综述露天煤矿边帮压煤的开采方法

作者简介：姓名：尚亮，性别： 男，民族：汉，籍贯：辽宁省阜新市，学历：本科，现有职称：采矿工程（露天开采），工程师，研究方向：采矿工程，从事工作：露天矿采矿技术。

摘要：在露天煤矿生产中，由于沿空留巷易导致大量的资源浪费，如何有效地减少其所带来的资源浪费，是目前我国矿山企业十分重视的问题。本文对露天煤矿的边帮压煤法进行了较为详尽的论述，包括陡帮开采法、边帮采煤机法、露天与井工协同开采法、井工平巷法等，并对边帮压煤法的技术参数和应注意的问题进行了分析。

关键词：露天煤矿；边帮压煤；开采方法

中国一次能源构成中，煤炭资源占有70%左右，是中国经济发展的主要动力来源。近年来，我国煤炭工业迅速发展，中国的露天煤矿井生产出了近20%的煤。在露天煤矿井中，挖槽开挖后必须将其回填或内排水，若不进行开挖，将会对周围的生态环境产生很大的影响。研究表明，我国煤矿开采中的压煤量约为40%。在国外，边帮压煤的开发与利用已经相当完善，而中国则稍显滞后，造成了一定程度的边帮压煤损失。因而，随著社会与科学技术的发展，露天煤矿旁帮压煤的再利用已引起人们的重视，必须尽可能地将其带出。

1边帮压煤采煤方法选择

煤炭开采是煤炭开采中最为关键的一环。井工平巷采煤法对沿空留巷将会对采矿的安全性及各种经济技术指标的合理性产生直接的影响；如何选择合适的开采方式，是实现矿井高产、高效、安全和现代化的重要保证。所以，煤矿开采方式的选用与设计，在制定相关法律、法规和行业规范的同时，还要综合考虑地质，技术，经济，管理，环境等方面的因素。综放开采对顶板的适应能力更好，且受壁厚改变不大。综合来看，使用综采可以很好地解决厚差的问题，而且还可以减少顶煤的浪费。

1.1煤体可放行

复合煤层中存在着大量的裂缝，这对顶板的冒放性是有利的；研究表明，顶煤失稳角度在65-115度范围内，顶煤的最优冒落角不能低于82.3度，而顶煤的真实垮落角在合理垮落角范围内，垮落的顶煤绝大多数都能落在支架的放煤口；由于煤系成分结构比较复杂，普遍存在11层夹矸，在其与煤之间的薄弱界面，这为顶板的安全帽落和回采提供了有利条件；通过对邻近地区同一煤层的回采经验，得出了覆岩具有“一放一放”的特点。

综合以上因素，得出了6层顶煤冒放性能良好的结论。在顶板冒落性能不好的情况下，为了改善顶煤的冒放性，可采取两道巷的超前预裂法。

1.2采煤方法比选

针对我国中厚、特厚煤层开采工艺的发展状况，以及此矿区6层的厚、赋存特征，综合考虑资源的有效回收率和安全性，采用了“分层综放法”和“一次全部采完”两种方式。从经济性和安全性两个方面，对上述两种开采方式作了比较。

1.2.1分层综放开采

从经济效益上看，运用分层综放采矿法，有如下几个方面的问题。

大量的煤柱漏失。在进行分层综放开采时，由于上部岩层产生了较大的应力集中，因而必须远离应力集中区，通常都要采取内断或外断的布局，这样会加大煤柱的损耗。隧道开挖量大，接续压力大。在进行多层综合开采过程中，因其装备服役时间的增加及开采数量的增加，每一次开采都要增设一台生产设备，因此，在设备投资方面，将会提高大约1.80亿元。提高了装备搬迁成本。采用分层综放法，与整层（一次采全厚）综放开采相比，多出2倍的机械移动量，单次搬迁成本为600万元，需要额外成本1200万。

