复杂，煤层厚度、倾角变化较大，顶底板岩性较不稳定）等，选择残采法作为我矿煤层开采比较合适。

2.2 关于回采巷道的布置问题

煤炭开采规范和《煤矿安全规程》均有要求回采作业实现两眼见面。但是对于小煤矿来说，由于煤层赋存条件较差，这不仅使整体回采巷道的布置受到限制，同时也给回采巷道的支护和维维护增加困难。在这种条件下，布置两眼见面有的虽然勉强可以实现，但同是交叉口增多，将使煤层开采的难度增大，较高的采前掘进率使整体回采工效降低，开采的成本和安全风险也随着增加。

2.2.1 回采巷道参数必须根据工作面实际情况认真确定

回采顺槽、切眼的参数必须根据煤层的顶底板稳定性和煤层厚度、硬度、倾角来确定。在一般情况下，顶板相对稳定时，回采顺槽、切眼间距可选择5～8 m（顶板相对不稳定、煤层度大、煤质松散取下限，顶板相对稳定、煤厚小、煤质坚硬取上限）；顶板较不稳定和极不稳定时，回采顺槽、切眼间距只能控制在此3～5 m（顶板相对不稳定、煤层厚大、煤质松散取下限，顶板相对稳定、煤厚小、煤质坚硬取上限）。

2.2.2 回采巷道开口位置的选择必须慎重、恰当

回采巷道开口位置一般选择顶底板相对比较稳定、煤层厚度、坡度适中，支护容易，开采参数大致符合要求的位置。应尽量避免一些坡度大、顶板岩性差、支护难度大、不易维护的地点。

2.3 支护方式的选择必须“因顶而异”

在煤层相对稳定（即按《煤炭行业岩石分类表》属于中等稳定岩层，岩层的稳定时间仅有几天）的条件下，一般采用支柱的方式支护；在煤层顶板属于稳定较差岩层、不稳定岩层（即围岩很容易产生冒顶，或者易风化潮解剥落及其他各种破碎岩层）的条件下，一般采用梯形木支架方式支护。对于我矿煤层顶板相对稳定，局部又相对不稳定，根据具体的情况选择合适、安全的支护方式。

3 结论

薄及中厚煤层开采中采煤方法的选择必须充分考虑矿井实际情况，必须着力提高采掘工技术素质，回采工艺必须细致、严格，这样才能确保安全生产。

参考文献

[1] 徐永圻.煤矿开采学（修订本）[M].江苏：中国矿业大学出版社，2009.

[2] 宋宏伟，刘刚.井巷工程[M].北京：煤炭工业出版社，2008.