淺談衰老礦井開采技術(shù)研究與實踐(東礦 洪啟旗

1、淺談衰老礦井開采技術(shù)研究與實踐永安煤業(yè)公司東坑仔煤礦生產(chǎn)辦 洪 啟 旗摘要; 衰老礦井由于長期開采;面臨資源枯竭,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，賦存條件差，,針對東坑仔礦衰老礦井開采特點及制約生產(chǎn)的多種因素的分析,提出了對衰老礦井開采技術(shù)措施和方法.關(guān)健詞;煤礦; 衰老礦井;開采 衰老礦井由于長期開采一般都面臨著資源枯竭地質(zhì)條件和生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜的問題，許多煤礦礦領(lǐng)導(dǎo)，生產(chǎn)技術(shù)員對衰老煤礦復(fù)采進行技術(shù)研究，由于衰老礦井復(fù)雜的特點，其各個環(huán)節(jié)的技術(shù)是互相關(guān)聯(lián)的，因此本文以東礦老礦井各個環(huán)節(jié)的開采技術(shù)進行研究。東礦1972年8月建礦，1979年12月投產(chǎn)，設(shè)計年生產(chǎn)能力45萬噸，目前已開采30年，主要煤層1#、8#、

2、9#、10#、+50水平以上已基本開采完畢，目前主要找0#、2#、11#、12#及邊界煤柱，背向斜，倒轉(zhuǎn)等構(gòu)造復(fù)雜地段，給礦井開采帶來很大影響，開采成本比較高該礦在二采，五采, 六采，九采, 203、204采區(qū)，由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，為了保持生產(chǎn)規(guī)模，職工的生計問題，礦投入大量資金尋找適宜的煤層開采，延長礦井服務(wù)年限成為資源枯竭礦井的追求目標(biāo)。1、衰老礦井開采的特點1.1可供利用儲量不足，生產(chǎn)能力下降 由于煤炭的優(yōu)先儲存特點，決定了區(qū)域煤炭開采產(chǎn)量存在一個由增長到衰退的過程，衰老礦井由于開采時間較長，穩(wěn)定高產(chǎn)期已過，其生產(chǎn)受到開采深度增加，開采條件惡化等多種難以克服的開采技術(shù)條件的制約，再加上后備

3、資源儲量不足，地溫高，煤層薄，煤質(zhì)堅硬，生產(chǎn)能力不斷下降，直到最后報廢，這種現(xiàn)狀嚴重制約了煤炭企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。1.2資源回收率低，開采的安全技術(shù)條件差到了礦井衰老時，煤炭資源儲存條件差，煤層薄硬，傾角變化大，煤層不穩(wěn)定，斷層等地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等現(xiàn)象，同時受到上水平小煤亂采亂掘，水、通風(fēng)、頂板等災(zāi)害的威脅較大，采掘工作面點多面廣，運輸戰(zhàn)線長等特點，造成生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜，受到地質(zhì)條件限制，工效低，煤層薄，硬，爆破效果差，采面資源回收率低，安全技術(shù)可靠性大大降低。1.3生產(chǎn)布局不合理，實現(xiàn)集約生產(chǎn)困難長期以來，由于礦井老化生產(chǎn)條件變化大，煤層薄硬，傾角變化大，煤層不穩(wěn)定，斷層等地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等現(xiàn)象，開采難度大

4、，工效低，東礦年產(chǎn)15萬噸，采掘作業(yè)點達28個，8個采區(qū)在生產(chǎn)，給礦井提升運輸通風(fēng)及供電等方面帶來較大影響，生產(chǎn)布局不合理，嚴重制約了礦井的集中生產(chǎn)。1.4掘進工程量大，采掘接替緊張衰老礦井由于地質(zhì)條件惡劣，采掘工作面頻繁搬家，致使礦井掘進無效進尺增加，加大了掘進工程量，但同時還必須保證生產(chǎn)能力持續(xù)穩(wěn)定，因此，造成采掘接替日趨緊張，采掘失調(diào)的礦井經(jīng)營風(fēng)險時時存在。1.5煤炭生產(chǎn)成本高，煤質(zhì)差，煤礦發(fā)展空間小隨著衰老礦井相續(xù)進入深部和復(fù)采采區(qū)找煤工作加之地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層薄硬，頂板破碎，回采技術(shù)難度大，火工品五金材料電耗等消耗大，成本增高，同時受到地質(zhì)條件的影響，煤質(zhì)差，工效低，加上產(chǎn)量減少等因

5、素，造成企業(yè)在市場競爭中處于劣地位，贏利能力下降，礦井安全生產(chǎn)設(shè)施投入不足，最終制約企業(yè)發(fā)展空間。2.開采技術(shù)措施與方法2.1加強開采前技術(shù)論證東礦30年開采總體上各采區(qū)對9#、10#層組開采均較為全面，目前重點對背向斜，倒轉(zhuǎn)等構(gòu)造復(fù)雜地段，0#，2#、6+1#、11#、12#，原護巷煤柱開采壓薄地段，回采困難地段進行重新分析，對圖紙、資料、回采情況、煤層儲量情況，可采性進行論證分析。對原各采區(qū)薄硬煤層復(fù)采工作進行有計劃的安排。開采工之前，對巷道布置方式進行合理選擇，力圖能最大限度地減少萬噸掘進率，能較好地探明煤層的賦存狀況，根據(jù)現(xiàn)有資料，如周邊回采情況，存在的疑點、構(gòu)造斷層情況，鉆孔見煤情況

