试论煤矿边角煤开采技术

＊张如瑞

（中阳县煤炭工业管理中心 山西 033400）

现如今随着社会的快速发展，各行各业对煤炭的需求愈加旺盛，在科学技术的支持下，煤炭的开采技术也更加先进和完善，但是不可否认的是，在一些大规模的开采过程中，在矿井中通常会留有少量的残次品，这也就是我们所说的边角煤。若想实现煤炭资源的最大利用，相关部门和人员就一定要采取有效措施对边角煤进行充分的回收利用，最大程度的避免资源浪费，煤矿企业也要结合矿井的实际情况，对边角煤的生产技术进行创新研究。

1.边角煤的形成原因分析

在矿井的开采过程中，很多因素都会导致边角煤的产生，最常见的原因有以下几点：

一是，在煤矿综采过程中，开采人员没有严格按照开采要求进行施工，而是存在着私采乱挖的情况，这就会因为开采不合理而导致边角煤的产生。这种不规范的施工行为一部分是因为开采人员的基本素质不过硬，无法在开采过程中随机应变；还有一部分是因为采用的设备、技术相对落后，不能满足实际的开采要求，因而导致边角煤的产生。

二是，如果开采设备和开采技术都不存在问题，但是在对煤矿的切割过程中因为角度偏差，也会导致一些边角煤的产生。

三是，由于煤矿的形成年代与煤矿的地理位置各不相同，因此在开采过程中十分容易遇到复杂的煤层地段，这就不可避免的会在开采过程中存在一定的边角煤，在这种情况下产生的边角煤具有更大的开采难度。而且在煤矿的综采过程中，开采人员也难以保证彻底开采，也会遗留一部分边角煤。

虽然在煤矿的开采过程中，边角煤的形成不可避免，但是受煤矿的地质形成条件与开采技术的限制，我国的煤矿边角煤开采有着很大的上升空间，这就需要政府部门提供一定的政策支持，促进煤矿企业引进新设备与新技术。而且一些边角煤处于煤矿的断层位置，具有很大的开采难度，相应的开采机械根本无法发挥出价值，所以必要时需要利用人工进行开采。

2.边角煤的主要特征

首先，矿井中的边角煤存量较大，而且形状大多不规则，一些形状各异的边角料不能与煤矿企业的开采设备相匹配，对开采设备有着更高要求，同时也会占用一定的矿井空间；其次，边角煤层的厚度大多不稳定，因为地质构造的变化会导致煤层厚度的变化，在冲刷、断层等地质影响下，边角煤的赋存厚度会发生明显变化，进而导致整个开采过程具有非常强烈的不确定性，而且地下水系也会对地质构造造成一定影响，这些因素都会加大边角煤的开采难度；最后，边角煤大多产生于破碎严重并且具有较大顶板压力的位置，这会进一步改变煤炭的赋存状态，因此对开采技术也有着更高要求，同时开采危险性也被进一步增大。

3.边角煤的开采原则分析

（1）科学设计开采方案。在正式进行边角煤开采作业时，技术人员一定要对矿井的地质结构进行深入分析，进而明确开采方案，确保在开采过程中不会对地层带来影响，同时要尽量控制作业面的长度，最大程度的保证开采安全。

（2）融合各种开采方式。因为边角煤的形成原因相对复杂，而且在开采过程中工作人员还需要面临着十分复杂的地质条件与矿井环境，所以在开采过程中技术人员可以综合使用多种开采方法，针对不同的边角煤开采位置，采用更加合适的开采技术，确保边角煤可以实现最大程度的回收利用。在开采之初，开采人员可以采用炮采、调采等方式为后续的正式开采奠定基础，然后再结合综采面的实际需求采用合适的开采方法。

（3）收集资料数据。矿井的综采过程绝离不开各种数据资料的支持。所以在进行边角煤开采时，技术部和测量部一定要为开采队提供详细的数据，帮助他们判断煤炭的赋存位置和赋存量，技术人员只有在此基础上才能设计出更加科学的开采方案，实现边角煤的最大开采。

（4）提高开采率。作为一种不可再生资源，地球上的煤炭储量已经日益减少，为了能够为社会发展提供充足的能源供应，煤矿企业在进行中产过程中一定要提高煤炭开采率，实现煤炭资源的最大利用，确保对边角煤的彻底开采。

