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。可采煤層編號為1、3、5、9層，礦井設(shè)計能力0.6 Mt/a，分為+920和+650兩個生產(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，為確保滿足運輸要求，起始掘進(jìn)回風(fēng)巷時破底量較大，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)間隔期較長的實際，設(shè)計將回風(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

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型刮板運輸機(jī)運煤，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型刮板運輸機(jī)運煤，ZY6800/ 09/20型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板。施工順序為：割煤→移架→移運輸機(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)正常割煤時前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，割煤的同時完成裝煤。

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。移溜順序為自下而上或自上而下，不得由兩頭向中間推移。

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。離面運輸機(jī)最近的支柱距離運輸機(jī)不大于0.6 m，頂板預(yù)掛頂梁一節(jié)，在移運輸機(jī)之后，及時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)一個月，極大的緩解了礦井采掘接續(xù)緊張問題。

3）實現(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，實現(xiàn)了薄煤層的快速送巷技術(shù)。

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