采煤方法選擇及采煤工藝探討

【摘 要】探討了某煤礦的采煤方法及回采工藝，得出結論：該礦 5號煤層采用走向長壁綜合機械化放頂煤一次采全高采煤方法，全部垮落法管理頂板。501采區的工作面、回采工作面采用后退式開采，放煤方式采用單輪間隔放煤方式。5號煤層年推進度 475m，采區回采率 75%。

【關鍵詞】采煤方法；回采工藝；回采率

0.引言

采煤方法的合理與否決定了煤炭的生產效率。從建國初期到現在，采煤方法和工藝逐步得到了改進和完善，特別是上世紀80年代以來，煤礦設計生產能力在逐漸加大，如何根據含煤地層的地質特點和煤層的賦存狀況選擇合理的開采方法，對實現煤礦安全生產、高產高效尤為重要.據不完全統計，我國煤炭探明儲量在9000億噸以上，含煤面積55萬余km2，而且煤種齊全，我國一次性能源消費結構中，煤炭占75%以上，從煤中可以提取200多種產品。新中國成立后，原煤產量飛速增長。近年來，由于采煤方法的改革，一大批煤礦跨入了現代化高產高效煤礦的行列。

1.采煤方法的選擇分析

（1）5號煤層賦存及開采條件：①5號煤層位于太原組下段，厚度 5.91～17.94m、平均 10.66m，含1～5 層夾矸，結構簡單-復雜，全區穩定可采。②煤層傾角4°～29°，屬緩傾斜-傾斜煤層。③頂板為砂質泥巖、泥巖；底板為泥巖、砂質泥巖。④礦井為低瓦斯礦井。自燃傾向Ⅱ類，屬自燃煤層，煤塵有爆炸危險性。⑤井田地層傾角變化大，斷層發育，井田構造總體為中等，水文地質條件為中等。

（2）根據煤層特征，結合國內技術，有分層開采和放頂煤一次采全高兩種采煤方法。‘分層開采’適應范圍較大，但因掘進工作量大、分層間使用金屬網假頂，而使礦井生產噸煤成本加大，影響企業綜合效益；故不做為首選方法，只在煤層賦存條件不宜放頂煤開采時考慮使用。

（3）‘放頂煤開采’關鍵在于頂煤的可放性，其由煤層賦存條件、力學性質、裂隙（節理）發育狀況、夾矸特征、頂底板性質等因素綜合確定。①煤層厚度：一次采全高以 5.00～10.00m為宜，最大不超過12.00m。該礦5號煤層厚度5.91～15.20m、平均13.61m。根據國內經驗，采用一次采全高放頂煤法的效果良好。②煤層傾角：該井田總體為單斜構造，煤層傾角在 8°～29°之間。西部傾角較小（小于 15°），東部傾角較大 （最高達 29°），該礦首采區煤層傾角小于15°，符合一次采全高放頂煤開采條件。③煤層賦存深度：該井田5號煤層埋藏深度均大于100m，符合放頂煤開采條件。④煤層硬度和節理：5 號煤層堅固性系數f=1.5～2，在 f≤3的放頂煤開采范圍之內。⑤自燃傾向性：5號煤層吸氧量 0.66cm3/g，自燃等級Ⅱ級，屬自燃煤層。⑥頂底板巖性：5號煤層頂板為砂質泥巖、泥巖；底板為泥巖、砂質泥巖。

（4）根據礦井開拓部署，結合生產管理水平，推薦 5號煤層采用走向長壁綜合機械化放頂煤一次采全高采煤方法， 全部垮落法管理頂板。①該礦副斜井凈寬3.4m，傾角 24°40′，為單鉤串車提升，升降的最大件重量不宜超過8t，否則所選用的絞車過大。因受副斜井井口場地的限制（井口前方約 30m處為山地）安裝非常困難，電機功率也非常大，運行起來也不經濟，因此選用 ZF8500/22/42型液壓支架（下放時解體，下井后在硐室組裝）。采高范圍2.2～4.2m，從安全生產管理考慮，確定采高 3.5m，最大放頂煤高度 10.5m。②5號煤層厚5.91～17.94m、平均 10.66m，井田南部煤厚達到 16m，首采下山北部區域的厚度均小于 14m，采高 3.5m，放頂煤高度 7.16m，采放比1∶2.1。符合《煤礦安全規程》之采放比不大于1∶3規定。③該礦原為走向長壁式分層開采，礦井投產第一次采用放頂煤開采時，必須考慮頂板、煤層、瓦斯、自燃發火、水文地質、煤塵爆炸性、沖擊地壓等地質特征和災害危險性。放頂煤開采時，要求進行采空區瓦斯抽放、黃泥灌漿防火、煤層注水防塵、安排專人負責用探水鉆探水、液壓支架達到規定阻力等相應工作。

2.回采工藝及相關事項

（1）工作面采用走向長壁后退式綜采放頂煤，全部垮落法管理頂板，循環進度 0.6m，首采開采下山北部井田時，確定工作面采高 3.5 m，放頂煤最大高度 10.5m。①放頂煤工作面回采之初，為了防止老頂突然來壓造成威脅，開始只進行回采而不放頂煤，待工作面推進一段距離后再開始工作面全長第一次放煤，稱為初次放煤距離。為了縮短初次放煤距離、提高頂煤采出率，將初次放煤距離定為5m，即支架全部前移出開切眼口開始放煤、其放煤循環步距為 0.6m。②工作面鄰近停采線，即將結束回采前的一段時間的采煤稱為末采，末采也有是否放煤的問題；根據采煤面的具體條件，盡量縮短末采停止放煤的距離，將末采停止放煤的距離定為 12m。③放煤方式：工作面放煤方式有單輪順序放煤、多輪順序放煤和單輪間隔放煤以及多輪間隔放煤方式，鑒于單輪順序放煤和多輪順序及多輪間隔放煤方式都存在頂煤損失量大，混矸多的缺點，因此采用單輪間隔放煤方式。

（2）工作面的回采方向及超前關系：501采區的工作面布置在采區內采用后退式，回采工作面采用后退式開采。工作面的長度及年推進度：根據《煤炭工業礦井設計規范》，并考慮地方煤礦管理水平，確定工作面長度120m，采用“四六”工作制，每日4班（三個班生產，1個班檢修），每班工作時間6h。按 80%的正規循環率，5號煤層年推進度475m。回采率：據 《煤炭工業礦井設計規范》，5號煤層采區回采率75 %。

3.結束語

綜上所述，該礦5號煤層采用走向長壁綜合機械化放頂煤一次采全高采煤方法，全部垮落法管理頂板。501采區的工作面布置在采區內采用后退式，回采工作面采用后退式開采，采用單輪間隔放煤方式。5號煤層年推進度475m，采區回采率75%。 [科]

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