提高煤炭采出率技术

摘要：为提升采出率并保护环境，文章介绍正常煤层赋存区的干净开采和“三下”煤层赋存区特殊开采时可供选择的几种采煤工艺。

Abstract: To enhance the recovery rate and protect the environment, the article describes several kinds of recovery methods that can be selected for the clean recovery of normal coal bed area and the special recovery at "three under" coal area.

关键词：煤炭采出率；干净开采；特殊开采

Key words: coal recovery ratio；clean recovery；special recovery

中图分类号：TD82 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）03-0267-01

1正常煤层赋存区干净开采技术

①加大采区走向长度和倾斜长度，以减少采区煤柱。因地质条件限定两翼推进距离短时，可布置单翼开采。对于工作面布置，可根据断层产状和煤层赋存形态，灵活布置走向长壁、伪斜长壁。煤层倾角小的，也可布仰采或者俯采；煤层倾角小于12度的，可布置对拉工作面或背拉工作面（即二面三巷）。②采取跨上山方式和无煤柱方式开采。实行跨上山方式开采，能大幅度减小上山煤柱煤量的丢失。无煤柱开采，实行工作面间无断层相隔的沿空布巷或留3m小煤柱布巷。为避免送道受采动动压影响，可布置跳采。推行词面、伸长面、缩短面的技术，以适应复杂的地质构造。③合理选择采煤方法，对中厚（1.3-3.5m）煤层提倡综合机械化开采。煤厚大于3.5m而小于4.5m时，优先采用大采高一次采全高综采技术；对于5.0m左右煤层，随支架设计和制造水平提高及现场对大采高管理技术的掌握，不应一味考虑综放，而应推广一次采全高；煤厚大于5.0m时，宜在综合考虑生产效率和煤炭资源采出率基础上择优采用分层综采技术，采用综放开采技术；对于10以上的厚煤层，应先沿顶板采一层并铺设底网，再沿底板进行综放开采，铺网能起到隔矸的作用。④研究断层、边角煤回收与残采技术。对于复杂地质条件下的断层、边角残余块段煤柱应探索断层等地质构造与水灾害、煤与瓦斯突出间的关系，减少断层煤柱留设，同时，可能采用联合开采方法，采用灵活性大、适应性强的高效开采技术，合理配采，减少永久煤柱。⑤放顶煤开采时的提高采出率措施。提高采放比。放煤高度的采出率远低于采煤高度的采出率。加大采高而担心片帮问题可以用支架的护壁板解决。对于节理异常发育且有片帮威胁的煤层，可将工作面推进方向调成略带俯角以减轻片帮对安全的威胁。

进行排头架放煤。排头架处受后部运输机驱动装置的制约空间较小，排头架的选型上要选择放煤口尽可能大并带液压千斤顶的架型。顶煤不能自行冒落时，可用液压钎捣动来破碎落煤。

采用合理放煤步距。根据顶煤强度、直接顶冒落的难易程度及工作面的推进速度选择适宜的放煤步距。一般采取二采一放，采出率较高。当周期来压或放慢了推进速度时，可缩小放煤步距。

尝试开停两线放煤。白开采线到初次放顶之前，多数工作面为防止冲击地压而不放这段顶煤，甚至有的直到采空区冒落矸石接顶才开始放顶煤。这不但降低了采出率，还遗留了大量的浮煤在开采线上，给自然发火留下隐患。对于直接顶较厚而又易冒落的煤层，应该尝试放煤。

2“三下”煤层赋存区特殊开采技术

①采用宽条带技术高效开采建筑物下压煤。开采村庄下压煤是全国普遍存在的难题。我国还有2000个左右压煤村庄。由于村庄的压煤，造成开拓布置不合理、接替紧张和煤种搭配不理想。宽条带小变形与大采高中小采出率。在传统条带开采方法的采出条带宽度设计中，对采出宽度限制较严。采出宽度一般不大于开采深度的七分之一。它要求条带开采后的地表下沉盆地内不出现波浪形起伏，即静态“零”变形，使井下生产效率得不到提高。采动过程中，“零”变形并不存在。即使不出现静态变形，动态变形仍然存在；因此，引入“小变形”概念。②提出了在保证地面构筑物安全前提下，允许出现小于构筑物抵抗能力的小变形。这样，就放宽了采出条带宽度的限制，既能保证构筑物的安全，又能充分发挥生产效率。该法基于减少村庄采动损害前提下，克服了传统条采对采宽的过分限制，能实现村庄群下压煤的高效开采。③深化近水体煤层开采技术研究。近水体采煤分为河流下、水库和湖下、含水层下、岩溶体下、海下和承压水体下采煤。只要按照因地制宜、综合治理的防治水方针，通过对水文地质条件及防治方法研究，近水体压煤还可能得到进一步的解放。扩大铁路下压煤试采范围对于矿区铁路专用线，由于线路的运输量小，行车速度慢，技术标准较低，压煤开采比较容易。至今，开滦、阜新、北票和平顶山等矿区已在矿区铁路专用线下安全采出了大量煤炭，并在兖州、鸡西、鹤岗等矿区成功进行了铁路下放顶煤综采试验。在一般采矿地质条件下，我国铁路支线下的采煤问题，技术上也已基本解决。对铁路干线，由于过往车辆多、维护间隔短、要求高，在鸡西矿区林密铁路干线下已进行了采煤试验；在本溪彩屯煤矿进行了沈丹铁路干线下采煤试验。应总结和推广开采经验，扩大铁路下压煤试采范围。④统筹煤炭开采与新城镇新家居建设。对于多煤层重复开采和厚煤层开采的一些矿区地表塌陷严重，村庄搬迁开采是适宜的技术方案。在村庄搬迁地选择上，有向煤田外迁和内迁2种外迁时，要搬迁到露头以外，并留设安全采动影响半径；内迁时，前提是不再压煤或不压好煤，避免2次搬迁。应避免主采煤层活跃期的采动影响，减少建筑成本。若考虑潜水影响，采用矸石回填，抬高地基；采取抗变形结构房，就地重建或异地翻建，增加抗采动变形措施，确保建筑物安全可靠。为减少搬迁难度，提高效率，应着重解决煤炭开采和当地农村新城镇建设关系问题，把村庄搬迁与当地小城镇建设规划结合起来，与其他受护体（如水体和铁路等受护体）保护结合起来，把分散的多个保护体整合为新的规划小区，创建新城镇新家园。⑤矸石不出井绿色充填开采。利用井下矸石不出井充填在地下的采空区，置换成永久煤柱的煤炭，既减少地面开采沉陷，又避免矸石山占地污染。⑥充填全柱开采建构筑物下压煤新技术。条带开采的最大缺点是采出率较低。通过对地表移动与变形的分析研究，提出了利用宽条带实现全柱开采的构想。宽条带全柱开采技术，通过条带开采中采出率的调整以控制地表变形量值，将地表变形过程分解为2个阶段，即宽条带开采阶段与后期的部分充填全柱开采阶段。通过对不同阶段变形值的控制，达到保护地面、实现全柱开采的目的。

3结束语

构筑经济系统和自然生态系统的和谐友好环境，实现资源开发与环境保护协调发展。在煤矿开采过程中，应利用科学技术体系，提高煤炭资源采出率，实现煤炭资源开采的最大化，促进煤矿企业可持续发展。