复采残采煤层开采技术分析
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摘要:采煤工程是一个高危险的行业，安全问题显为十分重要。虽然后期进行的是复采残采作业，但安全问题仍不能忽视，针对小煤矿后期进行的复采残采，在生产过程中更应狠抓安全工作，多渠道地采取一些安全技术措施，保障工人生命安全、确保生产正常。选择合理的开拓开采部署方式、加强井下通风和顶板支护管理、注意老窑及采空区的积水问题。文本主要简述了目前我国煤矿开采的现状问题，以及在复采残采煤层过程中的安全技术问题，着重从其采煤方法、通风安全、顶板管理、矿井突水和采空区积水等方面进行了探讨研究，并提出了一些相应的解决技术措施。
一、复采残采煤层开采技术的分析
1、由于开采部署不合理，对于一些边角煤、异形煤柱、鸡窝煤等，一般利用“以掘代采”的巷采模式，见煤即挖。
2、资源回收率低，据有关专家测算，我国目前煤炭资源回收率平均仅为30%，而乡镇小煤矿仅为10%。
3、部分矿主为了追求经济利益，只管出煤，使得安全隐患问题明显增加，环境污染相当严重。
4、野蛮采矿，根本没有达到安全、环保、经济的科学采矿技术。
二、复采残采的安全技术措施
1、选择合理的采煤方法
一般常见的都是采用壁式和柱式采煤法两大体系。合理选择采煤方法非常重要，小煤矿在复采残采时应优先选择壁式采煤法; 柱式采煤法通风条件较壁式差，采出率低，资源浪费严重。
（1）壁式采煤法。壁式采煤法巷道布置简单，采煤工作面布置符合《煤矿安全规程》第五十条规定，采用全负压通风，有两个独立的安全出口。小煤矿由于受地质条件和生产技术的限制，残采工作面长度一般都在30 ～ 50 m，个别只有20 m左右，一般大都采用短壁式采煤法。
（2）柱式采煤法。在煤层内开掘一系列宽为5～ 7 m 左右的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形或块状的煤柱，再按条件要求是否回收煤柱。对于小煤矿，在开采一些三角煤、残留煤柱等时，难于布置壁式工作面，也可采用柱式采煤法的，特别是房柱式采煤法在复采残采过程中应用广泛。
2、通风安全
小煤矿后期的复采残采阶段是个特殊过程，由于受地质条件和开采技术的影响，很难形成安全的通风网路，且存在大面积的采空区，通风是关键。《煤矿安全规程》第五十条规定: 采煤工作面必须保持至少2 个畅通的安全出口，一个通到回风巷道，另一个通到进风巷道。开采三角煤、残留煤柱，不能保持2 个安全出口时，必须制订安全措施，报企业主要负责人审批。
（1）沿空掘巷，留小煤墙。如图1 所示，新掘专用回风石门或回风上山，残采面上边界沿空掘巷，留小煤墙，形成完整的通风网路。这种通风方式是比较理想的，沿采空区边缘掘进的巷道受压较小、利于支护，而且符合《煤矿安全规程》规定。巷道在煤体内掘进，两侧为煤壁有利于提高掘进速度; 有效阻止大面积采空区大量瓦斯的涌入。在留设小煤墙时，其宽度一般不宜超过1 ～3 m。
图1 残采工作面通风方式布置图
( 2) “Z”型通风。当采区边界有回风石门或回风上山时，也可采用“Z”型通风配合沿空留巷，这也是一种较好的通风方式。
3、顶板管理
（1）复采残采煤层顶板受力分析小煤矿后期复采残采的残留煤柱，由于受采动影响，使得上覆岩层发生破裂和变形，围岩应力发生了变化。当煤柱两侧采空时，顶板压力都比较集中在煤柱体上，煤体发生弹塑性变形。所以，在开采残留煤柱时要特别注意顶板压力的影响，合理管理顶板。顶板受力分析如下。
（2）当煤柱宽度较大时，在煤柱中央由于支承压力的叠加，应力大于γH，沿煤柱宽度方向应力呈马鞍形分布，弹塑性变形区及应力分布如图2。
Ⅰ―破裂区；Ⅱ―塑性区；Ⅲ―应力升高的弹性区
图2 煤柱应力分布示意图
（3） 当煤柱宽度较小时，煤柱两侧边缘的支承压力峰值将叠加在一起，煤柱中部的载荷急剧增大，应力均匀分布。
4、顶板支护管理
( 1) 严格掌握相关地质资料与开采条件，顶板安全检查最好制度化。
( 2) 加强支护质量管理，提高支护质量和保证支护阻力。
( 3) 搞好支架与围岩间的充填，提高支架的稳定性。
( 4) 及时减小空顶面积，必要时进行临时支护等措施。
5、防治采空区积水
( 1) 要查明矿井充水的水源条件，即矿体及围岩空隙的地下水、地表水、老窑水和大气降水，认真弄清矿区范围内含水层的富水情况，地下水的径流条件，矿井水的补给水源和隔水层的情况等。
( 2) 熟悉掌握矿井地质资料，做好矿井前期的涌水探测，对生产矿井应做好防、排、疏、截、堵的治理方针，合理选择排水设备。
( 3) 当井下开采遇到老窑或采空区积水、塌陷坑裂隙水时，除了留足够的保护煤柱外，还要采取及时充填、及时疏通管道排水等措施。
( 4) 在巷道掘进和煤炭开采时，必须坚持做到“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则，同时必须做到“有疑必停”，防止突水事故的发生。
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