近距離下層煤工作面合面開采技術(shù)研究

孫磊

摘 要 針對目前我國煤礦近距離下層煤的實(shí)際開采狀況，對下層煤的工作面進(jìn)行了合理優(yōu)化設(shè)計，并在實(shí)際中進(jìn)行合面開采嘗試，表明通過下層煤工作面合面開采技術(shù)進(jìn)行開采，能夠有效地減少工程的挖掘量，不僅能夠降低巷道支護(hù)的成本，而且大大縮短了工作面的維持時間。

關(guān)鍵詞 近距離；下層煤；工作面合面；開采技術(shù)；研究

中圖分類號：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0050-01

我國的近距離下層層資源豐富，全部可采儲量的20%左右來自于對1 m～3 m以下煤層的開采，尤其是以南方煤礦的開產(chǎn)量為主，且煤質(zhì)較好；相對于南方煤礦而言，北方的地下煤礦分布范圍比較廣，并且存儲量較大。由于厚煤層的煤礦被開采的接近枯竭，因而近距離下層煤的開采技術(shù)就越發(fā)顯得非常重要了。自從我國在20世紀(jì)60年代進(jìn)行開采下層煤煤礦資源以來，經(jīng)過一代代人的不懈努力，在實(shí)際煤礦開采中積累了豐富的近距離下層煤開采的操作經(jīng)驗(yàn)；特別是在最近幾年中，隨著近距離下層煤資源開采產(chǎn)量逐年遞增，對開采設(shè)施與技術(shù)有了較大的改進(jìn)，引進(jìn)了國外先進(jìn)而高效的采煤設(shè)備，前所未有地提高了工作面采煤工作的自動化水平，能夠?qū)崿F(xiàn)對開采狀況的遠(yuǎn)距離控制，每日產(chǎn)量可達(dá)到100萬噸。

就目前來看，一些近距離下層煤的工作面布局制約著開采工作的順利進(jìn)行，在工作面的設(shè)計中存在有工作面巷道使用內(nèi)錯式布局、工作面傾向長度短、巷道的挖掘工程量較大以及可采儲存量較低等問題，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足現(xiàn)在先進(jìn)技術(shù)與先進(jìn)設(shè)備條件下的組織生產(chǎn)與快速生產(chǎn)。

1 近距離下層煤工作面的布局設(shè)計

為了能夠滿足礦井快速生產(chǎn)以及穩(wěn)定持續(xù)，就需要對現(xiàn)有的近距離下層煤的工作面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計與布局。將在實(shí)際中都比較難以高效、持續(xù)進(jìn)行開采工作的兩個或多個工作面進(jìn)行合并，然后集中進(jìn)行才，這樣做能夠降低成本、較少工作量，提高開采效率與開采量。

兩個下層煤的工作面進(jìn)行合并以后，為了方便進(jìn)行煤礦的開采工作，就需要對下層煤的工作面進(jìn)行科學(xué)合理有效的布局設(shè)計。回采方式采用由東向西，工作面設(shè)計成相互平行的兩個的巷道，一個為向北的軌道巷道，一個為向南的運(yùn)輸巷道，軌道巷往工作面運(yùn)輸巷道偏移內(nèi)錯不知，運(yùn)輸巷巷中則與工作面的軌道巷巷中保持一致，兩個巷道均沿著每層的底板進(jìn)行布置，工作面的設(shè)計要考慮到充分利用煤礦開采之后的采空區(qū)，這樣有利于于工作面的有效布局。

2 工作面合面開采技術(shù)探究

1）近距離下層煤工作面合面開采所需的采煤工藝。在綜合開采工作面中所使用的采煤工藝為普通開采工藝，即指在煤礦的頂板垮落一次后進(jìn)行開采全高的采煤工藝。開采中使用的割煤方法為雙向割煤，一來一回割兩刀，在端口缺口處斜切入刀，裝煤則使用螺旋滾筒來完成工作，要注意從端口斜切入刀的長度要大于30 m，所切截面的深度需要達(dá)到0.75 m。實(shí)際在工作面中進(jìn)行采全高的高度約為3.5 m。在工作面合面中進(jìn)行采煤時，當(dāng)煤層的厚度呈現(xiàn)較大變化時，要能夠科學(xué)合理地且及時的調(diào)整煤礦開采的高度，從而有效回收煤炭資源。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常使用“四六制”的開采制度，“四六制”指的是安排4個班組對煤礦進(jìn)行開采，其中3個班組用來生產(chǎn)作業(yè)，留下一個班組對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行檢修，每個班組正常工作6個小時。

