李伟
[摘 要] 煤炭的回采工作一直以来都是煤矿开采过程中的技术难题,提高煤炭回采效率对于提高煤矿开采效益、最大化利用能源资源有着显著作用。因此,煤炭实际回采工作中,要结合煤矿的实际水文条件,进行合理的巷道布置和节能高效的支护形式设计,综合各种情况进行煤炭回采设备配备,多角度、全方面地提高煤炭回采工作的工作效率和质量。重点阐述煤矿综放工作面沿空留巷技术,并结合具体工程实例分析该技术的可操作性和技术效果,以供行业同仁参考。
[关键词] 煤矿开采;综放工作面;沿空留巷技术
业内人士一致认为煤炭回采工作面沿空留巷技术是煤矿开采技术的优化改革。这种技术在煤炭开采过程中不断应用,可以最大限度地回收资源,避免可用煤体浪费现象,符合国家对煤炭行业的最新要求,对于提高煤矿企业经济效益有着显著作用。
一、沿空留巷技术可行性分析
1.地质条件分析
煤矿开采综放工作面所采煤层大都为不易自燃煤层,煤层倾角较小(约为4°),是近水平开采煤层,并且煤矿工作面内无较为特殊的地质结构,涌水量较小,无大量易燃易爆有毒气体,安全性能较高,地质条件有利于沿空留巷技术的开展。
2.沿空留巷技术优点
(1)在煤矿综放工作面中采用沿空留巷技术可以减少一条巷道的掘进,降低了瓦斯防治与水防治的煤炭开采成本投入,又可以节省煤矿开采时间;
(2)沿空留巷技术的工作面通风方式与传统的开采方式不同,采用“Y”字型通风结构,便于工作面的瓦斯防治管理工作的进行,提高了开采工作的安全保障;
(3)沿空留巷技术的应用可以实现煤矿无煤柱开采,大大提高了煤炭资源的回收效率,提高了企业经济效益,并且还符合国家对煤炭行业可持续发展的要求。
3.巷道支护分析
沿空留巷技术的巷道支护难度较大,相较于传统的煤炭开采技术,需要加大巷道支护成本,并且还需要根据巷道所受采动影响规律,分区分段地选择科学合理的支护方式,进而减少巷道变形量,确保支护效果达到预期目标,确保巷道的稳定支撑和开采人员的生命安全。
二、沿空留巷技术设计方案
1.沿空留巷支护方式
大多数煤矿煤炭开采工作面的沿空留巷支护方式采用砌筑砼块墙+工字钢对子棚配合液压抬棚+单体柱抬棚联合支护。
2.各分段支护方式
(1)超前段支护
通常情况下煤矿综放工作面回采轨道顺槽切眼以外50m范围作为超前支护范围,一般采用工字钢对子棚+π型梁单体柱双抬棚+双液压抬棚进行超前支护,并且要注意将原有的3.8m工字钢换成4m的工字钢,在发现棚腿变形时需要进行及时更换。
(2)过渡段支护
煤矿综放工作面的过渡段支护工作共分为三点,一是在轨道顺槽紧挨端头支架侧打设π型钢梁单体柱双抬棚,另一侧打设两道液压抬棚,抬棚间距为1.9m;二是端头架需要打设两道顺山双抬棚,间距1m,随端头支架推进;三是采空区与侧泳金属网进行遮挡,防止人员在开采期间被落矸砸伤。
(3)留巷段支护
煤矿煤炭会采工作面轨道顺槽沿空留巷段支护措施,采用砼块砌筑墙体+工字钢对子棚支护方式,其中棚距700mm,砼块规格为500mm×250mm、高150mm,墙体厚1m,砼块墙体滞后端头支架0.7m~3m,需进行锚固工作,锚杆长度为1250mm,两端用托盘加紧加牢。
三、沿空留巷技术实际论证情况
1.顶板工程管理论证
(1)煤炭回采工作面开采的煤层属于近煤层(角度约为4°),易于控制巷道顶板,适合沿空留巷技术的应用。
(2)构筑砌筑部分
构筑砌筑带,打锚索或抬棚支护顶板进行沿空留巷,支护强度效果理想,可有效控制采空区与顶板支撑。
2.安全防护论证
(1)通风方面
由于煤矿综放工作面所采用的沿空留巷技术,工作面通风系统呈现“Y”字结构,不易于积累瓦斯等易燃易爆有毒有害气体,但是在日常施工中我们仍需要定期进行测试工作,防止沿空留巷段巷道向采空区与内漏风,造成瓦斯气体排放不及时形成较大的安全事故隐患。
(2)煤尘方面
在进行巷道的支撑工作时,巷道风水管路每隔50m会设置三道闸门,定期进行巷道的冲尘工作,并且会设有净化水幕设施,保证巷道的煤尘防治安全。
(3)瓦斯等气体方面
留空巷道砌筑墙体上会设置相应的设施抽放采空区瓦斯等有毒有害气体,并且会设有专门人员巡回检查,检察人员身上均配备瓦斯监测设备,随时监测瓦斯情况,保证施工人员安全。
(4)水防治方面
综合分析,煤矿开采时都会对当地的水文地质进行详细分析,地表水對煤矿开采工作影响不大,并且施工区域没有开采老空区域存在,巷道内有专业的排水设施,水防治方面不影响煤炭回采工作的开展。
总之,煤炭回采工作面沿空留巷技术的应用,是煤炭资源开采的重大技术变革,是煤炭企业深入贯彻落实国家对资源开发利用可持续发展要求的重要表现。作为相关企业的管理人员,我们应该深入贯彻这一思想,并在实际工作中进行资源利用开发工作的优化升级,提高企业效益的同时保护资源环境。
参考文献:
[1]宋建勇.浅谈有效提升煤矿综采回采效率的措施[J].中国新技术新产品,2018(18).
[2]韩广仁.回采工作面沿空留巷技术应用[J].煤炭技术,2012,31(4).
[作者单位]
山西朔州平鲁区茂华万通源煤业有限公司
(编辑:薄跃华)