淺埋深厚煤層開采工藝選擇

竇世文

摘 要：針對大井礦區七號井煤層埋藏淺、厚度大的特點，詳細進行了首采工作面位置和開采工藝的選擇分析，對礦井建設起到了重要的指導作用。

關鍵詞：埋藏淺；首采工作面位置；開采工藝

引言：新疆準東煤田大井礦區七號井是國電新疆電力有限公司準東煤電一體化項目的配套煤礦，設計規模為5.0Mt。礦井煤層埋藏較淺，厚度較大，因此如何選擇首采工作面位置和采煤工藝對礦井的建設至關重要。

1.礦井概況

1.1 煤巖特性

井田主體位于向斜東北翼，煤層露頭區地層傾角12°，西南部（向斜軸部）地層傾角趨于平緩，一般為5°～8°，構造條件簡單。礦井首采區位于井田中部，走向長約5.5km，傾斜寬約1.8km，面積約10.13km2。井田內共有5層可采煤層，主采煤層為B21、B22煤層。首采區內B22煤層平均可采厚度6.12m，B21煤層平均可采厚度9.17m。煤層傾角均為8～12°。

1.2 礦井開拓方式

礦井采用主、副斜井開拓方式，副斜井為緩坡斜井。主、副斜井及斜風井均布置在井田中北部。礦井第一水平標高設在+200m，并利用一個水平上、下山開采。全礦井全礦井共分為四個采區，首采區為井田中部的二采區。

1.3 采區布置

礦井投產主、副斜井和斜風井均位于首采區中部，首采區各工作面帶式輸送機順槽通過各區段煤倉與主斜井聯系，輔助運輸順槽直接與副斜井聯系，回風順槽通過各工作面回風聯絡巷與斜風井聯系。

投產時工作面布置3條順槽，工作面下方2條順槽（帶式輸送機順槽和輔助運輸順槽），上方1條順槽（回風順槽），采用“U”型通風方式，帶式輸送機順槽和輔助運輸順槽進風，回風順槽回風。

2.采煤工藝選擇

參照國內外中厚、厚煤層的開采和高產高效礦井的生產經驗，針對本礦井煤層賦存特點，設計對一類煤層提出3種采煤工藝方案如下：

（1） 大采高一次采全高

大采高一次采全高是采用機械一次開采全厚達3.5～7.0m的長壁采煤法，受工作面裝備穩定性限制，用于煤層傾角較小，受采高限制，一般采用綜采工藝。工作面一般裝備成套設備，其特征是大功率采煤機，強力雙中鏈刮板輸送機和雙伸縮立柱掩護式液壓支架配套。此種采煤工藝國內大型～特大型礦井目前已廣泛使用，技術趨于成熟。本礦井主采煤層平均厚度在6.12～9.92m之間，煤層傾角為8～12°，煤層頂、底板以泥巖為主，基本可適應大采高采煤工藝，但由于大采高最大開采高度僅為7.0m，因此部分煤層需采用分層大采高工藝。

（2） 分層綜采

自1970年代在開灤礦務局唐山礦試驗成功厚煤層傾斜分層下行垮落金屬網假頂綜合機械化采煤法以后，分層開采的綜合機械化采煤工藝已有了進一步的發展，目前是我國厚及特厚煤層的主要采煤方法之一，在大中型礦井得到普遍采用，積累了較豐富的開采經驗。

根據下分層頂板形成條件不同，分層綜采又分為人工假頂分層綜采、留煤皮假頂分層和利用再生頂板分層綜采。人工假頂分層綜采的主要優點是煤炭回收率高，主要缺點是鋪設假頂工作量大、用人多、工藝復雜、推進速度慢，由于下分層頂板為柔性金屬或塑料隔離體，回采過程中易發生兜網、漏矸等問題，下分層頂板及巷道維護困難、巷道掘進率高、生產組織管理復雜、成本高。留煤皮作假頂的分層綜采，雖然推進速度比鋪網分層綜采快，但煤炭回收率低，煤層自然發火的幾率高，一般不太采用。利用再生頂板分層綜采，工藝比較簡單，工序少，成本低、煤炭資源回收率高，因此有條件形成再生頂板的礦井應盡量利用再生頂板分層綜采，本礦井一類煤層頂板巖石以泥巖為主，高炭泥巖次之，具有形成再生頂板的條件。

（3）綜采放頂煤

放頂煤綜采的主要優點是易于實現安全高效生產，巷道掘進率和材料消耗量低，可減少綜采設備的搬家次數與費用，對煤厚變化大、構造比較復雜的地質條件有較好的適應性；其主要缺點是：煤炭回收率稍低，工作面設備多、管理復雜，易混入矸石、原煤灰分高。本礦主煤層埋深在90～450m，根據類似開采條件礦井經驗，推斷埋深200m以下煤層都處于可冒放范圍。

分層綜采具有井巷工程量大、工藝復雜、工作面推進速度慢，下分層頂板及巷道維護困難、巷道掘進率高、生產組織管理復雜、成本高等缺點。本礦井煤層及頂底板比較軟，裂隙比較發育，采用綜采放頂煤采煤工藝安全性好，回采率高，設備投資低，工藝簡單，但受煤層賦存深度的影響，綜采放頂煤工藝適用于200m埋深以下的煤層。因此，推薦主采煤層200m埋深以下的部分采用綜采放頂煤工藝，200m埋深以上的部分采用大采高采煤工藝。

3.首采工作面位置

礦井投產B21煤層，該煤層一個工作面即可保證礦井生產能力。由于B21煤層埋深200m以上部分采用大采高采煤工藝，埋深200m以下部分采用綜采放頂煤采煤工藝，因此首采工作面位置有兩種方案可以選擇：

方案一：位于B21煤層埋深200m以下部分，采用綜采放頂煤采煤工藝。

方案二：位于B21煤層埋深200m以上部分，采用大采高采煤工藝。

由于方案二明顯設備投資較高，且對采煤隊伍技術水平要求較高，不利于礦井投產，因此推薦方案一：達產工作面位于B21煤層埋深200m以下部分，采用綜采放頂煤采煤工藝。

4.結束語

通過對大井七號井主采煤層采煤工藝的選擇分析，在首采區內根據煤層不同賦存條件分別選擇了不同開采工藝，同時考慮到有利于礦井初期投產，選擇適合綜采放頂煤開采的區域布置首采工作面，即節省了初期投資，又保證了生產能力，同時為后期大采高開采工藝的適用留出了足夠鍛煉隊伍的時間。

參考文獻：

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