隆化煤礦的采煤方法分析設計

李建軍

（沁和能源集團有限公司 端氏煤礦，山西 晉城 048200）

隆化煤礦的采煤方法分析設計

李建軍

（沁和能源集團有限公司 端氏煤礦，山西 晉城 048200）

以山西隆化煤礦井田為例，對2號煤層采煤方法進行設計，主要包括三個方面：確定采（盤）區巷道布置和要素、回采工藝及勞動組織、采（盤）區的準備與工作面接替。

隆化煤礦；巷道布置；回采工藝；工作面接替

隆化煤礦位于山西省翼城縣西部、沁水煤田沁水盆地西南邊緣。井田內共含煤11層，煤層總厚10.9 m，含煤系數9.1%。主要是開采2號煤層，結構簡單、埋藏穩定，直接頂為泥巖或炭質泥巖、煤線與粉砂巖復合層，老頂為K8砂巖，底板為泥巖或砂巖。

1 采煤方法的選擇

1.1 采煤方法的選擇及其依據

隆化煤礦設計生產能力150萬t/a，為大型井。根據2號煤層賦存情況、開采技術條件、管理水平，本著投資少、見效快、安全性好、回采率高的原則，經技術分析后，采用傾斜長壁采煤法。

1.2 回采工作面的個數、產量、裝備

設計采用一個綜采工作面保證礦井1.5 Mt/a產量。2號煤層平均厚3.2 m，一次采全高，工作面長170 m。

回采工作面生產能力按下式計算：

式中：Q為工作面年產量，t/a；L為工作面長度，170m；Vo為工作面年推進度，1 980 m；M為工作面采高，3.2 m；r為煤的容重，1.40 t/m3；C1為采煤工作面采出率，取0.93；則礦井年生產能力：

若k1為采區掘進出煤系數，取為1.1時，則一個工作面產量為1 542 651.264t/a，滿足設計生產能力要求。

1.3 回采工作面的回采方向與接替

回采工作面采用后退式回采，工作面采用順序接替。2號煤層采區回采率為75%，工作面回采率為93%[1]。

2 確定采（盤）區的巷道布置

從主運輸大巷，沿煤層向西掘采區運輸巷，主要用來出煤、進風。從輔助運輸大巷，沿煤層向西掘采區輔助運輸巷，主要用來下料、出矸、進風。從回風大巷，沿煤層向西掘進采區回風巷，主要用來回風。所有的巷道都沿煤層掘進，為了保證巷道斷面，需要對煤層進行挑頂或臥底；當采區巷道掘好后，掘開切眼布置工作面。垂直運輸、把井田劃分為五個采區，再將每個采區劃分為若干個區段，在每個區段內沿走向布置單一走向長壁采煤工作面；區段之間留設寬度為20 m的煤柱，回采工作面長度為170 m，工作面年推進長度約為1 980 m，工作面運輸斜巷和回風斜巷采用雙巷布置、雙巷掘進。每一采區中先采1個工作面，然后分別由北向南依次開采。

3 回采工藝設計

煤礦井田地質條件較復雜，有斷層，煤層傾角較緩，頂、底板較穩定。根據煤層賦存情況和開采技術條件，確定采用綜合機械化采煤回采工藝方式[2]；過程如下：

3.1 采煤機落煤

采煤工作面使用雙滾筒采煤機，布置方式為：若面向工作面時，采煤機的右滾筒為右螺旋，割煤時順時針旋轉；左滾筒為左螺旋，割煤時逆時針旋轉。采煤機運行時，其前端滾筒沿頂板割煤，后端滾筒沿底板割煤，這種布置方式操作安全、煤塵少、裝煤效果好。工作面割煤方式為往返一次割兩刀，此方式效率高，適用于煤層賦存穩定、傾角較緩的綜采面。

