近距離煤層共巷開采技術(shù)研究

趙大勇，張磊鑫，張蒼

（山東能源新礦集團(tuán)內(nèi)蒙古能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古鄂托克前旗 016200）

近距離煤層共巷開采技術(shù)研究

趙大勇，張磊鑫，張蒼

（山東能源新礦集團(tuán)內(nèi)蒙古能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古鄂托克前旗 016200）

通過對長城煤礦9號煤上、下分層即近距離煤層共巷開采技術(shù)的深入研究，克服制約生產(chǎn)環(huán)節(jié)的諸多因素，掌握了近距離煤層共巷開采的施工工藝，達(dá)到了提高煤炭回收率、降低采掘比例，緩解礦井接續(xù)緊張的目的，解決了共巷薄煤層自帶回風(fēng)巷通風(fēng)技術(shù)難題。

近距離煤層；共巷開采；自帶回風(fēng)巷

隨著礦井開采力度的不斷加大，厚及中厚煤層的儲量日趨減少，薄煤層將成為主采煤層。延長礦井服務(wù)年限、提高資源回收率，在綜采裝備國產(chǎn)化的條件下實(shí)現(xiàn)薄煤層的高效開采，是目前迫切需要解決的問題。

1 礦井及工作面概況

長城煤礦地面標(biāo)高最高1 247 m，東高西低。井田面積11.92 km2，可采儲量21 363萬t?？刹擅簩泳幪枮?、3、5、9層，礦井設(shè)計(jì)能力0.6 Mt/a，分為+920和+650兩個(gè)生產(chǎn)水平，采用斜井、石門開拓，走向長壁后退式采煤法開采。

長城煤礦1902S（9號煤）上分層工作面位于+920水平第一區(qū)段南翼，工作面南北走向長320 m，東西傾斜寬度為111 m,面積為36 960 m2，平均埋深為258m。本工作面設(shè)計(jì)開采煤層為9號煤上分層，通過地質(zhì)資料分析9號煤上分層結(jié)構(gòu)簡單，煤厚平均1.26m，視密度1.5 t/m3，煤層傾角24°。長城煤礦1902S為上、下分層結(jié)構(gòu),因九號煤上分層為薄煤層，為確保滿足運(yùn)輸要求，起始掘進(jìn)回風(fēng)巷時(shí)破底量較大，掘進(jìn)期間無法使用綜掘機(jī)械，進(jìn)度緩慢。結(jié)合1902S上、下分層開采接續(xù)間隔期較長的實(shí)際，設(shè)計(jì)將回風(fēng)巷布置在9號煤下分層，使9號煤上、下分層共用一條回風(fēng)巷。

2 共巷開采方案

將1902S上分層回風(fēng)巷布置在9號煤下分層，自帶回風(fēng)巷與9號煤下分層共用一條回風(fēng)巷，并使用綜掘機(jī)掘進(jìn)，以解決煤層厚度小、掘進(jìn)巷道破底厚度大、施工速度慢的問題。為保證1902S下分層巷道正常供風(fēng)以及上分層采空區(qū)及時(shí)密閉，上分層推采期間在采面上部進(jìn)行后維護(hù)自帶回風(fēng)巷，以滿足上分層采面通風(fēng)要求[1]。1902S上分層工作面正常推采期間，與下分層回風(fēng)巷之間留設(shè)保護(hù)煤柱。

在下分層回風(fēng)巷內(nèi)每隔40 m掘設(shè)聯(lián)絡(luò)巷，與上分層工作面自帶回風(fēng)巷貫通，形成回風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行隨貫通隨密封原聯(lián)絡(luò)巷、隨貫通隨回撤后維護(hù)段后密封該自帶回風(fēng)巷段。加強(qiáng)共用回風(fēng)巷巷道段的支護(hù)強(qiáng)度，確保上分層工作面正常推采完畢后，共用巷道支護(hù)完好、斷面符合設(shè)計(jì)要求（滿足9層煤下分層開采使用）。

3 工作面開采方案設(shè)計(jì)

1）三機(jī)配套。1902S上分層采用MG2×160/ 710-AWD型雙滾筒采煤機(jī)落煤、裝煤，采煤機(jī)截深0.6m，工作面循環(huán)進(jìn)度0.6m。采用SGZ730/400型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，ZY6800/09/20型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板。

