采取有效措施提高綜放采區(qū)回采率

采取有效措施提高綜放采區(qū)回采率
摘要：較詳細(xì)地闡述了鐵法煤業(yè)集團(tuán)小康煤礦針對綜放采區(qū)回采率的問題，采用三雛地震勘探技術(shù)、優(yōu)化綜放采區(qū)設(shè)計(jì)、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、合理加大綜放工作面幾何足寸、改革兩巷布置方式等措施來提高綜放采區(qū)的回采率。

關(guān)鍵詞：綜放采區(qū)；回來率；方法；措施

1礦井概況

小康煤礦是鐵法煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司所屬8個大型現(xiàn)代化礦井之一，投產(chǎn)于1990年11月。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬t/a，2005年8月核定生產(chǎn)能力為260萬t/a。采用中央立井單水平上下山開拓，中央并列式通風(fēng)方式；井底車場水平標(biāo)高為-399m(深度482m)，回風(fēng)水平標(biāo)高-398m(深度481m)。井下生產(chǎn)實(shí)施“一井一面”生產(chǎn)模式及綜放開采技術(shù)，煤炭運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)膠帶連續(xù)化，主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)監(jiān)視透明化。其井田位于遼寧省康平煤的東部，井田內(nèi)僅賦存一層煤，一般可采厚度5～7m；最大可采厚度8.67m；其埋藏深度237～715m，煤層傾角5~12，一般7左右；屬于中生代晚侏羅紀(jì)煤層。綜放開采具有高產(chǎn)、高教、安全、低耗的優(yōu)勢，這一開采方法自1992年10月在小康礦S1W3段工作面采用以來，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在采用綜放開采過程中，小康煤礦始終注重綜放采區(qū)的回采率，采用多種措施盡量多回收煤炭資源，提高綜放采區(qū)回采率。

2采用三維地震勘探技術(shù)提供可靠地質(zhì)資料

自小康礦投產(chǎn)以來，在掘進(jìn)和回采生產(chǎn)實(shí)踐中，揭露了許多中、小型正斷層，尚未發(fā)現(xiàn)逆斷層；又揭露了許多煤層變薄、缺失帶；這些地質(zhì)問題勢必導(dǎo)致大面積丟煤。搞好綜放采區(qū)地質(zhì)工作，為優(yōu)化綜放開采設(shè)計(jì)提供必要的地質(zhì)依據(jù)是提高綜放采區(qū)回采率的基礎(chǔ)保證。為此小康礦與中國煤田地質(zhì)總局地球物理勘探研究院合作，在南二采區(qū)先后進(jìn)行了3次三維地震勘探工作，勘探面積累計(jì)達(dá)4.1925km2。在開采S2S3和S2S6綜放工作面過程中所揭露地質(zhì)資料與三維地震提供地質(zhì)資料基本吻合，由此可見三維地震所提供地質(zhì)資料為測區(qū)內(nèi)合理開采設(shè)計(jì)，提供了有力的地質(zhì)保證。

3優(yōu)化綜放采區(qū)設(shè)計(jì)

優(yōu)化綜放采區(qū)設(shè)計(jì)，合理布置采區(qū)巷道，最大限度地減少采區(qū)煤柱損失。合理加大采區(qū)和綜放面的幾何尺寸，減少采區(qū)煤柱設(shè)計(jì)是提高綜放采區(qū)回采率的重要因素。由于綜放面受客觀條件的制約，客觀存在著諸多煤炭損失，如初采損失、停采損失、端頭損失等，損失率與工作面的可采儲量關(guān)系密切；通過加大工作面的幾何尺寸提高可采儲量，就能相對減少煤炭的損失率；因此，在設(shè)備和地質(zhì)條件以及軟巖巷道支護(hù)允許時，盡量加大綜放工作面面長和有效推進(jìn)長度，以此來提高綜放采區(qū)回采率。優(yōu)化設(shè)計(jì)前綜放工作面面長135～150m，有效推進(jìn)長度445～700m；優(yōu)化設(shè)計(jì)后綜放工作面面長200～220m，最終達(dá)到300m以上；有效推進(jìn)長度1620m，最終達(dá)到2400m以上。區(qū)段煤柱尺寸，優(yōu)化設(shè)計(jì)前采用20～25m，增大了煤炭損失率；優(yōu)化設(shè)計(jì)后采用為5～8m，提高了綜放采區(qū)回采率。對于采區(qū)上山和石門以及采區(qū)硐室群布置采用沿空送巷，不設(shè)保護(hù)煤柱；而采區(qū)三條中巷也不設(shè)保護(hù)煤柱，采用能布置一個綜放工作面寬度的煤柱進(jìn)行保護(hù)中巷，待采區(qū)開采后布置該綜放工作面進(jìn)行回采；從而提高了綜放采區(qū)回采率。

在優(yōu)化綜放采區(qū)設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)小康礦已基本解決軟巖巷道支護(hù)和厚煤層極易發(fā)火的問題，以及三維地震所提供資料，將原設(shè)計(jì)的三個采區(qū)(南二、南三、南四采區(qū))合并為一個采區(qū)布置；將采區(qū)上、下山集中布置在采區(qū)的邊界，將中巷布置在采區(qū)中部；實(shí)行兩翼傾向仰、俯斜后退式開采。南二采區(qū)南、北翼傾斜長度分別達(dá)1600m以上；很明顯，由于采區(qū)的合并而取消了兩套采區(qū)準(zhǔn)備巷道及采區(qū)之間的保護(hù)煤柱，從而提高了綜放采區(qū)回采率。