从安全性的观点来看，采取分层综放开采，会出现如下问题。

下分层综放采采空区是一种极具危险性的开采方式。多年来的生产经验表明，同一煤层，一次采完较大厚度的采空区自然自燃概率较低，尤其是该区域易自燃且埋深较浅，上部综合放采过程中，因采动引起的地面裂缝将气体引入采空区，引发遗留煤自燃。上一层综放开采虽未发生自然发火，但因上一层综放开采未构成规整的“三带”且易诱发采空区片帮，且前一层放开后，上部采空区将被再次暴露，从而极大地增大了采空区的自然发火风险。顶板的治理困难；在分层综放开采中，上一层综放回采对底层造成损伤，而在下一层综放开采中，顶板大部分都是碎裂的。在进行分层采矿时，顶板受到上、下两个层面的采动作用，导致开采面向前推移，顶板出现了大量的垮落体，而在下一步的回采过程中，顶板的稳定性非常不好。二次采动作用下，沿空留巷会出现滑动现象，不能保证下一步实验工作面的安全开采。

1.2.2整层（一次采全厚）综放开采

从经济效益上看，全层综放开采的优越性是明显的。

整层（一次采全厚）综放比分层综放法可减少8000米的回采巷，300 m的切眼数，节约了开挖费用。解决了上分层与下分层之间预留煤壳和两层间的煤柱损耗问题。降低了装置的投资费用。整层（一次采全厚）综放采煤过程中，主要是冒落的顶煤，与同等生产能力的分层综放面装置比较，采煤机、刮板输送机、液压支架等装备具有作业周期短、过煤量小、便于维修和维修、提高设备的服役年限等优点。可以减少制造费用。同时，还可以减少切煤时所需的物料、电能，使每吨煤的生产费用大为下降。降低了装备搬运成本。整层（一次采全厚）综放开采只需要移动一次，比分层采煤节省了二次搬迁成本。

从安全性的观点来看，整层综放开采的优越性是明显的。

相对于分层式综采，整层（一次采全厚）综放采层数较低，这对复合煤层起到了很好的控制作用。降低了上覆岩层的管理难度。所谓的整层综放开采“直接顶”是一种坚固、完好且顶板控制相对容易的顶煤方式，被认为是一种优质的顶煤。相较于分层综放的开采方式，南帮巷道只受到一次采动作用，通过对边帮进行强化和全面监控，可以保  证工作面的安全生产。

2边帮压煤回收开采注意事项

2.1前期地质勘测

露天矿采用边帮压煤方式，既保证了开采的安全，又大大提高了煤炭的利用率。在露天矿实施边帮压煤作业前，必须对工作面进行细致的勘察，利用先进的勘探仪器，对工作面的地质情况有一个完整的认识。利用图像分析、数学计算等方法，预测露天矿周围可能出现坍塌的地段，并根据具体情况，制订出一系列科学、合理的开采计划，为今后的开采打下良好的基础。

2.2边帮压煤的开采推进速度

在露天矿开采过程中，开采计划与开采时间对边坡的暴露度有直接的影响，它直接关系到矿井的安全和生产效率。随着沿空留巷巷道的推进，工作面推进速率加快，坡体的曝露时间也随之缩短。若采矿速度越快，边坡越稳定，露出的时间越短。若不能 预测其发生的时机，就会给采矿带来一定的安全风险。

2.3煤炭运输路线设计

在煤矿生产中，交通是一个重要的组成部分。采矿与采矿是一个周期的，必须保证采矿的全流程处于一个平稳的环境中。煤在输送时会发生震动，震动频率高，容易诱发边坡失稳，严重威胁煤矿的安全生产。为使得交通线路更加合理，有关部门必须对线路进行仿真，从而得出最优的线路。

结语

对露天煤矿进行边帮压矸回收，是提高矿井综合经济效益的有效途径。目前，为了避免煤的浪费，必须保证沿帮压煤的有效回收。在实践中，要对其地质环境、压煤量、边坡稳定性等进行全面的认识，并与其具体的条件相联系，制订相应的采矿方案，选用适合的采矿工艺，将其装备的优点充分利用起来，从而极大地提高矿井的采矿效率，为企业创造更好的经济效益和发展空间。

参考文献：

[1]张先.露天煤矿边帮压煤回收开采方法研究[J].能源与节能，2023，（05）：128-130.

[2]李岚.某露天矿边帮压煤回收开采方法选择[J].中国矿业，2021，30（07）：194-198.

[3]陈云花，郭志浩，董辉.露天矿边帮压煤回收自移式充填挡浆设备研究[J].煤炭工程，2021，53（04）：20-22.

[4]李文国，刘鑫.露天矿边帮压煤无人开采导航技术应用研究[J].煤炭工程，2020，52（06）：59-61.