邊角煤回收巷道布置及回采工藝分析

1、邊角煤回收巷道布置及回采工藝分析袁海軍（山西晉城煤業(yè)集團沁秀公司 山西晉城 048007）摘要：邊角煤回采已成為目前許多煤礦面臨的一個新課題，本文結合作者多年殘采工作經驗，對不同條件邊角煤回收的巷道布置及回采工藝進行了深入分析，對礦井尤其是衰老礦井回收邊角煤有參考借鑒意義。關鍵詞：邊角煤 巷道布置 回采工藝邊角煤是礦井后期開采的必然選擇，具有儲量小、形狀不規(guī)則、壓力大等特點。隨著煤礦裝備技術的不斷提升，礦井生產能力日趨擴大，服務年限相對縮短，許多礦井已步入后期開采，如何科學回收邊角煤柱，對延長礦井服務年限、增加經濟效益有著重要意義。1邊角煤的特點分析邊角煤是煤礦進入后期開采的產物，多為工作面間

2、煤柱、大巷保護煤柱及地面重要設施煤柱附近的三角煤，具有以下特點：1.1形狀不規(guī)則，工作面布置難度相對較大；1.2尺寸小，可采儲量少；1.3壓力大、條件差，支護、回收難度大；1.4煤層賦存不穩(wěn)定，厚度變化較大。2邊角煤回采巷道布置方式2.1巷道布置方式選擇：根據支承壓力的分布規(guī)律可知，與采空區(qū)相鄰的煤體區(qū)段內存在一個比原巖壓力低的區(qū)段，即應力降低區(qū)。因此，應將工作面兩巷布置在該應力降低區(qū)內，且為了防止掘進過程中采空區(qū)的積水、瓦斯、冒矸等進入沿空巷道，巷道與采空區(qū)間留設不大于5 m的小煤柱（見插圖1）。由于邊角煤工作面煤巖受多次采動壓力的影響，圍巖已離層，因此僅僅采用錨桿一次支護并不能使“支架一圍

3、巖”系統(tǒng)達到力學平衡，考慮到在一次支護后圍巖必然產生一定的變形，以便繼續(xù)釋放能量，為此，待圍巖變形和能量釋放到一定程度后，再架設金屬棚，進行二次支護。這樣內、外結合，支護對巖體的支撐和限制作用會達到最佳效果。由于邊角煤儲量少，巷道布置應考慮在現(xiàn)有技術條件下實現(xiàn)人員工效、設備利用率、資源回收率的最大化。2.2矩開布置方式矩形布置方式是常規(guī)的方式，根據實際情況可分為條帶狀態(tài)下和三角狀態(tài)下的矩形布置。主要用于正規(guī)的采煤工藝，它具有布置及設備安裝回收過程、回采工藝簡單的優(yōu)點，但在三角煤狀態(tài)下有具有回收率低的缺點。2.2.1條帶狀態(tài)下的矩形布置這種布置方式主要用于回收寬度大于30米的規(guī)則煤柱，主要是各種

4、巷道保護煤柱、工作面間煤柱。在回收下分層工作面間煤柱時，在支護方式成熟的條件下，應突破傳統(tǒng)的“內錯”布置思維，采用“外錯”巷道布置方式，實現(xiàn)資源回收率的最大化。2.2.2三角煤狀態(tài)下的矩形布置大多數的地面設施保護煤柱、井田邊界煤柱等呈不規(guī)則狀態(tài)即局部三角狀，最常見的布置方式為矩形布置，即階段的工作面采到煤柱邊緣時，再以“甩刀把”方式在煤柱邊緣的三角煤中布置一較小的階段工作面，根據函數理論計算，其長度要等于階段工作面的1/2，保證回收煤量的最大化。具體布置方式見插圖2。2.3三角狀態(tài)下的弧形布置為進一步提高不規(guī)則邊角煤的回收率，在技術條件許可的前提下，可采用弧形巷道布置方式，即兩順槽呈一定角度，

5、近似弧形，同時，要將工作面與皮帶順槽垂直，在回采過程中，通過不斷增減支架、溜槽的方式來適應工作面長度變化，同時，在溜子彎曲度允許的前提下工作面呈弧形布置，以減少增減支架次數。這種方式要求機尾不能采用端頭支架，以方便增減設備。見插圖33、邊角煤回收關鍵工藝分析邊角煤回收工藝不僅要結合邊賦存特點，還要結合礦井的實際情況，綜合考慮經濟、安全等各方面情況進行選擇，目前倉房回收外，成熟的經驗有綜采設備回收、組合頂梁支架支護工藝回收兩種。3.1利用綜采設備回收邊角煤工藝分析綜采設備回收邊角煤柱的方法就是將礦井原有的綜采設備利用到邊角煤的回收中，不僅可發(fā)揮原有設備的功效，還可提高煤柱回收的人均工效與安全保障

