摘要：20 世纪80 年代后期，煤矿如雨后春笋遍地生根，加之小煤矿私采乱挖、超导越界现象时有发生，致使相邻的国有煤矿资源受到严重破坏，迫使部分国有煤矿存在吃肥弃瘦、向更深煤层延深的现象，从而形成与小煤矿竟相争夺煤炭资源的怪象，导致部分上层极近煤层矿资源“呆滞”，严重影响了煤炭资源的综合利用。
关键词：近距离煤层；开采技术；
针对煤矿实际情况，掌握开采的基本原则和主要技术问题，使开采设计方法与时空参数、安全技术措施科学合理，满足工程设计需要，为以后开采积累数据和经验。
一、影响开采的主要因素
1.煤层倾角。煤层倾角主要影响采场上覆岩层破坏的空间形态。因采区属于缓倾斜煤层，采场顶板岩层在垮落后就地堆积，在采空区边界，由于煤柱支撑，剪切应力大，因此在采空区边界处，垮落带及裂缝带发育较中部高。导致边界处下沉不充分，但由于在上方砂岩及平衡岩层结构的保护下，采空区边界处顶底板没有发生错动和台阶下沉。
2.采动间隔时间。煤层采出之后，上覆岩层垮落、移动至移动稳定，有一个时间发展过程。当上覆岩层为坚硬岩层时，裂缝带发展到最高后，达到稳定，一般历时2～ 4个月；顶板为中硬岩层时，裂缝带发展到最高后，达到稳定，一般历时1 ～ 3 个月；当顶板为软岩层时，裂缝带发展到最高后而达到稳定的时间一般为1 ～ 2个月。如果没有足够的间隔时间，即使有足够的层间距，开采上层煤也会遇到困难。
3.岩层及层间结构。岩石力学性质及层间结构影响上覆岩层破坏的高度，当顶板岩石硬度较高时，垮落带和裂缝带的发育较高。在垮落过程中，顶板下沉量较小，采空区空间高，垮落过程较充分。因此，岩层主要以断块充填采空区；当顶板岩石强度较低时，在垮落过程中，覆岩下沉量较大，采空区高度不断缩小，垮落过程发展不充分，主要以岩层弯曲带充填采空区，因此，垮落带及裂缝带发育较低。煤层应位于下煤层最近的平衡岩层之上是上行开采顺利进行的必要条件。
4.采高是影响上覆岩层破坏状况及其高度的根本原因。工作面采高越大，采出的空间越高，采场上覆岩层结构可能获得平衡的几率就越小，势必导致采场上覆岩层的严重破坏。一般采高越大，上煤层的下沉越大，各种变形值也增大。开采单一煤层时，垮落带与采高基本上成正比关系。在层间距一定的情况下，采高越小，越有利于上行开采。采煤方法是控制上覆岩层破坏高度的重要因素，在采煤方法中，顶板控制方式决定着上覆岩层破坏的空间形态和高度，全部垮落法控制顶板时，影响程度要比其他顶板控制方式大。
二、近距离煤层开采技术
1.采煤机割煤、装煤。采煤机采用双向割煤，以截齿旋转破煤，螺旋叶片旋转装煤，往返一次进两刀，采煤机进刀方式采用中部斜切进刀，进刀段长度不小于30 m，截深0.6 m，割煤时前滚筒割顶刀，后滚筒割底刀，两滚筒旋转方向相背，煤壁要割平直，伞沿最大突出部分不得超过200 mm。割煤时必须做到先开水后开机、先停机后停水。
2.端面破坏规律的相似材料模拟试验研究。模拟回采工序、端面距、煤体强度等因素，对端面煤体破坏的影响以，为支架架型选择、合理工作阻力确定提供依据。1）回采工序。软煤端面破坏往往先产生架前冒顶，使端面无支护自由面扩大，而后出现煤壁片帮.所以在支架的架型设计和工序安排时应注意及时移架，支护顶煤。工作面端面割煤，端面距较大时，此时无支护空间加大，顶煤压力点前移，造成支架前柱压力加大，载荷升高。此外，邻架降柱也会对支架造成载荷增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆架后放煤开始对后柱有一定影响，造成局部载荷升高，当架后顶煤完全放空后，后柱载荷减小，表明放煤工序对前柱影响不大。2）端面距。端面距是影响端面冒顶的重要因素之一，软煤顶煤处于无支护状态，空顶距愈大，愈容易造成端面冒顶、片帮。因而，保持工作面端面顶煤的完整性，及时封闭顶煤是防止端面片帮、冒顶的关键.从试验结果可以看出，当端面距较小时，煤壁基本完好。随着架后放煤，架前割煤，端面上方及煤壁出现裂痕，先在支架端面上方出现抽冒，导致煤壁片帮。3）煤体强度。对于“三软”厚煤层来说，端面煤体稳定性直接取决于煤体强度.煤体强度较小，容易造成上覆顶煤破碎变形；煤层愈软，裂隙愈发育，煤壁片帮愈严重，端面局部冒顶亦愈严重.
