近距離下層煤工作面合面開采技術研究

孫磊

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

關鍵詞 近距離；下層煤；工作面合面；開采技術；研究

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：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量為主，且煤質較好；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就越發顯得非常重要了。自從我國在20世紀60年代進行開采下層煤煤礦資源以來，經過一代代人的不懈努力，在實際煤礦開采中積累了豐富的近距離下層煤開采的操作經驗；特別是在最近幾年中，隨著近距離下層煤資源開采產量逐年遞增，對開采設施與技術有了較大的改進，引進了國外先進而高效的采煤設備，前所未有地提高了工作面采煤工作的自動化水平，能夠實現對開采狀況的遠距離控制，每日產量可達到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行，在工作面的設計中存在有工作面巷道使用內錯式布局、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，遠遠不能夠滿足現在先進技術與先進設備條件下的組織生產與快速生產。

1 近距離下層煤工作面的布局設計

為了能夠滿足礦井快速生產以及穩定持續，就需要對現有的近距離下層煤的工作面進行優化設計與布局。將在實際中都比較難以高效、持續進行開采工作的兩個或多個工作面進行合并，然后集中進行才，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行合并以后，為了方便進行煤礦的開采工作，就需要對下層煤的工作面進行科學合理有效的布局設計。回采方式采用由東向西，工作面設計成相互平行的兩個的巷道，一個為向北的軌道巷道，一個為向南的運輸巷道，軌道巷往工作面運輸巷道偏移內錯不知，運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行布置，工作面的設計要考慮到充分利用煤礦開采之后的采空區，這樣有利于于工作面的有效布局。

2 工作面合面開采技術探究

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到0.75 m。實際在工作面中進行采全高的高度約為3.5 m。在工作面合面中進行采煤時，當煤層的厚度呈現較大變化時，要能夠科學合理地且及時的調整煤礦開采的高度，從而有效回收煤炭資源。在實際生產中，通常使用“四六制”的開采制度，“四六制”指的是安排4個班組對煤礦進行開采，其中3個班組用來生產作業，留下一個班組對生產設備進行檢修，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，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。按照以往的工作經驗進行推斷，第一次的直接頂的垮落高度約為9 m；頂板受到的壓力高度第一次可達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，而對運輸巷側會有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，對頂板采取支護措施，與此同時要用護幫板及時跟上，并且工作面的移動要緊跟著煤機移動，進而縮短頂板的裸露在外的面積以及空頂持續的時間，必須對所有支架進行齊整排列，保證不超過50 mm。

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

3）工作面合面開采所使用的設備。在綜合開采合面切眼內，架有液壓支架，共206組。型號為ZY6400-18.5-38的兩柱式掩護用液壓支架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，而在運輸巷端頭安裝有4組兩柱掩護式排頭支架，型號為ZYG6400/18.5/38型。排頭支架和中部支架的主要技術特征基本相同，不同點在于中部支架的整體頂梁的結構改進成了分體頂梁式結構，該結構可以進行伸縮，在承受能力上有所提高，能夠對頂板進行有效支護。開采工作中使用的采煤機為德國Eichkhoff公司所生產的電牽引采煤設備，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。用來進行運煤作業的運輸機為SGZ1000-1400，其運輸速度達每秒1.33 m，運煤槽規格為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的技術指標與經濟收益

綜合工作面合面是先把兩個相鄰的煤層工作面進行合并，然后開采，相對于工作面的單獨開采而言，省去了一半的巷道挖掘工程量，能夠節省巷道支護的費用支出，并能夠對其中的煤柱進行有效回收。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的巷道挖掘支護費用進行計算，則可以節約巷道挖掘成本47.4萬，并且能夠對工作面的煤柱回收約3萬噸，利潤可達900萬元。近距離下層煤工作面合面開采技術能夠成功實施，為以后的工作面合面開采提供了有利的技術條件且積累了豐富的開采經驗。

4 結束語

對近距離下層煤工作面合面進行開采能夠有效地對較為難以開采的多個工作面進行高效開采，不僅能夠節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的緊張狀況，對于維護礦井的穩定與高效運作具有重大的意義。

參考文獻

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