6、能力。由于大部分邊角煤礦山壓力大，巷道變形嚴重，一般不采用端頭支架，兩端頭采用單位柱配木板梁或形鋼梁方式控制頂板。由于工作面較短，一般采用中部斜切進刀方式，以提高設備、人員的工時利用率，具體進刀方式選擇的依據是：-采煤機身長度 （m）-刮板輸送機彎曲段長度 （m）-端部斜切進刀時，移輸送機頭和翻轉擋煤板時間總和，用實測法取得 （min）-采煤機空刀速度，用實測法取得 （m/min）當工作面長大于時，采用端部斜切進刀方式，當工作面長小于時，采用中部斜切進刀方式。工作面長度在50米以下時，一般不宜采用綜采設備回收。在頂板壓力較大時，及時超前移架，并采用“隔架移架”、“擦頂移架”的方式控制頂板。3.

7、2利用組合頂梁支架配機采設備回收邊角煤柱工藝分析組合梁支架配采煤機實質是一套輕型綜采設備，是近年業(yè)發(fā)展的一種適合小工作面回采的設備，由于具有噸位低、配套設備輕、成本低、支架穩(wěn)定性好、適應性強等優(yōu)點，先后在我集團公司多個進行了成功的使用。工作面長度在3080m之間時，采用該設備回收較為科學、經濟、合理。該型支架一般與MG200/468-WD型采煤機、SGZ630/220型溜子等小型設備配套，以充分發(fā)揮其適應性強的優(yōu)點。由于該支架初撐力及工作阻力較低，在工作面壓力較大時，必須及時在整體梁下補支單體柱，尤其要加強兩端頭頂板管理，保證對頂板的有效支護。支架型號根據工作面實際情況選擇，支架的工作阻力一般

8、不得低于1600KN。由于該支架重量小，一般適用采高1.72.8米，確定支架穩(wěn)定。3.3工作面調斜與旋轉工藝分析受斷層、陷落柱及其它因素影響，區(qū)段平巷往往與采區(qū)邊界或采區(qū)上下山斜交，為了不留或少留三角煤，減少工作面搬家倒面次數，必須采用工作面調斜旋轉技術，它是邊角煤回收過程中為減少搬家全面次數而采用的一種工藝。實心斜切調斜方式工作面調斜割完調斜前最后一刀煤時，旋轉中心一端停推輸送機，另一端則移夠一個截深，并將輸送機調成一條直線，然后采煤機割煤，即采煤機每割一刀煤都是一個小扇形。見插圖4為保保證運輸機接煤正常，實心調斜在旋轉中心一般設在工作面機頭。由于旋轉端至中心端移架步距逐漸變小，頂板所受反復

9、支撐次數增多，中心附近難度較大，需要采取措施對頂板預先加固。3.3.2虛心分段割煤調斜方式為改善旋轉中心附近的頂板管理狀況，采用虛旋轉中心，使調斜工作面中心端也保持一定前移量，見插圖5。該調斜方式，通常要把調斜角分成若干小角'，當采煤機割完一組長短刀煤，工作面轉過一角度'，即完成一個調斜循環(huán)。見插圖6。工作面中心端調斜的起始位置至終點位置的距離，就是工作面中心端的總前移量T .T=nfB n-工作面調斜一個角所需的循環(huán)數f-每調斜循環(huán)采煤機割的長刀（沿工作面全長割煤）數，取1-2B-采煤機截深4 結束語近年來，隨著礦井開采強度的增加，煤炭資源可采儲量急劇衰減，礦井面衰老速度加快。邊角煤回采已成為很多煤礦企業(yè)面臨的課題，但具體回收方法要根據礦井的煤層實際賦存情況、技術裝備水平等綜合因素選擇，才能達到安全與效益的最佳結合點。【參考文獻】1、陳光炎中國采煤方法M.中國礦業(yè)大學出版社，1991年第一版2、葉根喜 邊角煤高回收率高效開采工藝設計優(yōu)化J.北京科技大學學報.2007年第7期3、王永志 中部斜切進刀方式在殘采工作面的應用J.晉煤科技.200