4采用后部插板式低位放頂煤液壓支架

采用了ZFS7200/17/29H型低位放頂煤液壓支架，與其相配套端頭支架為ZTF25000/24/35S型和過渡支架ZFG7200/22/30H型；前部及后部運(yùn)輸機(jī)均采用SGZ-880/800型運(yùn)輸機(jī)。

5優(yōu)化生產(chǎn)工藝

5.1放煤步距的優(yōu)化

優(yōu)化前采用的是“兩采一放”(即放煤步距1.2m)，分段順序放煤的方式，現(xiàn)場實(shí)際情況表明：頂煤隨移架隨冒落，由于移第一遍支架時不放煤，在后部運(yùn)輸機(jī)的下幫底板上形成了三角煤帶堆積，造成煤炭損失，其三角煤帶底寬為一遍幫的進(jìn)度0.6m，高度經(jīng)實(shí)測平均為1.2m，這種損失量按200m面長計(jì)算為76.83t；由于是兩遍幫丟一次三角煤，因此折合為每遍幫丟煤38.411，損失率為2.6%。優(yōu)化后采用的是“一采一放”(即放煤步距為0.6m)，避免了放煤堆積損失，實(shí)踐效果很好。

5.2放煤方式的優(yōu)化

優(yōu)化前采用的放煤方式為順序單輪放煤一次放完，這樣做可簡化作業(yè)程序；通過煤質(zhì)檢驗(yàn)及驗(yàn)算回采率，發(fā)現(xiàn)混矸率較高，達(dá)到8%，而煤炭的回收率較低，只有85%；這是因?yàn)橐淮畏磐暌患茼斆?，頂板緊跟著下落，在接著放相鄰支架頂煤時，會過早地出現(xiàn)混矸現(xiàn)象，造成混矸增加；同時在放煤的后期，煤矸相混嚴(yán)重，矸多煤少，只得關(guān)上插板，造成煤炭損失增加。在此研究基礎(chǔ)上，優(yōu)化了放煤方式，優(yōu)化后采用了順序兩輪折返補(bǔ)放法，這樣做可以使頂煤均勻下沉，能夠最大限度地放出頂煤，并減少混矸；通過煤質(zhì)化驗(yàn)及驗(yàn)算回采率，回采時期工藝回采率達(dá)到了90%，其混矸率為5%。

6改革綜放工作茴兩巷布置方式

最開始設(shè)計(jì)綜放工作面時，兩巷布置方式是采用相同斷面，巷道底板沿煤層底板掘進(jìn)；由于礦壓大，加之直接底板為舍泥質(zhì)量大的粉砂巖，造成巷道底臌嚴(yán)重，不僅導(dǎo)致巷道嚴(yán)重失穩(wěn)，而且原煤灰份增加，煤質(zhì)下降。由此改變綜放工作面兩巷布置方式為采用相同斷面，巷道底板沿留有1.0~1.5m煤，平均為1.2m左右煤掘進(jìn)。為控制巷道底臌、提高回采率的問題，采取以下的措施：

(1)兩巷支護(hù)形式均采用架設(shè)36U型鋼4.4m圓形金屬支架、噴混凝土、打錨桿的復(fù)合支護(hù)；棚距600mm；錨桿采用M20×2400mm的螺紋鋼錨桿，選用樹脂加長錨固，每孔裝3個樹脂錨固劑，先裝入CK2335錨固劑一個，后裝入Z2335錨固劑兩個；錨固長度為1110mm，錨固力為150kN；托盤采用120mm×120mm×10mm的高強(qiáng)度托盤；錨桿間、排距為800mm×600mm，五花眼布置。

(2)兩巷均采用底錨。

(3)兩巷掘進(jìn)時，每日探巷道底板煤厚，控制在1.0～1.5m范圍之間。

(4)兩巷回采前，綜維隊(duì)施工超前支護(hù)過程中，人工臥底，確保巷道底板為煤層底板。

7最大限度減小構(gòu)造對煤炭回收的影響

加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)測預(yù)報工作，并及時向有關(guān)部門提供可靠的地質(zhì)資料，對斷層及煤層變薄、缺失帶位置、影響范圍的推斷，力求準(zhǔn)確可靠。在綜放工作面設(shè)計(jì)和施工中，采取比較靈活的方法，盡量以大斷層做為采區(qū)和區(qū)段邊界。在準(zhǔn)確掌握地質(zhì)及水文地質(zhì)、瓦斯賦存情況的前提下，對斷層煤柱以最小尺寸留設(shè)，對煤層厚度與斷層落差相比≥2.0m的斷層，采用直接硬過的方法，并在回采過程中提前做好過斷層的準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)技術(shù)管理。

8結(jié)束語

采區(qū)回采率是反映采區(qū)設(shè)計(jì)、開拓布置和生產(chǎn)技術(shù)管理水平的重要指標(biāo)，小康礦通過上述方法和措施，有效的控制煤炭資源的損失，使得綜放采區(qū)實(shí)際回采率達(dá)到80%以上，超過了國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；小康礦對提高綜放采區(qū)回采率工作的重視，促進(jìn)了儲量管理基礎(chǔ)工作的標(biāo)準(zhǔn)化和儲量監(jiān)督工作；綜放采區(qū)回采率的提高，促進(jìn)了該礦產(chǎn)量高，掘進(jìn)率低，采面接續(xù)正常，礦井經(jīng)濟(jì)效益好的良性循環(huán)。