煤矿复采技术分析

煤矿复采技术分析

摘要结合多年工作经验，对煤层复采的各种适用技术方法进行分析。

关键词复采；回收率；采煤方法

我矿煤采地层为三迭纪安源组，主要为A16煤层，A16煤层由上、中、下、三分层组成，采高为3M 以上，在过去的回采中，受支护条件的限制，一般只回采上、中分层，本着充分利用现有井下开采条件和最大回收煤炭资源的原则，近三年一直尝试回采A16下分层，经过几年反复改进回采方法，回采A16下分层安全技术日趋完善，回采A16下分层煤量每年可达5万左右，共实现利润达1000万元以上。

因此，提高资源回收率在当前形势下显得非常重要。进行矿井复采，能够有效保护和充分利用煤炭资源，是提高煤炭回采率的重要途径。同时，对于煤矿企业本身来讲，复采能提高经济效益，有效缓解矿井的采掘接替，尤其对于衰老矿井，能延长其服务年限。

1 复采的优势

从掘进方面来讲，各种巷道如开拓与准备巷道大部分都比较完好，部分只需进行小的修复即可供复采利用；其次，从生产系统来讲，先前的通风、排水、供电、运输等系统均已具备，在复采过程中，只要进行小的修整即可投入使用，因而节省大量成本。大多数矿井在生产的各个时期，由于主客观方面的种种原因以及多种因素影响，造成了采空区残存大量煤炭没有回收。随着开采技术、煤炭深加工理论等的进步，其中大部分的残存资源是可以重新加以回收利用的。这些可复采煤量大致分为次煤、残煤、压煤和潜在煤。次煤主要指质量较差的煤，如灰分高、发热点低、火成岩侵入的区段或煤层。随着深加工条件与技术的改进，这部分煤炭已具备了开采价值，应当加以复采回收。

残煤又可分为以下几类：

1）限于自然构造残留的煤。这部分煤量主要包括断层带、淋水带保护煤柱；含水层下方的煤层；因涌水量大而被迫封闭的采区或区段。这部分煤炭可以在不利因素消除后，有计划地安排回收。

2）限于开采条件残留的煤。主要包括保安煤柱、区段煤柱、采区煤柱、水平煤柱、井筒及工业广场煤柱；其次，还有回采中损失掉的浮煤，如综放时无法有效放出的煤炭，由于采高限制无法采出的顶、底煤，以及由于分层开采时产生的分层间呆滞煤。对于各类煤柱，要适时、适宜地进行统计与规划，在一定条件下，考虑进行煤柱回收。比如，当某一采区资源濒于枯竭时，就应当有计划地利用现有的生产系统对采区内各区段煤柱进行复采。

3）限于经济利益残留的煤。由于在初始开采过程中，由于种种原因，导致采厚弃薄、采易弃难的情况，损失了大量的煤炭资源。这一部分煤量由于只是相对经济效益较小，而其煤层赋存情况可能并不复杂，在目前开采技术条件完全有能力回收，因而有必要进行复采。

压煤主要是指“三下煤”，即水体下、建筑物下、铁路下的煤柱，其储量非常可观。据国有重点煤矿不完全统计，我国“三下”压煤量达137．9亿t，其中建筑物下压煤87．6亿t。开采初期，出于安全、开采技术及其它方面的原因，无法进行这些煤炭的回采。进行“三下”煤层复采，应当以绿色开采技术理论为指导，采取相应的采煤工艺与方法。

潜在煤主要是指未探明的、储量相对较小的、通常赋存于地质条件复杂矿井中的不稳定煤层。由于煤层厚度不稳定且连续性较差，导致在初次回采过程中开采不到位而使煤层遗留。对于此类潜在煤量，应当遵循“边找煤，边复采”的原则有组织地进行回收。

2 复采的采煤方法

进行煤层复采时，为保证安全、高效地进行资源回收，应当优先选用机械化采煤工艺。通常情况下，采用短壁式或者房柱式采煤法，且以壁式开采法优先。随着绿色开采技术体系的逐渐形成，充填式采煤法与煤地下气化法是残煤回收的有效途径。

1）壁式采煤法。对于机械化程度高、装备水平好的大、中型矿井和一些有条件的小矿井，应当优先选用壁式开采法。如果工作面长度可以布置在80m以上时，可以考虑使用走向或倾斜长壁开采法；而长度在80m以下时，选用短壁式开采。在开采工艺上，采取机械化先行的原则，当条件具备时首选综采，其次采用高普或普采，再次是炮采。这样的选取原则有利于保证安全生产并提高资源回收率。

2）柱式采煤法。柱式采煤法的特点是：工作面长度较短，而数目多，可同时有多个工作面同时推进；回采过程中没有采空区处理工序，采场支护容易，采、装、运工序较为简单。但柱式采煤法回采率低，工作面通风条件差，掘进与回收煤柱时存在多头串联通风现象，安全隐患大。故只有布置壁式工作面有困难时，在采取了相应管理、技术措施并能保证安全的前提下，才可以考虑采用柱式开采法，而且要优先选用房式或者房柱式，避免采用巷柱式等落后的采煤法。柱式采煤法作为煤层开采的一种方法，虽然存在回采率低的问题，但是其在残煤回收中的地位却是非常重要。

3）充填式采煤法。充填式采煤法主要作为开采“三下”煤层及特殊煤层的开采方法，且在实际生产中得到了良好应用，尤其是水力充填式采煤法。采用充填采煤法时，开采导致的地表下沉量小，能够起到保护地表构筑物的作用，且采煤工作面顶板压力小，采空区内不易引起自然发火，因而具备相当优势。然而，水力充填也有充填系统复杂开采成本高、机械化程度低等缺点。但是，考虑到水力

充填的特殊作用，它仍是不应忽视的采煤方法。特别是在水源充足的地区，如能利用废弃材料（如矸石、粉煤灰等）代替砂子以降低充填成本，并能增加土地复垦和改善环境的话，该法仍是一种有发展前途的采煤方法。尤其是近来正在发展的膏体充填采煤法，克服了水力充填的一些缺点，有望成为矿井复采的新途径。

4）煤地下气化。煤地下气化不需要大量的井下人工作业与加工设备，且消除了开采过程中的环境污染与多种不安全因素。在复采过程中，如有可能进行地下气化开采，则可以使资源利用率更高。但是目前，煤的地下气化仅仅限于工业性试验阶段，只在个别衰老矿井复采中进行了试验并取得了一定效果，因而在推广应用之前，还需要投入大量资金对一些技术难题进行研究和试验。但是，作为一种经济、高效地采矿方法，其在不久的将来必将作为一种高效复采方法得到广泛应用。

3 结论

实施矿井复采，不仅能提高资源回收率，而且能够延长矿井的服务年限，提高企业经济效益。复采的优势，在于可回收资源量，开采成本低、经济效益高。同时，复采过程中也面临着各种问题，例如矿压、瓦斯、水等。因此，不同矿井应根据本矿实际情况，合理地选择相应的采煤方法，并加强技术与管理措施，在保证安全的前提下，进行资源的有效回收。由于初次回采过程中，顶、底板遭受了一次以上采动影响，均比较破碎，加之采空区水文地质条件复杂，瓦斯积聚的可能性较大，且采空区易造成地下水汇集；同时，在复采过程当中，还要进行一些改造、修补巷道工作，这些因素都将影响到复采的正常进行。因此，进行复采时，应当加强复采区段的地质研究与技术、管理工作，确保安全生产。

朱爱喜，1985年江西煤校毕业，采煤工程师，铺前煤矿副矿长。