4.煤矿边角煤的开采技术分析

（1）壁式回采。由于边角煤的形成原因不同，所以在开采边角煤时技术人员一定要结合煤层的实际情况制定出有针对性的开采方案。如果边角煤的存量较多，那么技术人员一定要对边角煤的分布情况进行详细了解，合理布置作业面，在布置作业面时应该将综采面划分为多个小区域，以此来实现对边角煤的彻底开采。

壁式回采技术是一种十分常见的边角煤开采技术，可以起到较好的应用效果，但是在应用过程中也存在着一定问题。例如，如果边角煤以不规则的形式出现，那么开采的机头和机尾就会存在长短不一的情况，此时技术人员就需要配合使用调采技术来改变机头与机尾的长度，进而实现对边角煤的充分开采。在开采过程中，开采工作面的长度也会相应变化，那么与之相匹配的支架数量也会随之改变，支架数量会在一定程度上影响开采，甚至在开采过程中导致支架翻转或者调转方向等问题产生，所以这也就需要技术人员必须能够充分分析边角煤的分布情况，科学设计边角煤开采区域，进一步提高边角煤的开采效果。

图1 煤矿巷道的布置方式

（2）掘进穿采。通常情况来说，矿井中边角煤的存量并不确定，但是边角煤的储存量与占地面积大多成正比，也就是储存量越多占地面积越大。所以壁式回采技术在应用过程中会受到一定局限，为了实现对边角煤的最大开采，技术人员也可以考虑煤层的分布状况选择掘进穿采技术，这需要开采人员密切关注边角煤的顶板压力和顶板破碎情况。具体来说，如果在掘进过程中选择工字钢形式，那么梁柱之间的间距通常控制在60cm左右，如果煤层顶板存在着较大压力或者是破损严重，那么技术人员还需要结合煤层的实际情况对梁柱的距离进行调节，同时对具体的开采过程进行严格监督，确保开采行为规范合理。如果出现扭梁问题，则需要维修部门及时维修，确保开采安全。

（3）带采。边角煤的分布遍布在矿井的各个区域，一部分边角煤会存在于综采面的回风巷道中，那么这种情况下的边角煤开采难度会随着综采面的不断推进而逐渐增大，而且在开采过程中，边角煤上方顶板会面临着更大的压力，同时伴随着更高的破碎性，这不仅增大了开采难度，同时也让开采危险性进一步增大。这也就需要技术人员在设计方案时，一定要对巷道的分布情况进行充分调查，并且对巷道粉尘、断面以及人员配备数量进行更充分考虑，结合具体的通风设施设计出更加完善的开采方案。具体来说，技术人员可以通过设置风筒、导风板等措施为边角煤的开采奠定前提，这种带采的开采方式作用于回风巷道中，不仅可以降低边角煤的顶板压力，同时也可有效降低开采难度，有助于提高开采效率，并最大程度的保证开采安全性。

图2 综采掘进过程中的通风示意图

（4）放顶煤开采。如果边角煤在矿井中存量较多并且煤层较厚，此时就可以采用机械放顶煤的方式进行充分开采。但通常情况来说，在这种状态下煤层的赋存状态会相对复杂，如果采用单一的开采方式很难实现彻底开采。所以技术人员可以结合煤层的分布状况，采用多种开采技术配合机械化实现对边角煤的综合开采。

放顶煤开采技术在应用过程中，通常需要将工作面布置在煤层的地板上，当开采原煤时，随着滚筒的旋转一部分原煤会随之落下，一部原煤则可以在放顶煤支架的辅助下，从溜煤口进入运输设备，这可实现对煤炭资源的顺利开采，不仅可有效降低边角煤的产生，同时也可以最大程度的提高煤炭资源的开采率，并保证开采安全。

图3 放顶煤开采过程中所需的液压支架系统

5.结语

综上所述，现如今随着社会各个行业对煤炭资源的愈加依赖，煤炭企业矿井的开采深度也在不断加大，但是在开采过程中不可避免的会产生一些边角煤，这会造成极大的资源浪费。所以技术人员一定要对煤层的赋存状态进行深入分析，能够结合边角煤的产生原因科学的设计出开采方案，利用更加合理的开采技术实现对边角煤的彻底开采，最大程度的提高煤炭资源的回收率，同时保证矿井的开采安全，以此来促进我国煤炭企业的可持续健康发展。