旺格維利采煤法在錦界煤礦31煤井田邊界區(qū)域的應(yīng)用

楊必榮

（神東煤炭集團(tuán)公司錦界煤礦管理處 陜西省榆林市 719319）

旺格維利采煤法在錦界煤礦31煤井田邊界區(qū)域的應(yīng)用

楊必榮

（神東煤炭集團(tuán)公司錦界煤礦管理處 陜西省榆林市 719319）

旺格維利采煤法是一種新型的短壁式開采方法，具有機(jī)械化程度高、生產(chǎn)能力大、資源回收率高、生產(chǎn)系統(tǒng)簡單、工作面布置靈活等優(yōu)點(diǎn)，在神東礦區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。本文分析了旺格維利采煤法的適用條件及優(yōu)、缺點(diǎn)，詳細(xì)介紹了旺格維利采煤法在錦界煤礦的應(yīng)用。

旺格維利采煤法；巷道布置；施工工藝

1 錦界煤礦概況

錦界煤礦位于榆神礦區(qū)東北部，陜西省榆林市神木縣錦界鎮(zhèn)境內(nèi)，行政區(qū)劃隸屬陜西省榆林市神木縣錦界管轄。地理坐標(biāo)位于東經(jīng)110°06′04″～110°24′26″，北緯 38°46′32″～38°53′14″之間。井田北與神東礦區(qū)相接，東與涼水井井田毗鄰，西與榆神礦區(qū)一期規(guī)劃區(qū)隔河相望，南與錦界小煤礦開采區(qū)為鄰。本井田地形總的呈北高南低、東高西低的特征。最高處位于琉璃壕東側(cè)，高程為1313.00m，最低處位于沙母河附近，標(biāo)高約1110m，最大高差203m。風(fēng)沙區(qū)地形較為平坦，北部標(biāo)高一般為1240～1260m，南部一般為1200m左右。

井田內(nèi)共含可采煤層7層，其中3-1、4-2、5-2全區(qū)可采或基本全區(qū)可采，4-3、4-4、5-2上、5-3大部分可采或局部可采。井田內(nèi)各主要可采煤層直接頂板由粉砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖組成，平均飽和抗壓強(qiáng)度41.6MPa，軟化系數(shù)0.4，RQD值平均76%，巖石質(zhì)量好，巖體較完整，屬中硬類易軟化巖石。直接頂分類屬Ⅱ類中等穩(wěn)定頂板。各主要可采煤層基本頂以中粒砂巖和細(xì)粒砂巖為主，次為粗粒砂巖，平均飽和抗壓強(qiáng)度為40.9MPa，軟化系數(shù)0.52，RQD值77%，巖石質(zhì)量好，巖體較完整，是井田內(nèi)穩(wěn)定性較好的巖組，屬中硬類易軟化巖石?；卷敺旨墝佗瘛蚣?，基本頂壓力顯現(xiàn)不明顯～明顯。各主要可采煤層底板由粉砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、中粒砂巖、細(xì)粒砂巖組成，平均飽和抗壓強(qiáng)度為37.3～41.2MPa，工作面底板分類屬Ⅳ類，中硬類底板。

2 旺格維利采煤法的簡介

旺格維利采煤法開始于20世紀(jì)50年代末期，是澳大利亞采礦專家在房柱式開采技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型高效的短壁柱式采煤方法。由于該采煤方法首先在澳大利亞新南威爾士州南部海灣的旺格維利煤層中試驗(yàn)成功，故稱之為旺格維利采煤法，簡稱旺采。1999年12月根據(jù)集團(tuán)公司推廣旺格維利采煤法的總體部署和要求，通過對旺格維利采煤法的現(xiàn)場觀摩及消化吸收，結(jié)合神東礦區(qū)煤層賦存特點(diǎn)，總結(jié)出一套具有神東特色，適用于神東發(fā)展的具體實(shí)施方法，并在2～3年時(shí)間內(nèi)在神東礦區(qū)內(nèi)得到廣泛推廣和應(yīng)用，獲得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。

旺格維利采煤法與房柱式采煤法的區(qū)別是：采區(qū)的區(qū)段劃分和區(qū)段內(nèi)煤體切割及回收的方法不同。在區(qū)段劃分上，旺格維利回采一般要形成一個(gè)100m×20m的短壁回采區(qū)域，習(xí)慣稱之為旺格維利塊。煤柱回收后，頂板類似長壁工作面一樣充分冒落，使煤房、煤柱的回采避開支承壓力高峰區(qū)。

2.1 適用條件

（1）煤層強(qiáng)度較大，埋藏較淺的煤層。

（2）低瓦斯或不易自燃煤層。

（3）煤層傾角小于8°的近水平煤層。

（4）大型井田的邊角煤、不規(guī)則區(qū)域或不適宜布置綜采面的小型井田。

（5）頂板中等穩(wěn)定的煤層。若頂板條件差，則要求有較高的支護(hù)質(zhì)量，不僅提高了回采成本，安全上也沒有保障。

2.2 優(yōu)點(diǎn)

（1）旺格維利采煤法工作面布置較為靈活，可實(shí)現(xiàn)“即進(jìn)即退”的回采，基本不受斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造的影響，采出率相對房柱式開采要高。

