西沟煤矿采煤方法改革几个关键技术问题
西沟煤矿采煤方法改革几个关键技术问题
摘要：最近，西沟煤矿准备进行采煤方法改革，放弃原有的“仓柱”式，采用综采放顶煤采煤方法。其成败直接影响煤矿的发展。本文从西沟煤层地质赋存条件出发，论述了采用综采放顶煤的几个关键技术，只有解决了这几个关键技术问题，综放开采才能顺利进行。
关键词：综放开采、关键技术
1 、井田概况
阜康市西沟煤矿有限责任公司一矿建于1970年，后经技术改造扩建成设计能力15万吨/年，现实际生产能力为9万吨/年。主要开采3#、5#及7#煤层。现开采5#煤(煤层厚度26m，倾角为57°，煤层埋藏稳定)+845水平东翼一石门，东采区，采区走向长度150米，垂直采高50m，斜长60m，硬度系数f=1-2，为45#气煤。现采煤方法为“仓柱法”采煤方法。矿井属于高沼气矿井，曾发生过瓦斯爆炸。
3#煤层浅部自燃，钻孔及石门中可见煤厚4.88-7.46m，平均6.92m。煤层结构简单，厚度向西部及深部有变薄趋势。顶板为稳定的粗砂岩，底板为泥岩，向西变为细砂岩。
5#煤层全区发育，浅部全部自燃，钻孔和井下可见煤层厚度17.49-29.05m，平均26m。煤层层位稳定结构简单，全区变化不大。顶板为粉砂岩及细砂岩，局部变为中粒砂岩。底板为泥岩及粉砂岩。
7#煤层全区发育，厚度由西向东变薄，平均煤层厚度3.64m。顶底板均为泥岩。
全区可采储量417.15万吨(3#、5#、7#煤层储量和)。
2 、关键技术
现有煤矿储量主要以5#煤层为主，也是西沟煤矿的主采煤层。综放开采也是在5#煤层中进行。其关键技术主要有以下几个：主要设备的选型和配套、顶煤弱化措施、采煤工艺的确定、顶板控制技术、巷道支护技术、防灭火措施。
2.1、主要设备的选型和配套技术
主要设备的合理选型和配套是影响综放工作面经济效益的重要因素之一，其中液压支架、采煤机、运输机的选型是关键。
2.1.1液压支架
液压支架是工作面推进中的重点，而液压支架阻力确定直接影响工作面的投入以及今后的开采。阻力过高将使工作面的投入增大较多(工作面阻力和支架价格呈线性增长关系)，随钢材的涨价，这个问题会更加明显。阻力过低，工作面将无法推进，将造成整个工作面设备废弃的灾难性后果。显然在工作面设备选型过程中，支架阻力是一个重要的技术参数，这也是在决策中特别注意的问题。
放顶煤支架现有高、中、低位三种型式，现大多采用的是低位放顶煤。不同的架型会产生不同的采出率并会影响到支架的稳定性。
2.1.2运输机
运输机涉及到前部运输机和后部运输机的配套问题。在现有的一些煤矿存在着运输机的不合理配置，产生两种结果：输送机能力过大和过小。输送机的能力过小直接制约工作面的产量(有时甚至将输送机“压死”)，过大会使工作面出现“大马拉小车”的情况， 即增大了工作面的投入，也增加了工作面的运营成本。
2.1.3采煤机
采煤机应该尽量选择先进的但不一定是大功率的。因5#煤层厚度为26米，也就是说工作面的长度短，不需要大功率的采煤机。只要在采煤时间许可的情况下，尽量选用功率小的采煤机以节省成本，就是最合理的选择。
2.2、 顶煤弱化问题
要达到一个工作面年产30万吨的产量，必须采用大放高。现有的观念为放高在7米左右为最佳，但在西沟煤矿不合适。采用大放高必须有相应的顶煤破碎措施。常用的顶煤破碎方法有放炮震动及注水软化，其中放炮震动是常用的方法。有两种方式，在工作面向上打炮眼以及在顶煤中开掘一条“松动巷”专门进行爆破。根据西沟煤层赋存，两种方式都可行。专门打一条松动巷道成本较高，但松动效果较好。在两种方式的选择上必须明白，只有在保证回采率的基础上，采用投入小的松动方式。
松动方式的选择直接影响到顶煤的放出量，也直接影响工作面的经济效益。
2.3、采煤工艺的确定
采煤工艺包括移架方式、放煤方式、进刀方式。
要有适合西沟煤层的采煤工艺，必须进行大量的实验。主要问题在于放煤方式，放煤方式合理将直接增加回采率，放煤方式不合理将会导致顶煤遗留过多。
2.4、顶板控制技术
众所周知倾角大，顶板压力小。西沟煤矿倾角达到60°，预计工作面的压力和巷道的压力不会很大，但存在潜在的灾害，即多分段开采后，顶板将会突然大量垮落，产生冲击压力和局部时间段的高压强，直接威胁工作面的安全。如果不加以控制，其后果是严重的。对顶板进行控制是安全的前提条件。
水平和缓斜煤层顶板处理一般为全部垮落法管理，对于坚硬煤层采用强制放顶，以避免突然出现的采空区顶板大面积冒顶。对于西沟煤矿这是一种值得借鉴的方法。
2.5、巷道支护技术
综放工作面由于相应的辅助电器设备多，所需要的断面尺寸也大。根据西沟煤层地质赋存，巷道应该布置在煤层中，由于煤层硬度小，将会使工作面两巷难以维护(尽管巷道的压力不大)，必须采用合理的支护方式才能保证工作面顺利推进，现在较为经济有效的支护方式为锚杆支护，这值得我们借鉴。
2.6、防灭火措施
西沟煤矿的防灭火是重中之重，也是安全生产的前提。存在两个问题，采空区的灭火和工作面防灭火问题。现有的比较有效的处理方式是黄泥灌浆，这也符合西沟现有的情况，也是较为经济的一种方式。
3、建议
根据西沟煤矿的情况，进行综放开采必须解决上述问题，其中主要设备选型和配套、顶煤弱化、防灭火是综放能否成功的关键。设备选型中支架选型为关键问题，顶煤弱化中煤的松动方式为主要问题，防灭火中黄泥灌浆的效果为主要问题。以上是我们在决策中和日常工作中必须注意控制和解决的重点.