采煤機的進刀方式為工作面端部割三角煤斜切進刀方法，其進刀過程為：（1）當采煤機割至工作面端頭時，其后的輸送機槽已移近煤壁，采煤機機身處尚留有一段下部煤；（2）調換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起，并沿輸送機彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機直線段為止。然后，將輸送機移直；（3）再調換兩個滾筒的上下位置，重新返回割煤至輸送機機頭處；（4）將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調換滾筒位置，返程正常割煤。

3.2 移架

液壓支架的移架方式采用單架依次順序式，支架沿采煤機牽引方向依次前移，移動步距等于截深，支架移成一條直線，這種方式操作簡單，容易保證規格質量、操作安全、工作面環境好。

3.3 綜采面工序配合方式

綜采面割煤、移架、推移輸送機，采用及時支護的配合方式，即：采煤機割煤后，支架依次立即前移、支護頂板，輸送機隨移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤機截深。這種支護方式，推移輸送機后，在支夾底座前端與輸送機之間要富裕一個截深的寬度，工作空間大，利于行人、運料、通風；若煤壁容易片幫，可先于割煤進行移架，支護新暴露出來的頂板[3]。

3.4 綜采面端頭作業

綜采面端頭支護方式，采用單體支柱加長梁組成的邁步抬棚，這種方式適應性強，有利于排頭液壓支架的穩定。

4 采（盤）區的準備與工作面接替

4.1 巷道斷面和支護形式

井底車場巷道、大巷全部采用半圓拱斷面，錨噴支護，工作面分帶巷道采用錨桿支護，必要時加網和鋼帶。

4.2 巷道掘進進度指標

巷道掘進的進度指標采用如下數值：半煤巖錨噴支護巷250 m/月；半煤巖錨桿支護巷300 m/月；傾斜巖巷100 m/月；煤巷400 m/月。

4.3 掘進工作面的個數和機械配備

為了保證采煤工作面正常接替，根據回采工作面和掘進工作面的推進速度，全礦配備兩個掘進工作面，一個綜掘工作面用于2號煤層巷道掘進，一個綜掘工作面用于大巷掘進及有關硐室施工。設備配備，見表1。

表1 綜掘工作面機械設備配備表

4.4 采掘比例和掘進矸石率及工作面接替

全礦有一個回采工作面，兩個掘進工作面，采掘比為1:2，由于該礦運輸大巷和回風軌道大巷均為半煤巖巷,所以預計矸石量較少。一帶區工作面推進長度為2 538 m，年推進度為1 980 m，即每個區段采煤時間為一年多。工作面接替采用順序接替，先采1，再采2、3、4……依次開采。順槽掘進可以滿足工作面接替為宜。大巷掘進可以超前掘進工作面100 m左右為宜。由于采用綜掘，礦井掘進可很容易滿足。

5 結束語

煤炭行業日益規范，采煤設備日趨先進。如何完善考慮煤礦各種因素，采取更加完善周詳的采煤方法，不僅關乎煤礦的現實利益，更關乎國家未來的能源安全。因此，不斷完善現有采煤方法依然是我們要解決的重要問題。

[1] 中華人民共和國煤炭工業部.煤炭工業礦井設計規范[M].中國計劃出版社.1995.

[2] 張建華.清水營煤礦大傾角煤層首采工作面開采工藝研究[J].神華科技，2009（3）：27-30.

[3] 劉金虎，尤泉生，李飛，繆永.巴拉普庫利亞煤礦回采工藝技術研究[J].煤炭科技,2010（1）：3-4.

Abstract:The mining technology of No.2 coal seam in Longhua Mine includes three sections:determining the roadway layout of mining areas;caving technique and organization;mining area preparation and working faces replacement.

Key words:Longhua mine;roadway layout;caving technology;working faces replacement

編輯：劉新光

Mining Method Analysis in Longhua Mine

LI Jian-jun

(Duanshi Mine,Qinhe Energy Group,Jincheng Shanxi 048200)

TD214

A

1672-5050（2012）07-0053-03

2012-02-11

李建軍（1969—），男，山西晉城人，大學本科，助理工程師，從事采礦工程工作。