开采破碎顶板煤层的回采工艺探析

开采破碎顶板煤层的回采工艺探析

熊树彬

七台河市茄子河煤炭实业有限责任公司

摘要：为了保证破碎顶板煤层的开采工作能具有良好的质量，需要工作人员能掌握回采工艺，使得煤矿开采工作在具有良好安全性的同时还能有良好的效率。本文就开采破碎顶板煤层的回采工艺进行了分析。

关键词：煤层；回采；破碎顶板

在目前的煤矿开采领域之存在着一部分的破碎煤层结构，破碎煤层在开采阶段由于其结构方面的特点以及煤层分布特点的影响，使得破碎类型的煤层在开采方面具有较大的难度，在所采取的开采方式、处理手段不当的情况下还可能会导致煤矿遭受经济损失，甚至是影响到矿下采矿人员的安全。为此需要煤矿工作人员能在开采阶段中使用回采类型采矿技术，以保证各个地区之中的煤矿企业能有良好的发展。

1破碎顶板煤层特点

破碎类型煤层在目前阶段的煤矿企业发展以及开采之中因其在结构方面特点、煤层分布特殊性，使得这种破碎类型的煤层结构在开采方面存在较大的难度。同时这种煤层结构往往具有疏松容易破碎的特点、整体结构稳定性较低的特点，这些方面的影响不仅使得煤矿资源开采效率较低，同时也会使得开采人员的人身安全存在威胁。另外，破碎类型的煤层结构对于煤层的正常开采的影响是多方面的，为了在破碎顶板煤层结构下进行安全生产，通常需要煤矿之中的工作人员做好回采模式煤层开采的准备工作，为了应对好破碎顶板煤层结构不稳定的特点，还需煤矿之中的工作人员能做好煤矿安全支护结构、巷道结等方面的建设工作，同时因为这种类型的煤层稳定性较差，比较容易受到各种类型自然灾害的影响，由此也就需要工作人员能做好各种自然灾害以及突发情况的预防。

在实际的开采阶段中，因为破碎顶板煤层结构方面的稳定性较差，那么在开展煤层开采的阶段中如果采用了常规的开采手段，那么也就可能在整体煤层结构出现手里不均匀的条件下发生塌陷情况。

2在对破碎顶板煤层实施回采施工中存在的难点

破碎煤层开采的难度较大，开采技术选择不当就会出现各种质量问题，进而也就会对煤矿整体的开采效率、施工安全造成影响。为了保证破碎顶板煤层能在正常开采中具有良好的安全质量，煤矿通常会在开采中运用回采方式的煤层开开采技术，这种开采方式能有效的提升破碎顶板煤层的开采效率，促进煤层开采工作安全性的提升。但在这种特殊结构煤层开采中往往也会存在着问题，影响回采类型煤层开采工作的开展。

首先，在开展破碎顶板煤层开采的阶段中，需要管理方面的工作人员能控制好顶板结构的管理工作，但顶板结构在开采阶段中比较容易破碎，不便于管理采取有效的应对措施。其次，在实施回采施工阶段，为了保证顶板结构的稳定性，一般需要技术人员使用支护设备进行顶板结构的支护。第三，工作面上、下出口处空顶面积大、压力集中，选择合理的支护形式和支护强度。第四，如何控制因工作面顶板破碎，易发生漏矸、窜矸引起的顶板事故。

3在对破碎顶板煤层实施回采施工中存在难点的对策

首先，破碎顶板回采工作面所遇到的主要技术难题是顶板的控制管理，破碎顶板在支架的支撑力和采动后顶板自身压力的作用下，几乎被压碎，很容易造成回采工作面冒顶事故的发生，给安全生产带来严重威胁，因此选择合理的支护方式至关重要。因10层煤顶板破碎，属不稳定顶板，要求支架能及时支撑上方新揭露的顶板，另外10层煤回采后采空区顶板易冒落、窜矸多，应选用支撑掩护式支架。其次，要加强液压系统管理，保证泵站及液压系统完好，初撑力不低于25MP，同时工作面每10架安设一个压力监测数据仪表，通过观察分析，找到支护顶板管理方面存在的问题，及时解决，有效控制和维护顶板。第三，回采时工作面上、下端头各采用3架支撑掩护式液压支架支护顶板，对超前支护进行加长，由质量标准化要求的20米增加到30—50米，用半圆木做棚梁并刹顶，必要时可缩短支柱柱距。最后，在采面顶板特别破碎、容易发生顶板事故段，顶板控制较为困难，可实行铺金属网维护顶板，支架上铺网控制破碎顶板的关键在于金属网规格的选择和铺网的质量管理，铺网要根据顶板破碎程度和网的变形量来确定，采用这种方法能有效地防止顶板事故。

