李 強

（山西西山晉興能源有限責任公司斜溝煤礦，山西 呂梁033602）

煤炭作為當前應用最為廣泛的不可再生能源，其對我國國民經濟的增長具有不可估量的作用。近年來，隨著綜采工作面自動化設備生產能力的提升大大增加了煤炭的開采效率。但是，就目前的開采效率而言仍然無法滿足工業及人民生活對煤炭的需求量和需求速度。在當前綜采設備能力一定的條件下，可通過優化采煤技術及選用最為合適的采煤工藝達到提升產煤效率的問題[1]。本文以西山煤電某礦3號工作面為研究載體，根據其煤層、地質以及水文等條件對比大采高和綜放采煤工藝的特點，并確定最終的采煤工藝。

1 工程概述

西山煤電某礦西部下組煤回風巷所掘3號煤層節理發育，結構復雜；3號煤上分層厚度4.49～7.17 m，平均5.65 m；煤層上部夾石為0.10～4.30 m，平均2.50 m左右頁巖。下分層煤層厚度2.40～3.50 m，平均2.95 m，下部夾0.2 m左右的頁巖或炭質頁巖，厚度變化不大，屬單一穩定的中厚煤層。根據西部下組煤膠輪車巷瓦斯涌出量資料預測該工作面掘進期間瓦斯絕對涌出量為2 m3/min。工作面所屬采區及開采煤層無瓦斯動力現象，無煤與瓦斯突出現象。工作面所采煤層經鑒定屬于有煤塵爆炸性，爆炸性指數為15.38%，自燃傾向性為Ⅱ級，屬自燃煤層。地溫為8～9℃。工作面局部壓力較大。

該工作面煤層頂板和底板情況如表1所示。

通過對該巷道的礦壓進行監測得出：該巷道垂直方向的應力平均值為12.72 MPa，水平方向的應力平均值為6.23 MPa。

表1 工作面煤層頂板、底板情況

2 不同采煤工藝的特點分析

經對該礦情況分析，該礦均煤層厚度為5.65 m屬于特厚煤層，且煤層的平均應力值為6.23 MPa。目前，該礦僅有一個綜采工作面，且該工作面的回采率為80%。本文以該礦唯一的工作面為研究對象，對綜放開采和大采高采煤工藝的特點進行對比分析。

2.1 大采高采煤工藝優劣勢分析

該煤礦3號煤層采用大采高采煤工藝進行開采任務，其優勢可歸納為以下幾點：

1）基于大采高采煤工藝的可達到單產量高，且在未來增產的潛力較大。

2）基于大采高采煤工藝具有所需設備數量少、工序簡單等優勢。

3）基于大采高采煤工藝與放頂煤采煤工藝相比較，具有煤炭回收率，煤炭質量好，煤矸石含量少等優勢。

4）針對3號煤層瓦斯含量較高的問題，基于大采高采煤工藝能夠有效擴大其通風斷面面積，進而有效降低工作面的瓦斯濃度。

5）基于大采高采煤工藝的的生產成本較低，可提升煤礦的經濟效益[2]。

但是，3號煤層的煤質相對腳軟，采用大采高采煤工藝容易導致煤壁片幫冒頂事故的發生，從而增加了工作面現場管理的難度[3]。

2.2 綜放開采采煤工藝優劣勢分析

與大采高采煤工藝相比較，基于綜放開采采煤工藝的優勢可歸納為如下幾點：

1）由于基于綜采采煤工藝是沿著煤層底板開始割煤的，支架上方的煤炭通過放煤口回收。因此，基于綜放開采采煤工藝其工作面不會隨著煤層厚度的變化而發生加大的變化。

2）基于綜采開采采煤工藝的采高較低，因此基于綜采開采采煤工藝不會造成由于煤壁片幫冒頂事故的發生，進而減小了工作面現場管理的難度[4]。

與大采高采煤工藝相比較，基于綜放開采采煤工藝的劣勢可歸納為如下幾點：

1）基于綜放開采采煤工藝對煤炭的回收率較低，遠小于基于大采高采煤工藝80%煤炭回收率，從而造成了煤炭資源的浪費，影響了煤礦的經濟效益。

2）基于綜放開采采煤工藝所產煤炭中所產煤矸石的較多，為后續洗煤工作面增加了難度。

3）基于綜放開采采煤工藝工作面所需設備較多，在增加生產成本的同時，大大制約了工作面生產的可靠度，進而增加了工作面現場的管理難度。

4）基于綜放開采采煤工藝需多個出煤口配合，導致工作面的粉塵濃度較高，為工作面安全生產帶來隱患。

5）基于綜放開采采煤工藝使得工作面斷面面積較小，容易導致工作面瓦斯積累，為工作面安全生產帶來隱患。

該煤礦3號煤層工作面采用大采高采煤工藝較綜放開采采煤工藝能夠為煤礦生產節約生產成本，從而帶來更大的經濟效益。此外，基于大采高采煤工藝能夠形成面積更大的通風斷面，從而提升了煤炭生產的安全系數[5]。

3 大采高采煤工藝的應用

為驗證大采高采煤工藝在厚及特厚煤層的應用效果，筆者針對該礦工作面3號煤層采用大采高采煤工藝進行生產。為確保大采高采煤工藝的順利實施，經計算結合經驗的基礎上，為工作面配置如表2所示的綜采設備。

實踐表明，采用大采高采煤工藝試采初期由于作業人員的熟練度不夠，導致工作面推進速度相對緩慢。試采結束后，基于大采高采煤工藝的回采基本恢復正常，且每天煤炭的產量為9 000 t，大大提升了該工作面的日產量。但是，由于大采高采煤工藝的初步在3號煤層工作面的應用，出現了如下問題并針對性的提出解決措施。

表2 3號煤層工作面關鍵綜采設備

1）實際開采中出現泵站水質差的問題，為了避免由于水質差導致管路阻塞，管路壓力受損等問題，需作業人員定期對支架閥進行檢查并更換，此外并出臺相關規章制度加強對泵站的管理。

2）推溜操作中導致刮板輸送機飄起且無法被拉回。針對上述問題，加強對工作面現場管理的力度，并定期清理刮板輸送機溜槽下的煤，且在推溜操作時采用單體液壓支柱壓住刮板輸送機，保證臥底量不超過200 mm。

4 結語

綜采工作面的采煤效率除了受制于綜采設備的生產能力外，還需采煤工藝息息相關。對于工作面煤炭較厚或者特厚的情況，基于大采高采煤工藝不僅能夠提升產煤效率，還能提升了工作面生產的安全性。但是，基于大采高采煤工藝進行開采任務時需關注泵站水質和導致刮板輸送機飄起無法拉回的問題，并結合現場情況采用相應的措施。