科学论坛 科学与财富 基于煤矿边角煤开采技术的应用分析 祁园园 ，韩万东ｚ （内蒙古科技大学矿业研究院鄂尔多斯市煤炭局内蒙古鄂尔多斯市０１７０００） 摘要：煤是我国主要的能源，也是我国出产最大的能源。但是煤炭资源毕竟是有限的，这就需要我们竭尽一切办法，加强对于煤炭资源的开采效率， 提高开采的回报率，进行边角煤的开采。本文对边角煤的开采技术进行分析，探讨如何在具体的煤矿开采中进行边角煤的开采。全文介绍了当前我国边角 煤形成的原因和当前的开采效益计算方法，并着重介绍了对于边角煤的机械化开采。 关键词：边角煤；形成原因；开采技术的应用 前言：当前，能源危机越来越影响到我国的经济发展，特别是在电力方 面的影响非常巨大。虽然我国探明的煤炭储备居于世界第一，但是，我们必 前，要根据边角煤的贮存状况和特点进行技术、器械的安排和实验，保证边 角煤的回收率；四、要根据边角煤开采的情况进行工作面的安排，充分利用 须未雨绸缪，对资源进行合理的运用。在煤矿的开采中，机械化的运作虽然 加快了煤矿开采的效率，但是也造成在一些地形复杂、角度较小的地方的 煤矿没有得到充分的开采。为了进一步的加强煤炭的开采效率，需要我们 对这些部分的煤矿进行合理的开采，加强我国煤矿开采的边角煤回收，实 现煤矿资源的可持续性发展。 一、边角煤形成的原因和开采分析 边角煤形成的原因包括自然和人为两方面的原因。在自然原因方面， 主要是受到断层和地质构造的影响，造成开采地段的复杂，无法布置规则 工作面；在人为方面，主要有三种原因，第一种是正规工作面的布置方式， 顺槽平行和切眼直交切片方法形成了边外三角煤。第二种是由于开采技 术，煤矿的矿井煤柱、采区煤柱等构成的有开采价值的边角区；第三种是一 些小煤窑非法越界开采，产生了大量的边角煤。这些边角煤一般都位于已 经开采过的正规工作面或者是断层等复杂地段，周边的岩体强度较低，破 碎程度增加，再加上边角煤的煤柱应力比较集中，所以巷道的维护比较困 难，同时作业的环境比较差。但是，这些边角煤的断块面积虽然比较小，数 量却比较多，根据统计，一般占煤矿总储量的１０％左右，对这些边角煤进行 开采可以延长煤矿的服务年限，促进矿井的可持续发展。 但是，我们不能盲目进行开采，要对边角煤的开采效益进行分析，以判 断在现有的技术情况下，应不应该对边角煤进行开采。首先，在现有经济体 制下，煤炭资源的价值是环境效益和自然价值之和。在自然价值方面，矿产 资源的开发主要会产生差级收益，由两部分构成，一种是企业开采所产生 的超额利润。二是企业在地里位置或者是运输条件上具有优势所产生的利 润。资源的价值就是开采所形成的净收益，代表资源预期开采利用对于社 会的整体增加值。所以，可以把整个资源的价值和潜在的社会净增财富值 作为资源评价的指标，边角煤的开采采用回采评价边角每块段的净现值来 衡量。公式如下： ｎ ＮＰＶ ＝Ｅ ＮＣＦ ／（１＋ｒ０） ，＝０ 其中，ＮＰＶ．表示边角煤ｉ段的资源净现值；ＮＣＦ，表示在地ｔ年回采边 角煤ｉ段资源的净现金流量；ｎ表示回采表焦煤Ｉ段资源所需要的时间；ｒｏ 表示基准贴现率ｌｌｌ。只有在公式计算大于等于１的情况下，边角煤在现有的 技术水平下才是具有开采价值的。 二、边角煤开采的原则 边角煤的开采条件十分的复杂，具有以下几个难点。首先，边角煤的块 段的形状尺寸是不规则的，主要有三角形、梯形、树叶形等形状，对煤矿开 采的方法、挖掘设备的选择等都会造成巨大的影响；其次，煤层的厚度变化 呈现不稳定性，受到断层、冲刷带的地质影响较大。造成开采安全性的降低 和开采进度的限制：最后，开采条件十分的复杂，包括周边采空区所造成的 压力、顶板的破碎、瓦斯、火等灾害。 所以相比于正规的煤矿开采，边角煤的开采具有以下特征。首先，工作 面的长度短，难以使用综合性的开采设备，不利于进行机械化的生产：第二 工作面的推进长度较短，回采率不高，储量较少，搬家移面频繁；三、边角煤 分布较为分散，并没有规则，开采的巷道布置困难，很难生成生产系统；四、 回踩面临己采区域的破碎带，容易产生安全事故。