4其他模式回采施工方式分析

4.1放顶煤回采工艺存在的问题

当前在破碎顶板煤层工作面采用中位放顶煤工艺回采，回采过程中存在的主要问题如下。(1)由于中位放顶煤工艺放煤高度高，采用的液压支架放煤口位于支架顶部，极易造成在放煤的过程中支架与相邻支架之间脊背煤炭放不净，同时放煤口易发生大块煤矸堵塞等丢煤问题，造成损失煤量较大，资源采出率较低。(2)中位放顶煤液压支架的结构类似“刀”形，结构特点造成了底座的受力前后不均，前端往往远大于后部。从多次的矿压观测发现，前排两立柱的压力较大，而后排两立柱的压力很小，甚至受拉力影响，这就说明，支架的顶梁受力较大，而掩护梁由于放煤时压力释放，受力很小，然而煤墙侧伸缩梁仍受压力压迫，为此造成了支架前后受力不均匀，因此所用的中位放顶煤支架经常性前端钻底，严重影响了综采工作面的工程质量。(3)后部空间狭小严重限定了后部输送机的运输能力，受后部空间所限，后部运输选型配套不合理，且与前部输送机和支架相互干涉，后部运输能力偏小。

4.2低位放顶煤采煤工艺分析

放顶煤通常采用“二采一放”或“三采一放”，就是采煤机割两刀或三刀放一次顶煤。通常根据窗口的位置，分为高、中、低3种放煤方式。其中，低位放顶煤综采的最大特点是支架所在放煤口的位置比较低。低位放顶煤采煤工艺的核心是放煤高度低，液压支架采用的是尾部放煤，彻底解决了架与架之间脊背三角煤放不下来，同时放煤口易发生大块煤矸堵塞等丢煤问题，提高了煤炭资源的采出率，有利于矿井可持续发展，经实测，资源采出率可提升至95%以上。低位放顶煤回采工艺的主要优点如下:(1)提高了资源采出率，有利于矿井的可持续发展。(2)提高了矿井生产效率。采用低位放顶煤设备后，液压支架后部空间增大，有利于顶煤的全部冒落，提高了放煤率;同时，后部输送机运输能力增强，提高了工作面的推进速度，提高了生产效率。(3)改善了工作环境，降低了劳动强度。因放煤高度下降，使放煤过程中产生的煤尘量大大减少，煤尘含量估算降低30%～40%，从根本上改善了工人工作环境，同时，解决了中位放顶煤支架经常性钻底、后部积煤多，清理量大等问题，降低了工人劳动强度。

5结束语

在进行煤矿资源的开采阶段中，难免会遇到破碎顶板煤层等类型的复杂开采环境，在这种情况下煤矿企业要能积极的探索应措施，并将煤矿开采实际情况和现代的科学技术相结合，从而在保证煤矿生产具有安全质量的同时，还能进一步提升煤矿在资源开采以生产阶段中的效率。回采技术对于煤炭资源的开采工作具有良好的促进作用，在应对破碎顶板煤层等类型复杂煤矿生产环境的具有良好效果，值得推广。

结束语

[1]祁小虎.大倾角煤层回采巷道围岩变形特征与支护参数研究[D].西安科技大学2015

[2]魏昌彪.残煤综放回采巷道矿山压力显现规律研究[D].太原理工大学2016

[3]郭建国.急斜特厚煤层综放回采巷道稳定性控制研究[D].西安科技大学2010