加强煤矿采掘生产现场的煤质管理,要做好采区布置、掘进工作、回采工作等方面的管理。
要想搞好质量管理需下很大工夫。影响煤炭质量和工程质量的大部分问题都发生在生产现场。班组在采煤生产第一线,若加强生产现场的质量控制,就抓住了提高产品质量的关键。
煤矿井下煤质管理是煤质管理工作中的重要环节,特别在当前我国洗煤能力与原煤生产能力不相适应的条件下,搞好井下煤质管理特别重要。井下煤质管理的内容很多,开采出来的毛煤质量,首先取决于煤层的自然赋存条件,即可采煤层自身的发热量、硫分、挥发分、胶质层厚度、内在灰分和内在水分等物理与化学性能,这是开采方法不能改变的,但决定了煤炭产品质量的主要指标,即灰分、含矸率、粒度、水分等,又与矿井的开拓布置、开采设计、采煤方法、采掘工艺、排水、运输等一系列工作有关,所以,要从各个方面采取提高毛煤质量的措施,力求在煤炭生产过程中,减少外在矸石和外在水分的混入,保持适度的煤炭块度,使煤岩分离、煤水分离、块度合适,以确保毛煤质量的稳定与提高。
1、采区布置
(1)采区和回采工作面要尽可能避开断层、火成岩带、陷落柱和其他大的地质构造,尽可能防止在地面河流、湖泊或强含水层下面开采,避免矸石和水混入煤中。所以,井田和采区的划分要尽可能利用地质构造、煤层露头、地面河流,煤层走向和倾角急剧变化处作为天然境界。
(2)井田或采区要有完整的矸石贮运系统,确保煤炭和矸石的分贮分运。
(3)采区要有完整的排水系统,保持水沟畅通,煤水分运。对探明的采空区积水和顶、底板含水层的蓄水,要采取措施堵住或避开,也可通过放水钻孔和排水巷道将水引入井底水仓。溜煤眼和煤仓入口处的四周,要构筑淹水沟,确保外来水不流入溜煤眼和煤仓,更不难以溜煤眼代替放水眼。
2、掘进工作
(1)煤巷和半煤岩巷掘进时,要尽可能不崩碎顶、底板和夹石层。炮眼布置、装药量爆破顺序、掘进工艺和工序安排要便于拣矸、煤岩分装、分运和增加块煤率。
(2)煤巷掘进遇到断层、褶曲等地质构造和夹石层在巷道断面中占的比重太大时,要单独处理,做到分掘、分装、分运。
(3)煤巷掘进过破碎带或伪顶较易脱落时,要顺巷道顶打入前探梁。若顶板破碎严重,要加铺金属网或其他材料,并紧跟支柱架棚,超前维护好顶板。
(4)薄煤层掘进需要打底或挑顶时,要采用台阶式掘进,使煤层超前于岩层掘进,做到煤、岩分掘、分装、分运。
(5)对有条件在巷道两侧或底部开凿贮矸洞的,可每隔一段距离凿打一个贮矸洞,把矸石存在洞内。
(6)用掘进机掘进的巷道,一般以防止或减少破顶破底为主。
3、回采工作
回采产量通常占矿井煤产量的80%以上,回采产量的煤质对矿井煤质有较大的影响。所以,搞好回采过程的煤质管理,减少在回采过程中外在矸石和外在水分混入煤中,并保持合适的块度,这是提高矿井毛煤质量最重要内容。
(1)搞好顶板管理
①对易碎顶板,要根据顶板支护要求确保支架有足够的支撑力,同时,还要求加大支架和顶板的接触面。若缩小一次落煤进度,缩短排距和柱距,加大柱帽或改点柱为棚梁。按顶板破碎程度,在棚梁顶加背板、小板或
金属网等,减少顶板的裸露,使支撑力均匀分布。
②对随采随落的易碎顶板或伪顶,要采取超前支护的方法。
③综合机械化采煤的工作面,对易破碎顶板应采用掩护式液压支架或支撑掩护液压支架。顶板破碎严重时,还要在支架上加铺金属顶网。在工序安排上,要采用割煤后先移支架再移刮板输送机的作业程序,尽可能缩短
采煤机割煤与移架的距离,做到随割煤随移架,并尽可能缩小支架端头与煤壁之间的距离。
④厚煤层采用分层采煤法时,要加强对再生顶板和人工假顶的管理。对采用人工假顶的工作面,要注意假顶的铺设质量,或在铺金属网时,在网下加设垂直于工作面煤壁的底梁,并回清采空区的柱子,以便下分层回
采,避免采下分层时假顶损坏和漏矸石。
(2)改进炮采工作面的爆破技术
①炮眼要做到“三不打”,即不打在顶板上、不打在底板上、不打在夹石层里,防止把矸石崩得过碎,以便于拣矸。
②炮眼的位置、角度和装药量必须统筹考虑煤层的厚度、硬度、顶底板和夹石层情况,保持煤的合适块度,增加块煤率
③对破碎顶板要做到:缩小一次落煤进度;少装药或煤垛间隔爆破的方式。
(3)妥善处理煤层中的厚夹石层
缓倾斜和倾斜厚煤层,可将厚夹石层作为天然假顶进行上下分层采煤;也可采用台阶采煤法分采,先采夹石层上面的煤,再采矸石,后采夹石层下面的煤,这种采煤法对煤层厚度适应性大,而且不一定要求夹石的岩性
坚硬,夹石位置处于上、中、下时都可适用,台阶数可以两个及以上。
(4)改进机采工作面的采煤机制煤工艺
①合理操作。在采煤机滚筒直径小于采高的条件下,如果发生采煤机制顶,可降低机组牵引速度,或把输送机靠采空区一侧稍为垫高,使机组微向煤壁倾斜。如采用可调滚筒采煤机,可调节机组摇臂,降低滚筒,防止
割顶。如果发生采煤机割底,可适当加快机组的牵引速度,使滚筒漂起,而可调滚筒采煤机则可调节摇臂,将滚筒抬高,防止割底。
②选择合适的截深。煤层厚度小于1.2m时,截深以0.8m左右为合适;煤层厚度为1.2m~2.5m时,截深可为0.6m左右;煤层厚度为2.5m~3.5m时,截深可为0.5m。
③停止割煤时,要及时关闭防尘用水,避免混入煤中的水。
④综采工作面如果发生小断层、小褶曲或煤层局部变薄、底鼓等情况,采高小于液压支架最小高度,液压支架不能通过时,要算经济账,全盘考虑。
⑤如果煤层落差小于采高,褶曲或煤层局部变薄长度不大并有条件处理时,可组织专门小组超前处理,为采煤机和液压支架的前进创造条件。
⑥如果超前处理各种地质构造影响工作面推进速度和产量时,要考虑用大功率采煤机强行通过,将混有矸石的煤提至井上处理。
参考文献
[1] 郭奉贤、席振修:煤矿开采与掘进,北京,煤炭工业出版社,2008.10.
[2] 郭奉贤:采矿生产技术,北京,煤炭工业出版社,2010.11.
[3] 程功林、汪佑武:煤矿开采技术,徐州,中国矿业大学出版社,2010.2.