（2）設(shè)備投資少，一套采煤設(shè)備的投資為綜采配套設(shè)備的12～16%。

（3）巷道施工采掘合一，出煤快，效率高，工作面搬家速度快。

（4）工作面采場率和安全程度高。連采機(jī)采用旺格維利采煤法回采，工作面采出率可達(dá)70%，且回采始終在有支護(hù)的頂板下作業(yè)，發(fā)生頂板事故可能性比較小。如果采用行走支架，回采率可達(dá)94%左右。

2.3 缺點(diǎn)

（1）通風(fēng)條件差，進(jìn)回風(fēng)巷并列布置，通風(fēng)構(gòu)筑物多，漏風(fēng)大。

（2）適用于煤層厚度適中且較為穩(wěn)定的煤層，煤層傾角不宜過大，當(dāng)傾角大于10°時(shí)連采設(shè)備工作困難，大大降低工作效率。

（3）頂板不能及時(shí)冒落，易形成大面積懸頂。

3 旺格維利采煤法在錦界煤礦31 煤井田邊界區(qū)域的應(yīng)用

3.1 布置旺格維利采煤區(qū)域簡介

前面適用條件第四條中提到旺格維利采煤法適用于回采大型井田的邊角煤。由于錦界煤礦31202綜采工作面切眼和邊界（神木飲水工程保護(hù)煤柱線）有一個(gè)三角區(qū)域邊角煤，由于區(qū)域小，故布置成旺采面。旺采工作面儲量為14.5447萬t，旺采工作面平巷長度為263m，采硐總面積為5743.92m2。

3.2 工作面巷道布置

工作面布置成四個(gè)區(qū)段，由輔運(yùn)平巷、膠運(yùn)平巷、聯(lián)巷及各支巷組成。平巷間煤柱中心距離20m，每個(gè)區(qū)段間留設(shè)15m保護(hù)煤柱。為了實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)，二四區(qū)段采用前進(jìn)式開采，一三區(qū)段采用后退式開采。每個(gè)回采支巷與平巷間留12m保護(hù)煤柱，每個(gè)采硐與支巷間夾角60°。

3.3 工作面設(shè)備布置

表1

3.4 巷道掘進(jìn)及支護(hù)參數(shù)

工作面輔運(yùn)平巷、膠運(yùn)平巷、聯(lián)巷及各支巷均設(shè)計(jì)為5.0m×3.0m矩形斷面，采用錨桿支護(hù)，錨桿規(guī)格為φ16×2100mm的圓鋼錨桿，每根錨桿用1支CK23×500mm樹脂藥卷，錨桿間排距為1.0m，每排布置4根。當(dāng)工作面遇到地質(zhì)頂板破碎、離層等特殊情況時(shí)要及時(shí)補(bǔ)充相應(yīng)的安全技術(shù)措施，采取加掛鋼筋網(wǎng)片、鋼筋鋼帶及錨索支護(hù)方式等方式加強(qiáng)支護(hù)，確保安全生產(chǎn)。

3.5 采煤工藝

隨著工作面輔運(yùn)和膠運(yùn)平巷的前掘，同時(shí)掘進(jìn)二四區(qū)段各支巷，每個(gè)支巷掘進(jìn)到位后立即安排進(jìn)行回采，采硐寬度為連采機(jī)截割寬度，每個(gè)采硐間留設(shè)0.5m煤柱，偏幫較大時(shí)可適當(dāng)增加煤柱寬度。每個(gè)采硐與支巷間夾角為60°，每個(gè)采硐深為11m，各支巷間留設(shè)2.57m保護(hù)煤柱，各支巷采用由里到外按先后順序各1刀方式進(jìn)行回采。當(dāng)兩條平巷掘進(jìn)到位后，二四區(qū)段亦回采完畢，然后采用后退式掘進(jìn)和回采一三區(qū)段各支巷。當(dāng)每個(gè)支巷回采完畢后，立即在各支巷口打設(shè)一道37墻密閉，以防止采空區(qū)煤層自燃。巷道及回采圖1。

圖1 旺格維利采煤法巷道布置圖

3.6 通風(fēng)方式

工作面采用局部壓入式通風(fēng)，使用兩臺2×18.5kW對旋隔爆軸流式風(fēng)機(jī)供風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)安裝在順槽進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)，采用φ800風(fēng)筒將新鮮風(fēng)流接入到工作面，風(fēng)筒吊掛在巷道右上角的錨桿上，回撤回采時(shí)采用逐步撤風(fēng)筒進(jìn)行通風(fēng)，風(fēng)筒距離工作面掌子頭要求不超過20m。通風(fēng)系統(tǒng)圖2。

圖2 旺格維利采煤法通風(fēng)系統(tǒng)圖

4 幾點(diǎn)建議

（1）在條件適宜的礦井中，選用連采后配套設(shè)備時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮選用連續(xù)運(yùn)煤系統(tǒng)。

（2）在不能采用全部垮落法采煤時(shí)，可采用旺格維利采煤法，以提高煤炭回收率。

（3）頂板狀況如果不好時(shí)可采用行走支架配合旺格維利采煤法進(jìn)行回采。

5 結(jié)語

錦界煤礦通過本次運(yùn)用旺格維利采煤法在井田邊界回采邊角煤，在巷道掘進(jìn)和支護(hù)方面都制定了一系列行之有效地措施，保證了連采一隊(duì)順利完成回采任務(wù)，也為其它邊界區(qū)域回采提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1]王安.現(xiàn)代化億噸礦區(qū)生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

TD823

A

1004-7344（2016）06-0182-02

2016-2-10

楊必榮（1981-），男，福建漳州人，本科，錦界煤礦連采三隊(duì)支部書記。