2）采煤方法。采用單一走向長壁后退式采煤法，全部垮落法管理頂板。

3）采煤工藝。工作面采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤，采用MG2×160/710-AWD型雙滾筒采煤機(jī)落煤、裝煤，采煤機(jī)截深0.6 m，工作面循環(huán)進(jìn)度0.6 m。采用SGZ730/400型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，ZY6800/ 09/20型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板。施工順序?yàn)椋焊蠲骸萍堋七\(yùn)輸機(jī)。

4）割煤方式。割煤方式為雙向割煤，往返一次進(jìn)兩刀。采煤機(jī)正常割煤時(shí)前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，割煤的同時(shí)完成裝煤。

5）移溜方式。工作面采用跟機(jī)移溜的方式，移溜步距0.6m，彎曲段長度不小于15m。移溜距離采煤機(jī)后滾筒不小于15m。移溜順序?yàn)樽韵露匣蜃陨隙拢坏糜蓛深^向中間推移。

6）采煤機(jī)進(jìn)刀方式。采煤機(jī)的進(jìn)刀方式為上下端頭自開缺口，斜切進(jìn)刀，進(jìn)刀段長度不小于23 m，進(jìn)刀深度0.6m。

7）工作面自帶回風(fēng)巷方案。a.工作面安裝期間，支架比溜槽少安設(shè)一架，生產(chǎn)過程中，隨工作面推進(jìn)，在溜尾進(jìn)行支設(shè)單體支柱配鉸接頂梁后維護(hù)，即自帶回風(fēng)巷。b.后維護(hù)段采用三排單體支柱配鉸接頂梁支護(hù)，柱距1.2 m，排距0.6 m，支柱穿鞋，拴全防倒繩。后維護(hù)段長度20m，寬度2 m。在靠近采空區(qū)的第三排支柱掛設(shè)擋矸網(wǎng)，防止采空區(qū)竄矸。離面運(yùn)輸機(jī)最近的支柱距離運(yùn)輸機(jī)不大于0.6 m，頂板預(yù)掛頂梁一節(jié)，在移運(yùn)輸機(jī)之后，及時(shí)將回撤的單體支柱支設(shè)在預(yù)掛的頂梁下方，依次循環(huán)施工，保證后維護(hù)段頂板支護(hù)可靠。c.每隔40m，在回風(fēng)巷6m煤柱內(nèi)掘設(shè)貫眼，貫眼規(guī)格高2m、寬2 m。貫眼頂板打兩排錨桿支護(hù)，錨桿間距2 m，排距1m。d.新貫眼貫通后，開始對后維護(hù)段支柱進(jìn)行回撤，將回撤的支柱交替向前支設(shè)，回撤后維護(hù)支柱采用由里向外、由下往上逐棵回撤的方法。e.為保證上巷支護(hù)可靠，在后維護(hù)自帶回風(fēng)巷的同時(shí)沿共用回風(fēng)巷下幫自切頂排開始，支設(shè)一排單體支柱配鉸接頂梁，柱距1.2m，距下幫0.5m，支回柱方法與后維護(hù)支柱一樣，交替向前支設(shè)。

4 共巷開采技術(shù)研究成果

1902 S上分層工作面自2011年4月份試生產(chǎn)至6月20號安全開采結(jié)束，共進(jìn)行后維護(hù)即自帶回風(fēng)巷260m，成功實(shí)現(xiàn)了與9號煤下分層共用回風(fēng)巷，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。通過對1902S面上、下分層共巷開采技術(shù)的研究，較好地解決了薄煤層快速送巷問題、薄煤層自帶回風(fēng)巷支護(hù)問題以及共巷開采帶來的通風(fēng)問題[2-4]，實(shí)現(xiàn)了極近距離煤層共巷開采的安全生產(chǎn)和高產(chǎn)高效，取得了以下研究成果：

1）薄煤層共巷開采貫眼間距以40m～60m為最佳距離，間距過短，貫眼個(gè)數(shù)增多，工程量加大；間距過長，工作面老塘壓力較大，后維護(hù)即自帶回風(fēng)巷支護(hù)困難。

