探析井下采煤中房柱式采煤法的应用

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【摘 要】我国作为煤炭资源大国,煤炭在我国的能耗结构当中占据了重要部分,因而推动煤炭相关技术的进步是我国实现可持续发展的重要任务之一.近年来我国的煤炭企业取得了较大发展,但采煤技术一定程度上还相对落后,采煤效率较低,且存在一系列安全隐患,这需要采取相应措施及时完善.本文就井下采煤中房柱式采煤法的应用进行了分析.

【关 键 词】井下采煤；房柱式采煤法；应用分析

我国现有的井下采煤面临着诸多问题的考验,如煤区数量及规模均较大、井下作业环境相对较差、安全隐患较严重等等.针对上述问题,需要以改进采煤方法为基础,进行一系列优化.

1井下采煤技术现存问题分析

1.1采煤技术整体落后

近年来我国的采煤技术虽然有所发展,但相对来说仍然处于整体落后状态.主要表现在机械化程度整体并未满足实际需求,以爆破式为主要采煤方法,同国内其他机电一体产业相比,仍然存在较大差距.此外,煤炭地下气化与浆化也都没有完全普及化.

1.2采煤安全问题缺乏妥善处理措施

地下采煤工作应当充分符合“一通三防”基本原则.采煤过程存在灾害监测防范仪器、临时灾害应变系统综合性能较差、专业防护装备可用性较差、相关人员自救知识及综合能力欠缺等问题.一旦发生灾害无法及时应对,导致出现一系列安全事故,给煤矿企业带来巨大损失.

2井下采煤中房柱式采煤法的巧妙应用

井下采煤常用到房柱式采煤法与巷柱式采煤法两种,统称为柱式采煤法.通过在煤层内部挖掘煤房巷道,并利用巷道相互连接不同煤房,在此过程中预留了部分煤柱作为支撑,不予开采,在煤房完全开采完成后,再尽量采出煤柱,此方法即为房柱式采煤法.目前由于开采装备的差异,也存在采煤爆破工艺的差别,房柱式采煤法主要在机械化水平相对偏低的煤矿企业中应用较多.

2.1采煤工艺

根据煤炭运输方式的差异,可以将房柱式采煤法运输工艺划分为两部分.

2.1.1运用连续采煤机的梭车间断运输工艺

与运用连续采煤机的梭车间断运输工艺相配套的设备包含连续采煤机、锚杆机、梭车（也可以是蓄电池运煤车）、给料破碎机、蓄电池铲车、移动变电站等等多个部分,该运输工艺主要应用于厚度为中、厚情况下的煤层开采运输,部分情况下在厚度较高的薄煤层中同样有所应用.

2.1.2运用连续采煤机的输送机连续运输工艺

这一运输工艺主要在薄煤层中广泛应用,近年来也逐渐在中厚煤层中进行应用研究.该工艺主要把采煤机所采煤使用多台运输机最终到达胶带输送机,从而实现开采运输的一体化,提高开采效益.

2.2采煤方法

2.2.1块状煤的房柱式采煤法

块状煤的房柱式采煤法,一般以4-5个或以上的煤房进行分组,各组同时进行开采.煤房的宽度在5-8m之间,房间煤柱的宽度在15-30m之间,该方法会在适当距离内使用联络巷将煤房连接贯通,逐渐形成矩形煤柱.

房柱式采煤法的工艺流程及数据参数均按照上述规范严格执行.在煤房的挖掘进度满足预定长度要求后,就可以采取措施对房煤柱进行回收了.由于煤房预留的煤柱形状差异,在回收煤房时应当暂时使用部分煤柱作为支撑,确保顶板的稳定.若顶板稳定性较好,则可以直接回收所有煤柱.按照煤柱尺寸形状以及围岩的差异,回收工作主要采用袋翼式、外进式和劈柱式三类方式,根据实际情况进行相应选择.

2.2.2旺格维利采煤法

随着房柱式采煤法开采深度的不断上升,井下地压也相应上升,出现了采出率降低等情况.此时需要配合使用旺格维利采煤法保障开采效率和质量.与房柱式采煤法相比,此方法在布置巷道、切割煤矿整体还有对煤柱进行回收等工作上存在差异.

如盘区的巷道长度一般会结合胶带运输机的整体长度进行调整.在盘区巷道的一侧或者两侧,还会分别预留长条形房柱,确保各组长条形房柱的宽度在15m上下,其长度大约在60-90m范围内.

2.2.3充填材料采煤法等新型采煤方法

同传统房柱式采煤技术对比,新型的充填材料法主要以原有开采工作为基础,在对房柱进行回采的一系列工作中适当增加使用新型材料.通过使用有机型的化工材料,对开采过的煤房使用人工支撑措施,实现对相应煤柱的彻底开采.该技术依然使用原有的巷道设置方法及回采工艺,但利用了新型支撑材料进行交替时开采,有效满足了“一通三防”原则的要求,防止后期开采导致的大量采空区顶板坍塌情况出现.

3房柱式采煤法的综合评测

房柱式采煤法通常适用于开采深度相对较浅的煤井中,一般深度300-500m以内,且只在顶板稳定性高的薄层或中厚层煤矿开采中才能发挥明显效果.并要求倾角低于100°,煤层地质结构相对简单.另外,对底板的平整度、顶板不存在淋水、井下瓦斯浓度较低等情况具有全面要求.

房柱式采煤法的主要优势在于其对设备投资的要求较低,建设周期短暂快捷；设备的运行及调配相对灵活简单；巷道承受的压力相对较小,巷道后期维护以及支护措施均较为简单,顶板的支护使用锚杆即可满足要求；考虑到开采所遇到的大部分情况均为每层巷道,因而矸石量相对较低.另外,此方法下的矸石不需要外运,可以直接在井下处理,既提高了环境效益,又有效提升了开采效率.

但该方法同样也存在一定缺点,如：开采区域整体采出率较低；通风环境相对较差,进回风通道并列设置容易导致漏风情况；另外在对煤房及煤柱进行回收式开采时,多头串联通风的情况频发,给实际开采工作埋下了安全隐患.

4结束语

房柱式采煤法在井下采煤中应用较为广泛,其技术要求相对较低,且容易对成本进行控制,值得作为主要采煤方法.但如何在充分利用房柱式采煤法的同时,有效提升采煤效率及安全度,需要进一步进行深入研究.本文在分析房柱式采煤法的应用时就进行了一定探索,希望能为实践工作提供参考经验.

【参考文献】

[1]张伟.房柱式采煤法在井下采煤的应用[J].中国新技术新产品,2012（18）.

[2]杨志.煤矿采煤技术的合理优化探讨[J].中国新技术新产品,2010（13）.

[3]李世富.煤矿采煤技术合理优化的措施[J].内蒙古煤炭经济,2013（6）.

[责任编辑：汤静]