西溝煤礦采煤方法改革幾個關鍵技術問題
西溝煤礦采煤方法改革幾個關鍵技術問題
摘要：最近，西溝煤礦準備進行采煤方法改革，放棄原有的“倉柱”式，采用綜采放頂煤采煤方法。其成敗直接影響煤礦的發展。本文從西溝煤層地質賦存條件出發，論述了采用綜采放頂煤的幾個關鍵技術，只有解決了這幾個關鍵技術問題，綜放開采才能順利進行。
關鍵詞：綜放開采、關鍵技術
1 、井田概況
阜康市西溝煤礦有限責任公司一礦建于1970年，后經技術改造擴建成設計能力15萬噸/年，現實際生產能力為9萬噸/年。主要開采3#、5#及7#煤層。現開采5#煤(煤層厚度26m，傾角為57°，煤層埋藏穩定)+845水平東翼一石門，東采區，采區走向長度150米，垂直采高50m，斜長60m，硬度系數f=1-2，為45#氣煤。現采煤方法為“倉柱法”采煤方法。礦井屬于高沼氣礦井，曾發生過瓦斯爆炸。
3#煤層淺部自燃，鉆孔及石門中可見煤厚4.88-7.46m，平均6.92m。煤層結構簡單，厚度向西部及深部有變薄趨勢。頂板為穩定的粗砂巖，底板為泥巖，向西變為細砂巖。
5#煤層全區發育，淺部全部自燃，鉆孔和井下可見煤層厚度17.49-29.05m，平均26m。煤層層位穩定結構簡單，全區變化不大。頂板為粉砂巖及細砂巖，局部變為中粒砂巖。底板為泥巖及粉砂巖。
7#煤層全區發育，厚度由西向東變薄，平均煤層厚度3.64m。頂底板均為泥巖。
全區可采儲量417.15萬噸(3#、5#、7#煤層儲量和)。
2 、關鍵技術
現有煤礦儲量主要以5#煤層為主，也是西溝煤礦的主采煤層。綜放開采也是在5#煤層中進行。其關鍵技術主要有以下幾個：主要設備的選型和配套、頂煤弱化措施、采煤工藝的確定、頂板控制技術、巷道支護技術、防滅火措施。
2.1、主要設備的選型和配套技術
主要設備的合理選型和配套是影響綜放工作面經濟效益的重要因素之一，其中液壓支架、采煤機、運輸機的選型是關鍵。
2.1.1液壓支架
液壓支架是工作面推進中的重點，而液壓支架阻力確定直接影響工作面的投入以及今后的開采。阻力過高將使工作面的投入增大較多(工作面阻力和支架價格呈線性增長關系)，隨鋼材的漲價，這個問題會更加明顯。阻力過低，工作面將無法推進，將造成整個工作面設備廢棄的災難性后果。顯然在工作面設備選型過程中，支架阻力是一個重要的技術參數，這也是在決策中特別注意的問題。
放頂煤支架現有高、中、低位三種型式，現大多采用的是低位放頂煤。不同的架型會產生不同的采出率并會影響到支架的穩定性。
2.1.2運輸機
運輸機涉及到前部運輸機和后部運輸機的配套問題。在現有的一些煤礦存在著運輸機的不合理配置，產生兩種結果：輸送機能力過大和過小。輸送機的能力過小直接制約工作面的產量(有時甚至將輸送機“壓死”)，過大會使工作面出現“大馬拉小車”的情況， 即增大了工作面的投入，也增加了工作面的運營成本。
2.1.3采煤機
采煤機應該盡量選擇先進的但不一定是大功率的。因5#煤層厚度為26米，也就是說工作面的長度短，不需要大功率的采煤機。只要在采煤時間許可的情況下，盡量選用功率小的采煤機以節省成本，就是最合理的選擇。
2.2、 頂煤弱化問題
要達到一個工作面年產30萬噸的產量，必須采用大放高。現有的觀念為放高在7米左右為最佳，但在西溝煤礦不合適。采用大放高必須有相應的頂煤破碎措施。常用的頂煤破碎方法有放炮震動及注水軟化，其中放炮震動是常用的方法。有兩種方式，在工作面向上打炮眼以及在頂煤中開掘一條“松動巷”專門進行爆破。根據西溝煤層賦存，兩種方式都可行。專門打一條松動巷道成本較高，但松動效果較好。在兩種方式的選擇上必須明白，只有在保證回采率的基礎上，采用投入小的松動方式。
松動方式的選擇直接影響到頂煤的放出量，也直接影響工作面的經濟效益。
2.3、采煤工藝的確定
采煤工藝包括移架方式、放煤方式、進刀方式。
要有適合西溝煤層的采煤工藝，必須進行大量的實驗。主要問題在于放煤方式，放煤方式合理將直接增加回采率，放煤方式不合理將會導致頂煤遺留過多。
2.4、頂板控制技術
眾所周知傾角大，頂板壓力小。西溝煤礦傾角達到60°，預計工作面的壓力和巷道的壓力不會很大，但存在潛在的災害，即多分段開采后，頂板將會突然大量垮落，產生沖擊壓力和局部時間段的高壓強，直接威脅工作面的安全。如果不加以控制，其后果是嚴重的。對頂板進行控制是安全的前提條件。
水平和緩斜煤層頂板處理一般為全部垮落法管理，對于堅硬煤層采用強制放頂，以避免突然出現的采空區頂板大面積冒頂。對于西溝煤礦這是一種值得借鑒的方法。
2.5、巷道支護技術
綜放工作面由于相應的輔助電器設備多，所需要的斷面尺寸也大。根據西溝煤層地質賦存，巷道應該布置在煤層中，由于煤層硬度小，將會使工作面兩巷難以維護(盡管巷道的壓力不大)，必須采用合理的支護方式才能保證工作面順利推進，現在較為經濟有效的支護方式為錨桿支護，這值得我們借鑒。
2.6、防滅火措施
西溝煤礦的防滅火是重中之重，也是安全生產的前提。存在兩個問題，采空區的滅火和工作面防滅火問題。現有的比較有效的處理方式是黃泥灌漿，這也符合西溝現有的情況，也是較為經濟的一種方式。
3、建議
根據西溝煤礦的情況，進行綜放開采必須解決上述問題，其中主要設備選型和配套、頂煤弱化、防滅火是綜放能否成功的關鍵。設備選型中支架選型為關鍵問題，頂煤弱化中煤的松動方式為主要問題，防滅火中黃泥灌漿的效果為主要問題。以上是我們在決策中和日常工作中必須注意控制和解決的重點.