2）薄煤層共巷開采留設(shè)保護(hù)煤柱以4 m～6 m為宜，煤柱過窄，煤柱支撐力不足，容易破碎；煤柱過寬，不僅會浪費(fèi)煤炭資源，而且造成后維護(hù)段頂板壓力大，支護(hù)困難。

3）通過對共用巷道進(jìn)行礦壓觀測，確定共用巷道需超前工作面30 m加強(qiáng)支護(hù)，以防止頂板下沉，兩幫煤柱破損。

4）通過對共用巷道進(jìn)行礦壓觀測，保護(hù)煤柱需打按幫部錨桿加強(qiáng)支護(hù)。

5）薄煤層綜采工作面可以實(shí)施沿空留巷，用以減少對準(zhǔn)備工作面掘進(jìn)巷道的投入，同時(shí)緩解工作面的接續(xù)緊張問題。

5 效益顯著

1）提高煤炭回收率，降低了萬噸掘進(jìn)率。9號煤上、下分層共用一條回風(fēng)巷，減少了一條巷道，從而減少了一條采區(qū)保護(hù)煤柱，提高了礦井煤炭回收率，降低了萬噸掘進(jìn)率，降低了礦井采掘成本。

2）緩解了礦井采掘接續(xù)緊張問題。因9號煤上、下分層共用一條回風(fēng)巷，減少了一條掘進(jìn)巷道，因而使1902S上分層工作面比預(yù)期早投產(chǎn)一個(gè)月，極大的緩解了礦井采掘接續(xù)緊張問題。

3）實(shí)現(xiàn)了薄煤層快速送巷技術(shù)。9號煤上、下分層共用巷道布置在9號煤下分層，因下分層煤層較厚，可實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化掘進(jìn)，與將巷道布置在上分層相比，施工速度是其三倍，實(shí)現(xiàn)了薄煤層的快速送巷技術(shù)。

4）減少了開采下分層時(shí)過老巷安全隱患。共巷布置有效地避免了單獨(dú)開采上分層布置巷道時(shí)破壞夾矸和下分層現(xiàn)象，減少了下分層開采時(shí)過上分層老巷以及掘進(jìn)時(shí)受兩次動壓影響的安全隱患。

6 結(jié)束語

通過對長城煤礦9號煤上、下分層共巷開采技術(shù)較為詳細(xì)的研究，減少了一條長度為460m的回采準(zhǔn)備巷道，緩解了該礦井采掘接續(xù)緊張問題，較好地解決了薄煤層快速送巷問題、薄煤層自帶回風(fēng)巷支護(hù)問題以及共巷開采帶來的通風(fēng)等的問題，實(shí)現(xiàn)了極近距離煤層共巷開采的安全生產(chǎn)和高產(chǎn)高效。

[1]石永奎,莫技.深井近距離煤層上行開采巷道應(yīng)力數(shù)值分析[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào),2007,24(4):473-476.

[2]鐘耀華,謝文兵,謝小平，等.薄煤層保護(hù)層無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)研究[J].煤炭工程,2014,46(2):9-11,14.

[3]孫家偉,楊勝強(qiáng),武帥，等.近距離保護(hù)層采場瓦斯抽采技術(shù)[J].中州煤炭,2012(1):85-86,96.

[4]薛俊華.近距離高瓦斯煤層群大采高首采層煤與瓦斯共采[J].煤炭學(xué)報(bào),2012,37(10):1682-1687.

（編輯：樊敏）

Co-roadway M ining in Close-distance Coal Seam

ZHAO Dayong,ZHANG Leixin,ZHANG Cang
(Inner Mongolia Energy Co.,Ltd.,Shandong Energy Xinwen Mining Group Co.,Ltd., Otog Front Banner 016200,China)

By further study and overcomingmany constraints on co-roadwaymining of upper and lower seams or close-distance coalseam in No.9 seam in Changcheng Mine,we learned the technique of close-distance co-roadwaymining,improved the coal recovery rate,reduced themining and driving rate, relieved the continuous tension,and solved the technical problems of ventilation in the integral return airway of the thin coalseams.

close-distance coalseam;co-roadwaymining;integral return airway

TD 823

A

1672-5050（2016）06-028-03 DO I:10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.12.008

2015-11-12

趙大勇（1961-），男，山東臨沂人，大學(xué)本科，高級工程師，從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)和安全管理工作。