6、必須有一個較為深刻的分析研究，對可能的地質(zhì)構(gòu)造、可能的煤層賦存情況進行分析預(yù)測，對于曾經(jīng)回采的巷道，則重點分析其回收率及巷道停掘位置及附近的可采性，實現(xiàn)地質(zhì)條件超前預(yù)測，為礦井合理開采提供了可靠依據(jù)。2.1 強化掘進準(zhǔn)入分析論證，優(yōu)化開采方案，選擇科學(xué)合理的巷道布置方式。一是充分利用薄煤層頂板壓力小的有利條件，采用跟煤掘進的巷道布置方式，邊掘、邊探、邊采，避免無效進尺產(chǎn)生；二是采用多煤層聯(lián)合布置，減少巷道投入，有效降低了萬噸掘進率。三是綜合原有直接破巖改造、腰巷開采、下山開采等方案，規(guī)范復(fù)采，總結(jié)形成了獨特的區(qū)段布置方案（適用于受走向構(gòu)造影響，且尚有一定的采長，多層煤聯(lián)合布置，在走向構(gòu)造略上方

7、重新布置片盤開采）。如;通過九采亞區(qū)段布置，規(guī)范性、系統(tǒng)性地進行復(fù)采，規(guī)避了安全風(fēng)險，提高了煤炭資源回收率，對提高采掘工效，形成片區(qū)復(fù)采規(guī)模，避免二度復(fù)采等均較有利。2.2開展技術(shù)攻關(guān)，解決極薄煤層開采難題，鞏固提升地質(zhì)找煤成效。礦井地質(zhì)找煤，極薄煤層占了較大的比重，極薄煤層開采難度大，表現(xiàn)為厚度薄、部分傾角平緩、頂?shù)装迳倭繚B水等，造成工作面有效開采斜長變短，同時送料、通風(fēng)困難，回采工效低。為此公司、礦組織工程技術(shù)人員開展科技攻關(guān)，改進極薄煤層的采煤方法和掘進工藝。總結(jié)出了適合極薄煤層的開采方法-“樹枝狀采煤法”，即在極薄煤層運巷每隔50米左右沿煤層正傾斜方向破眼50米-“主干”，兩眼之間沿煤

8、拉斜坡-“分枝”，“主干”上部采用斜坡采煤法，“分枝”相互溝通，采用短壁推采，“主干”作為行人、送料、溜煤使用。經(jīng)現(xiàn)場實踐證實，該方法對于開采極薄煤層技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理：一是增加了工作面有效開采斜長，采面資源回收率從85%提高到95%；二是便于行人、送料、出煤，改善了作業(yè)環(huán)境，減輕了回采工人的勞動強度，采面單產(chǎn)由原來的1000噸/月提高到1500噸/月；三是通過增加開采斜長，增加了開采煤量，準(zhǔn)備巷萬噸掘進率從2008年661米降低到2009年612米，鞏固提升了地質(zhì)找煤成效，生產(chǎn)成本得到有效控制。2.3加強工作面頂板管理：開采邊界構(gòu)造煤柱及薄硬煤層,煤量較少，投入成本較高，產(chǎn)出效益較小，破

9、碎頂板管理難度大，投入產(chǎn)出比大，一般不以開采。所以進行開采的薄硬煤層應(yīng)相對頂板較穩(wěn)定的煤層，直接頂較厚，采高較小，引入直接頂厚度與采高的比例關(guān)系，頂板管理開采緩慢下沉法管理。可知老頂?shù)目迓渑c錯動對工作面支架無多大影響，頂板一般無周期來壓或周期來壓不明顯。支護采用坑木，柱徑不小于12cm；柱距1.01.2 m之間，煤層薄，采空區(qū)一般不采取回柱，遇煤層壓薄時利用壓薄段隔離采空區(qū)；采空區(qū)增大到一定距離時（15 m30 m視壓力情況）留設(shè)一定數(shù)量的煤柱（長35m，寬24m）隔離采空區(qū)。煤柱下側(cè)方架設(shè)貼幫柱，煤幫處理干凈后用板皮背實背牢，以防壓力增大時發(fā)生煤壁片幫，局部采用叢柱或木垛進行臨時加固支護，確

10、保行人出煤及材料的運輸。2.4優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng).衰老礦井通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)阻力大,通風(fēng)線路長,主要采用局部通風(fēng)機進行通風(fēng),由于衰老礦井采區(qū)漏風(fēng)比較嚴重，運巷施工長，上部較多地段無回風(fēng)巷或者薄硬煤層相對難以與上回風(fēng)巷貫通(大部分無法形成上下巷負壓通風(fēng),礦井要加強采空區(qū),老巷道的密閉等,減少采區(qū)采掘工作面?zhèn)€數(shù)，減化井下通風(fēng)系統(tǒng)。降低礦井通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)阻,針對203采區(qū)+50C2N掘進工作面通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化，改革通風(fēng)方式，掘進未施工到位先打一條通風(fēng)眼通上風(fēng)，加強采空區(qū)密閉，舊巷修復(fù)增加有效斷面,修復(fù)203采區(qū)輔助上山在203采區(qū)+250上部車場安裝一臺輔扇,改變了原有高溫的作業(yè)環(huán)境，解決了通風(fēng)不足問題,實現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。3.結(jié)語;（1）開展超前探