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提高煤矿综采工作面回采率的技术方法马越

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：马越

[导读] 摘要：随着科学技术的发展，综采已经成为许多煤矿的主要采煤方法。该技术虽然能显著提高煤矿开采的效率，但是仍然存在一些问题亟待解决，煤炭资源的回采率较低就是其中一个问题。

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        摘要：随着科学技术的发展，综采已经成为许多煤矿的主要采煤方法。该技术虽然能显著提高煤矿开采的效率，但是仍然存在一些问题亟待解决，煤炭资源的回采率较低就是其中一个问题。如何保证综采工作面的回采率是众多煤矿企业所关注的问题。本文分析了综采工作面回采率较低的因素，并提出了一些提升回采率的有效措施。
        关键词：煤矿开采；综采技术；回采率；影响因素
        引言
        在开采煤矿时，综采工作面回采效率在很大程度上影响着整个煤矿的开采水平和开采质量。同时，回采效率也体现了煤矿的实力和资质。虽然运用综采技术极大地提高了煤炭资源的开采效率，但是这种技术对煤层资源的赋存条件有一定的要求，对地质构造和煤层变化的适应性差。当煤层的赋存条件较差时，应用综采技术很难发挥其优势，导致很多煤炭资源被遗留在采空区。此外，由于综采工作面的长度是固定的（这是由综采工作面液压支架的数量决定的），在开采时很容易出现很多三角煤，这部分煤炭资源很难采出。在此情况下，会导致煤炭资源的回采率较低，出现了资源浪费。由于煤炭是一种不可再生的化石能源，为了保证煤炭资源的可持续利用，应该提高煤炭资源的回采率。煤炭资源回采率的提高，一方面可以提升煤矿企业的经济效益，另一方面可以减少煤炭资源的浪费。
        1.综采工作面回采率的影响因素分析
        1.1煤层赋存条件综采技术受煤层赋存条件的影响很大，其对地质条件的适应性较差。综采技术采用液压支架进行支护，液压支架需要整体移动，导致工作面很难按照煤层的走向布置，许多煤炭资源在开采时很难采出。这些影响因素的存在导致综采工作面的回采率较低。为了保证煤炭资源的利用率，中国有关部门对煤炭资源的回采率进行了规定，具体如表1所示。
        表1 中国煤炭资源的回采率指标

由规定可知，对薄煤层的回采率要求较高，这是为了保证企业煤炭开采的经济效益；对厚煤层的回采率要求较低，这是由于厚煤层的煤层厚度变化较大。对厚煤层的回采率指标要求低，意味着有大量的煤炭资源被浪费掉。厚煤层开采也是综采所面临的挑战，这主要是因为回采时厚煤层受地质条件的影响赋存不稳定，很难有效地将煤炭采出。据大量实践统计，影响综采工作面回采的地质因素可以分为以下几类[3]，具体如表2所示。
表2 影响综采工作面回采的地质因素

1.2综采规模及技术水平综采工作面的生产规模对回采率也有影响，主要是工作面搬家的次数及工作面的长度。搬家的次数越少，所遗留的煤柱就越少，煤炭资源的回采率就越高。为了保证较少的搬家次数，要求综采工作面的长度一定要大。大型矿井工作面回采的范围较大，煤层倾角较小且赋存稳定，例如神东矿区，一个工作面年产上千万吨煤，生产效率极高，实现了“一矿一面”。这样的矿井保护煤柱的数量较少，有利于实现煤矿开采的全机械化。而对于小型矿井来说，由于地质条件的限制，综采工作面需要频繁地搬家，为了保证回采巷道的稳定，需要留设大量的煤柱，这对于提高煤炭资源的回采率来说是十分不利的。因此，当生产规模较大时，所需煤柱的数量也相对较少，煤炭资源的回采率相对较高，有利于煤炭资源的可持续利用。对于综采而言，其整体技术水平对煤炭资源的回采率也有影响，这主要体现在综采设备的机械化水平上。例如：综采设备的最大截割高度只有3.5m，而局部地区煤层厚度可达4m，在开采时就有0.5m的煤层不能开采，被遗留在采空区。一些特厚煤层采用了分层开采方式，导致在开采时有大量的煤炭资源被浪费，这就要求开采厚煤层时采用更先进的技术。煤炭资源回采率较低的主要原因在于管理方面，虽然国家对煤炭资源的回采率制定了一些规定，但实施起来面临巨大的困难。有些煤矿企业为了追求经济效益，对于一些难采的煤层不采，由于缺乏相应的监管措施，煤炭资源的回采率很难保证或很难达到更高。2提高煤炭资源回采率的有效措施
2.1进行工作面调斜在正常情况下，工作面必须拉直，这样才有利于回采。但是在某些情况下，很难保证工作面拉直，即使拉直了，也可能造成煤炭的损失。在这种情况下，工作面的布置一定要按照煤层的走向选择合适的方式，如图1所示。