3.开采工艺参数。其合理开采长度需考虑以下两方面因素：1）工作面推进速度，属极软煤层，推进速度是直接影响工作面围岩控制情况的关键因素之一，为了减少煤壁片帮和端面漏冒的影响，根据现场日常矿压观测的实际结果，应确保推进速度大于2.4 m/d。2）正规循环作业.为实现矿井顺利达产和有利于工作面围岩控制，进一步确保工作面的安全生产，要求一个圆班“四刀两放一检修”，坚持正规循环作业，力争完成3 300 t/d 的生产目标.最终将工作面合理长度确定为135 m。3.2 注水工艺属“三软”煤层，在工作面回采过程中，煤壁易于片帮和引起端面漏冒事故的发生。通过改变煤体的性质来防治煤壁片帮的出发点就是提高煤壁的黏聚力和抗剪强度、降低抗压强度。针对煤体注水可以达到这一效果。通过注水改变煤体的力学性质，是防治煤壁片帮与端面漏冒的主要技术措施。煤壁注水后，前方煤体的力学性质发生改变，使其黏聚力和抗剪强度增大，抗压强度降低；可使支承压力峰值区前移，减轻对煤壁的压力。
4.顶煤控制工艺。为了确保工作面高产高效和安全生产，在合理注水工艺前提下，应加强对顶煤的控制。1）充分发挥支架的初撑能力，防止离层。2）保证工作面正常推进速度，实现正规循环作业，避免煤体发生片帮.3）开采过程中应严格控制采高，正常回采期间保持在2.8 m 左右。4）及时“带压”甚至“ 增压”擦顶移架，移架严禁超出邻架侧护板。5）架前片帮、冒顶严重地段，架设超前挑棚。过断层期间采用煤机平推硬过，下盘破底，上盘逮下煤层顶的方法进行回采。过断层工艺流程：煤机过断层带期间，要及时伸出支架伸缩前梁超前支护顶板，并及时拉超前架支护新暴露出的顶板.若煤壁端面距大于340mm，需人工超前架设走向棚时，其梁采用规格为200 mm ×2000 mm 的半圆木，腿用DZ25-25/100的单体液压支柱，一梁一柱，棚距为（700 ±50）mm。待降液压支柱收回支架伸缩前梁，把半圆木一端放入梁窝内不少于300 mm，另一端迅速搭在支架前梁上不少于300 mm，并及时用塘柴、笆片等背严顶，迅速升起液压支架，及时在煤壁侧栽腿，用板皮大笆等将煤壁封严背实后方可进刀回刀。受断层影响，必须峒峒保持提车趋势进行回采.提车段采用煤机上滚筒挑顶，下滚筒破底的方法进行。过断层带期间，确保工作面“三直一平两畅通”，为防止煤壁端面出现片帮、冒顶，煤机过后及时伸出支架伸缩前梁打开支架护帮板超前支护顶板，并滞后煤机5～8 架顺序推车，滞后8～10 架顺序移架。
开采试验成功为矿区提供了上行开采的基础数据，特别是为深井开采有冲击矿压倾向的矿井开采提供了思路，对以后有效地防止冲击矿压灾害，提高矿井和矿区的安全生产水平奠定了基础，为延长矿井服务年限和回收煤炭资源提供了一种开采模式，具有重要的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]李明忠，刘珂珉，曾万昌，等.大采高放顶煤开采技术及其发展前景[J].煤矿开采，2016，11（5）：28-29.
[2]张涛，张刚，李金霞，等.近距离煤层开采巷道布置优化研究[J].矿业研究与开发，2017（5）：112- 113.
[3]朱涛，张百胜，冯国瑞，等.极近距离煤层下层煤采场顶板结构与控制[J].煤炭学报，2018（2）：88- 89.
论文作者:刘献武
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/8
标签：端面论文; 煤层论文; 岩层论文; 顶板论文; 工作面论文; 支架论文; 采空区论文; 《基层建设》2019年第11期论文;