所以，对于边角煤的开采 要遵循一定的原则，确保人员、设备安全。主要有以下几方面的要求。 首先，要充分发挥现有的技术水平和生产系统，进行小投入、合理的经 济规划，同时要以集中生产和管理为主；二、要保证施工的整体规划性，确 保在进行边角煤的开采后，可以进行正规工作面的回采；三、在进行开采 — ３６２ 现有的巷道系统，合理的布置回采巷道；五、在工作面配套设施的选择上， 基于边角煤的特点，尽量选择轻便、灵活、容易搬运的器械；六、如遇到顶板 压力增大、支架折损或者是由于地址构造复杂以及断层难以通过的情况， 可以提前撤出社会，并另开切眼进行开采；七、对于形状较为复杂，很难进 行机械布置的不规则煤段，可以采用其他的开采技术，比如房柱式采煤法 等。 三、边角煤开采技术 在进行具体的开采时，首先要根据相关的地质和地形进行具体的巷 道、工作面的设计，这一设计要与安全和易搬运为主。首先，把工作面上的 切眼导硐和顺槽等掘出，然后再把切眼凿出，形成工作面的回风和煤流运 输系统。在进行进风通道和联络巷的选定［２１。根据上文中提到的开采原则， 这一系统的设计要尽可能的利用当前的建造设施，可以在已有系统的基础 上进行具体的设计，但要注意与工作面的轨道顺槽相连，构成整体的工作 面辅助和进风系统。根据开采的进程，可以自行决定开采的顺序。但是要注 意充分的利用巷道的安排，尽可能的减少巷道的掘进量。要注意在开采的 过程中合理的利用好支架 支架的采用有助于开采的安全性，可以把工作 面布置成不等长的台阶状或者是不规则的形状，同时把皮带顺槽进行直线 的布置，端头不必设置支架。 在调面方面，先要设置好工作面刮板运输机，然后合理的进行定线，采 用只进机尾不进机头的推进方式。整个调面的方式要采用大斜刀调面的方 式进行，根据支架的拉移情况和运输机的移动放向进行。在这一过程中要 注意对于运输机的控制，保证运输机顺槽内准在即和运输机的合适搭接程 度，确保运输机可以准确及时的向机尾的方向移动。在回采时，要根据现场 进行供液管的实时监控，保证支架支顶的严实强度，支架必须始终处于良 好的工作状态。同时，支架需要具有一定的伸缩量，如果发生工作面压力异 常的情况，推进的速度必须要快，并可以对采高进行控制，对工作面的支护 强度要大。针对过老巷的情况，要提前做好准备，避免出现破碎不良、冒顶 等现象＿引。同时还要对工作面围岩的情况进行分析与监视，着重分析对支架 初撑力工作阻力的分布、巷道顶板和两帮围岩变形情况。 当前由于开采技术的进步，开采方式的变化导致不规则边角煤的种类 繁多，搁置时间相差较大，给工程造成了一定的困难。针对这一情况，我们 不能墨守成规，要根据有具体的施工情况进行施工安排。 结语：本文探讨了边角煤形成的原因，并给出了计算边角煤是否要进 行开采的计算公式。同时面对边角煤复杂的情况，分析了具体应该遵循怎 样的开采原则，并给出了一些边角煤的开采技术指引。但是边角煤的形成 是十分的复杂的，只有针对具体的工程才能设计出合理的开采计划。希望 施工队伍能根据具体的开采情况对本文进行合理的借鉴。● 参考文献 ［１］姜文杰，郝象鹏，王文忠．综放工作面安全高效旋转开采技术［ ．中国 煤炭学会开采专业委员会．煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开 采专业委员会２００６年学术年会论文集ｆｃ】．中国煤炭学会开采专业委员会：， ２００６：５． ［２］罗广利，张云宁．厚煤层采区边角煤开采实践［Ａ］．中国煤炭学会．第３ 届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集【ｃ１．中国煤炭学会：，２００８：４． ［３】叶根喜，姜福兴，刘鹏亮．边角煤高回收率高效开采工艺设计与优化 ［Ｊ］．北京科技大学学报，２００７，０７：６５５—６５９．