        图1工作面调斜示意图
        由于工作面是按照煤层走向布置的，在某些区域工作面出现了弯曲。这种情况下，为了保证工作面的回采率，应该对工作面调斜。此外，采用这种工作面调斜方式还有助于穿越一些地质构造区域，例如断层、褶皱等，可以避免工作面的搬家，是一种提高资源回采率的有效方法。
        2.2提高综采放顶煤技术的回采率
        综采放顶煤技术是开采特厚煤层时所应用的一种重要技术，由于其投资小、收益高，已经在各大矿区得到了推广。但是这种采煤技术的回采率是所有采煤技术中最低的，因此提高其回采率已经迫在眉睫。总的来说，可以从以下几方面来提高该技术的回采率，即减少初期、末期放顶煤的损失，保证顶煤的放出效率。在进行放顶煤开采时（如图2所示），初期有部分顶煤不能放出。对于这种情况，可以通过在放顶煤支架上放置一个掩护梁来解决。末期在靠近停采线时，为了保证回采的安全，需要预留一定的煤柱。预留较宽的煤柱能够保证开采的安全，但会造成资源的浪费。对于这种情况，一定要根据以往的经验选择合理的煤柱宽度。

        图2放顶煤技术示意图
        在放顶煤时，顶煤会在矿山压力的作用下破裂。若顶煤的强度过大或顶煤中含有一定的夹矸，顶煤不能有效地放出，这是造成放顶煤技术回采率较低的主要原因。为了减少这种情况下煤炭资源的损失，应该选择合适的放顶步距，并根据放顶煤情况实时调整。更为关键的是，应该对煤层进行详细的勘探，查看顶煤中是否存在夹矸以及硬度是否满足放顶煤的要求。当存在夹矸或煤层硬度较大时，应该采取一些强制措施，例如煤层注水、深孔爆破等。
        2.3提高综采工作面的管理水平在很多情况下，煤炭资源的损失是可以避免的。很多煤矿企业为了追求经济利益，对煤炭资源的损失视而不见，例如很多三角煤不回采，将其丢弃到采空区；在回采过程中不根据煤层厚度变化调整采煤机的高度等。目前，对于煤炭资源的回采率，很难采用有效的方式核定，导致很多企业钻了空子，这是管理上的缺陷。因此，有关部门需要制订一些具体的指标来控制煤炭资源的回采率[4]。煤矿企业应该重视提高资源的回采率，在回采后查看煤层顶煤的遗煤量及厚度，这在一定程度上可以减少煤炭资源的浪费。
        结束语
        综上所述，综采技术是井工开采主要运用的一种技术。虽然应用综采技术可以极大地提高煤炭资源的开采效率，但是这种技术对煤层赋存条件有一定的要求，对地质构造和煤层变化适应性差。当煤层的赋存条件较差时，综采技术可能很难发挥其优势，导致很多煤炭资源被遗留在采空区。此外，由于综采工作面的长度是固定的（这是由综采工作面液压支架的数量决定的），在开采时极易出现很多三角煤，这部分煤炭资源很难采出。
        参考文献：
        [1]刘睿.提高综采放顶煤工作面回采率的措施研究[J].现代工业经济和信息化，2019，9(4)：84-86.
        [2]安鹏飞.提高综采放顶煤工作面回采率的措施研究[J].能源与节能，2018(5)：40-41.
        [3]刘树林.浅谈有效提高煤矿综采工作面回采率的措施[J].能源与节能，2018(2)：14-15.
        [4]赵锦峰，赵志刚.综采工作面回采率影响因素及提高措施研究[J].内蒙古煤炭经济，2017(18)：19.