2）對工作面合面的頂板的管理。工作面上部為煤礦采空區(qū)，直接頂則為上下兩煤層間的深灰色粉砂巖夾層，平均高度有75 cm。按照以往的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推斷，第一次的直接頂?shù)目迓涓叨燃s為9 m；頂板受到的壓力高度第一次可達(dá)32 m，以及約有10 m～17 m的來壓周期步距。自支的承壓會對軌道巷造成約60 m的影響，而對運(yùn)輸巷側(cè)會有31 m的影響。在綜合面上的液壓支架安裝有206組，在完成割煤工作之后，對頂板采取支護(hù)措施，與此同時要用護(hù)幫板及時跟上，并且工作面的移動要緊跟著煤機(jī)移動，進(jìn)而縮短頂板的裸露在外的面積以及空頂持續(xù)的時間，必須對所有支架進(jìn)行齊整排列，保證不超過50 mm。

綜合合面中的運(yùn)輸巷與軌道巷的總超前支護(hù)距離分別保持50 m和80 m，其中要在運(yùn)輸巷的煤壁前15 m的范圍內(nèi)以及軌道巷的煤壁前45 m內(nèi)架有網(wǎng)式頂梁，共有4路，并能夠與單體液壓支柱配合，有效支護(hù)頂板，而在網(wǎng)狀頂梁之外的地方用單排單體液壓支柱進(jìn)行支護(hù)操作。使用單排單體液壓進(jìn)行支柱的支護(hù)段與金屬十字頂梁支護(hù)段之間要保證無間隔、連續(xù)性好，并能夠針對兩巷煤礦開采的采動壓力的變化，進(jìn)行支護(hù)的加密與加長。

3）工作面合面開采所使用的設(shè)備。在綜合開采合面切眼內(nèi)，架有液壓支架，共206組。型號為ZY6400-18.5-38的兩柱式掩護(hù)用液壓支架200組，在軌道巷的端頭有ZFS7200-20-40型的四柱式支撐用排頭支架，共2組，而在運(yùn)輸巷端頭安裝有4組兩柱掩護(hù)式排頭支架，型號為ZYG6400/18.5/38型。排頭支架和中部支架的主要技術(shù)特征基本相同，不同點(diǎn)在于中部支架的整體頂梁的結(jié)構(gòu)改進(jìn)成了分體頂梁式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行伸縮，在承受能力上有所提高，能夠?qū)敯暹M(jìn)行有效支護(hù)。開采工作中使用的采煤機(jī)為德國Eichkhoff公司所生產(chǎn)的電牽引采煤設(shè)備，型號為SL750，擁有4.2 m的采稿，每分鐘30.5 m的牽引速度，以及3300 V的工作電壓。用來進(jìn)行運(yùn)煤作業(yè)的運(yùn)輸機(jī)為SGZ1000-1400，其運(yùn)輸速度達(dá)每秒1.33 m，運(yùn)煤槽規(guī)格為1500 mm×寬1000 mm×高337 mm，能夠輸送的重要為每小時2000噸。

3 對近距離下層煤使用工作面合面開采技術(shù)的技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)收益

綜合工作面合面是先把兩個相鄰的煤層工作面進(jìn)行合并，然后開采，相對于工作面的單獨(dú)開采而言，省去了一半的巷道挖掘工程量，能夠節(jié)省巷道支護(hù)的費(fèi)用支出，并能夠?qū)ζ渲械拿褐M(jìn)行有效回收。以在合面之前的工作面的挖掘長度為790 m為例，在合并工作面之后可以減少對巷道挖掘工程量，若以3000元/m的巷道挖掘支護(hù)費(fèi)用進(jìn)行計算，則可以節(jié)約巷道挖掘成本47.4萬，并且能夠?qū)ぷ髅娴拿褐厥占s3萬噸，利潤可達(dá)900萬元。近距離下層煤工作面合面開采技術(shù)能夠成功實(shí)施，為以后的工作面合面開采提供了有利的技術(shù)條件且積累了豐富的開采經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)束語

對近距離下層煤工作面合面進(jìn)行開采能夠有效地對較為難以開采的多個工作面進(jìn)行高效開采，不僅能夠節(jié)約巷道的挖掘成本開支，而且能夠有效緩解目前煤礦開采作業(yè)的緊張狀況，對于維護(hù)礦井的穩(wěn)定與高效運(yùn)作具有重大的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]劉富道，陳勇，李修忠，康慶國.深井采場復(fù)合破碎頂板控制技術(shù)研究與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2005（03）：60-61.endprint