整合矿区复杂地质条件下采煤方法及安全开采技术
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【摘 要】针对整合矿区地质条件复杂、技术资料缺失的实际，阐述了整合矿区科学合理安全开采的关键技术措施。
1 整合矿区采煤方法、回采工艺与安全开采技术浅析
1.1 整合矿区的开采地质条件
肥城矿业集团张家口能源公司所整合的蔚县35家煤矿均为生产能力在6万吨/年以下的小煤矿，原煤矿均为个体户开采，生产规模小，采用残柱式采煤，巷道支护形式均为木棚支护，梯形断面。井下采用畜力拉车运输，开采技术落后，生产方式简单，井下存在着乱采乱掘的现象，原开采方式均破坏了煤层的整体性，造成现井下采空区多，而且技术资料不全，原开采情况掌握不清，地质条件复杂，煤层断层多，局部赋存不稳定，存有鸡窝煤状，给巷道掘进和工作面回采带来困难，蔚县矿区没有可借鉴的其它采煤方法与回采工艺。
1.2 整合矿区的采煤方法与回采工艺的选择
1.2.1 采煤方法选择的原则
选择采煤方法应当结合具体的矿山地质和技术条件，所选择的采煤方法必须符合安全生产、经济合理、煤炭回采率高的基本原则。
1.2.2 整合矿区安全开采选择的采煤方法与回采工艺
根据蔚县矿区的地质条件、煤层赋存情况、开采技术条件，选择单一走向长壁采煤法，回采工艺选择高档普采与炮采相结合，最大限度的回收煤炭资源，确保取得较好的安全与经济效益。
2 蔚县整合矿区的安全开采关键技术
2.1 选择科学合理采煤方法与回采工艺、科学合理组织生产是实现复杂地质条件安全高效开采的前提
针对蔚县矿区的实际，首先要查清地质情况，对煤层的赋存情况、地质构造，采空区情况进行掌握，采取物探、钻探等手段，对煤层赋存进行探查，对工作面巷道要进一步优化，掘进要及时搜集资料，为选择回采工艺奠定基础。加强现场生产组织管理，特别是加强技术管理，针对较为复杂的现场地质条件，必须及时采取科学的技术措施。
2.2 根据回采工艺选择科学合理的支护方式、支护密度，抓好支护质量，保证支护强度，及时进行科学的监测监控，是实现复杂地质条件安全高效开采的保证
根据回采工艺，选择科学合理的支护方式，对于普采和炮采工艺，一般采用单体液压支柱配合金属铰接顶梁齐梁齐柱或错梁错柱的支护方式，严格支护密度（支护强度）的验算，针对没有可参考的矿压观测资料，对每个工作面进行科学合理的支护设计计算，选取支护参数时适当增大安全系数，在工作面推采时，并根据该工作面的矿压观测情况，及时修改补充支护设计，保证了支护设计的科学合理，满足了现场要求。抓好工作面的支护质量，及时科学的监测监，加强采煤工作面两个质量（支柱维修质量和支架支设质量）、三个环节（泵站压力达到18MPa；新支设的支柱必须进行二次注液，达到初撑力；支柱必须穿铁鞋）的管理。
2.3 严格落实矿压观测及三量观测的有关内容，做好初压预测预报工作，及时分析掌握矿压显现规律，加强工作面老顶初次来压与周期来压时的顶板管理，确保工作面特殊时期的安全回采
加强工作面三量观测和矿压观测，收集矿压资料，对于每一煤层的首采区首采工作面、每个初采工作面都必须进行三量观测，收集整理三量观测资料，及时进行初压预测预报工作。坚持支护质量与顶板动态监测，掌握老顶活动规律、初次来压和周期来压步距，适当加大工作面支护强度。加强控顶区内的顶板控制，防止控顶区内顶板产生断裂，支架变形。
2.4 加强工作面过老巷、老空区面前顶板管理，抓好坚硬顶板的强制放顶是顶板管理的关键之一
加强工作面过老巷、老空区的顶板管理，编写专项安全技术措施，采取假设木垛，间套钢梁、支设倾斜抬棚、增支丛柱等加强支护的方式，必须对面前进行严密背顶，支柱初撑力达到规定的要求，尽量缩小工作面的端面距，并及时支护，防止出现面前漏顶和台阶下沉，工作面推采要尽量加快推进速度。抓好坚硬顶板的人工强制放顶，确保安全回采，面后悬顶的管理是采煤工作面安全管理的最重要环节之一，必须及时对面后悬定进行人工强制放顶。
2.5 加强“一通三防”管理，抓好瓦斯等有害气体的治理和防灭火管理是实现安全回采的重要措施
加强工作面老巷、老空的探查工作，确保工作面过老巷、老空时瓦斯等有害气体符合煤矿安全规程的规定，鉴于工作面采煤时探查老空、老巷时比较困难，影响生产，因此，在掘进巷道布置工作面时，就要充分考虑工作面回采时有关过老巷、老空的探查工作，工作面上、下两巷掘进时必须探查清楚工作面内的地质情况，工作面设计面长不易过长，科学合理长度为80-100m，这样掘进是就能对整个工作面内的老巷、老空探查清楚，及时上图，在工作面回采是进一步超前探放其瓦斯等有害气体情况，探查时编制有关安全技术措施，并按照措施要求进行处理。
2.6 加强防治水管理，抓好老空积水探放是实现工作面安全生产的重点环节
工作面老空积水包括两方面：一个是，顶板老空积水，即上覆煤层的老空积水；另一个就是，本煤层内的老空积水，必须对上述积水全部疏放完毕，工作面方可回采。
2.7 根据现场地质条件实际，科学合理设计工作面长度，加强生产组织和安撤工作面的管理，杜绝两个工作面同时按撤，尽最大限度的减少因搬家撤面而影响矿井的产量。
3 结语
选择科学合理采煤方法与回采工艺、科学合理组织生产是实现复杂地质条件煤层安全高效开采的前提；根据采煤方法和回采工艺，合理选择工作面支护方式、支护密度，抓好支护质量，保证支护强度，及时进行科学的监测监控，是实现复杂地质条件煤层安全高效开采的基础；严格落实矿压观测及三量观测的有关内容，做好初压预测预报工作，加强工作面老顶初次来压与周期来压时的顶板管理，确保工作面初压、周压时期的安全回采，加强工作面过老巷、老空面前顶板管理，抓好坚硬顶板的强制放等是实现复杂地质条件煤层安全高效开采关键；加强一通三防管理，抓好瓦斯等有害气体的治理和防灭火管理，是实现复杂地质条件煤层安全开采的重要措施；加强防治水管理，抓好老空区积水探放是实现复杂地质条件煤层安全高效开采的重点环节。