近距離薄煤層群聯(lián)合開(kāi)采工作面回采工藝的研究

李建功

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，江蘇 徐州 221008；2.西山亞辰煤業(yè)公司，山西 呂梁 033000）

近距離薄煤層群聯(lián)合開(kāi)采工作面回采工藝的研究

李建功1，2

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，江蘇 徐州 221008；2.西山亞辰煤業(yè)公司，山西 呂梁 033000）

針對(duì)我國(guó)近距離薄煤層群的特點(diǎn)，結(jié)合多年生產(chǎn)實(shí)踐，提出了近距離薄煤層群聯(lián)合開(kāi)采的工藝及其工作面布置參數(shù)，并對(duì)其運(yùn)輸系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了合理選擇，以便指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

薄煤層；聯(lián)合開(kāi)采；通風(fēng)系統(tǒng)；運(yùn)輸系統(tǒng)

我國(guó)薄煤層資源豐富，1.3m以下煤層可采儲(chǔ)量約占全部可采儲(chǔ)量的20%左右，特別是南方地區(qū)所占比重較大，煤質(zhì)好；在北方，薄煤層分布范圍廣，儲(chǔ)量穩(wěn)定。隨著大批煤礦中厚煤層資源的枯竭，薄煤層的開(kāi)采技術(shù)已漸顯重要性。我國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始就進(jìn)行薄煤層開(kāi)采，經(jīng)過(guò)幾十年的努力，薄煤層開(kāi)采技術(shù)積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；特別是近年來(lái)，隨著薄煤層開(kāi)采產(chǎn)量的不斷擴(kuò)大，開(kāi)采技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)；尤其是國(guó)外高效采煤設(shè)備的引進(jìn)，工作面的自動(dòng)化程度得到了進(jìn)一步的提高，基本實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離控制，單產(chǎn)最高可達(dá)100萬(wàn)t/a。

目前，近距離煤層群的開(kāi)采，除分層開(kāi)采外，就是聯(lián)合開(kāi)采，而聯(lián)合開(kāi)采主要有內(nèi)錯(cuò)、外錯(cuò)、重疊布置，究竟采用何種方法，要根據(jù)煤層的賦存特征、回采設(shè)備及技術(shù)力量綜合考慮，優(yōu)化開(kāi)采設(shè)備與方法，以最小的投資取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。本文主要從回采工藝及多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述近距離薄煤層聯(lián)合開(kāi)采的幾種工藝及布置方法，以期指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作。

1 聯(lián)合開(kāi)采工作面的布置方法

因其條件為近距離（層間距20m以內(nèi)）煤層群，聯(lián)合回采時(shí)的回采順序，只能采用下行開(kāi)采，即先采上層、后采下層；否則，上層煤的開(kāi)采難度會(huì)大大增加、甚至無(wú)法開(kāi)采。對(duì)此，本文提出如下布局方法。

1.1 內(nèi)錯(cuò)布局

圖1為上工作面相對(duì)于下工作面內(nèi)錯(cuò)布置示意圖，即上工作面長(zhǎng)度小于下工作面長(zhǎng)度，這種布置方式我們重點(diǎn)研究的對(duì)象為上下工作面的錯(cuò)距H及順槽錯(cuò)距L3。

圖1 內(nèi)錯(cuò)布局示意圖

1.2 外錯(cuò)布局

圖2 外錯(cuò)布局示意圖

圖2為上工作面相對(duì)于下工作面外錯(cuò)布置示意圖，即上工作面長(zhǎng)度大于下工作面長(zhǎng)度，這種布置方式我們重點(diǎn)研究的對(duì)象與內(nèi)錯(cuò)布局相同。

1.3 重疊布局

圖3 重疊布局示意圖

圖3為上下工作面重疊布置示意圖，即上工作面長(zhǎng)度等于下工作面長(zhǎng)度，這種布置方式我們重點(diǎn)研究的對(duì)象為工作面的錯(cuò)距。

1.4 布局方法的選擇

目前，不論是聯(lián)合開(kāi)采還是分層開(kāi)采，大多采用所述三種方式，但是每種方式都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐及理論分析，并結(jié)合層間距采場(chǎng)礦山壓力規(guī)律、巷道圍巖變形與破壞規(guī)律，得出層間距為8m以下時(shí)，采用外錯(cuò)布置（圖2）；當(dāng)層間距在8 m或8 m以上時(shí)，重疊布置（圖3）。具體參數(shù)如下：

a.層間距2 m。切眼內(nèi)錯(cuò)，錯(cuò)距6 m；工作面內(nèi)錯(cuò)，錯(cuò)距H為20m；順槽外錯(cuò)，錯(cuò)距L3為6m。

b.層間距4 m。切眼內(nèi)錯(cuò)，錯(cuò)距6 m；工作面內(nèi)錯(cuò)，錯(cuò)距H為20m；順槽外錯(cuò)，錯(cuò)距L3為6m。

c.層間距6 m。切眼內(nèi)錯(cuò)，錯(cuò)距6 m；工作面內(nèi)錯(cuò)，錯(cuò)距H為15m；順槽外錯(cuò)，錯(cuò)距L3為6m。

d.層間距8 m。切眼重疊，錯(cuò)距0 m；工作面內(nèi)錯(cuò)，錯(cuò)距H為10m；順槽重疊，錯(cuò)距L3為0m。

e.層間距大于8m。切眼重疊；工作面內(nèi)錯(cuò)，錯(cuò)距H為10m；順槽重疊，錯(cuò)距L3為0m。

2 聯(lián)合開(kāi)采工藝研究

開(kāi)采工藝包含的內(nèi)容較多，在開(kāi)拓開(kāi)采系統(tǒng)及回采設(shè)備還沒(méi)有確定的情況下，這些內(nèi)容難于研究；所以本文重點(diǎn)研究工作面的運(yùn)輸與回風(fēng)系統(tǒng)，以供工作面的設(shè)計(jì)參考。

2.1 運(yùn)輸系統(tǒng)

無(wú)論是何種布局，聯(lián)合開(kāi)采時(shí)運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)采用集中運(yùn)輸，尤其是近距離煤層群，煤層較薄，相對(duì)產(chǎn)量較低，上下分層同時(shí)回采時(shí)如采用各自獨(dú)立的運(yùn)輸系統(tǒng)，勢(shì)必造成能源和動(dòng)力損耗，所以提出圖4的運(yùn)輸方式，圖中箭頭代表煤的運(yùn)輸方向。下層工作面的煤經(jīng)刮板輸送機(jī)直接轉(zhuǎn)載到下層運(yùn)輸皮帶，然后到集中運(yùn)輸巷運(yùn)到地面。上層工作面的煤經(jīng)刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載到運(yùn)輸巷的溜槽，溜槽的長(zhǎng)度20～30 m，然后經(jīng)上下順槽的聯(lián)絡(luò)巷中的溜槽再轉(zhuǎn)載到下分層的皮帶巷，再運(yùn)往地面，這樣就省去上分層的運(yùn)輸皮帶，取而代之的是溜槽，對(duì)應(yīng)重疊布置方式，可在順槽直接打垂直貫眼，上層的煤通過(guò)貫眼溜到下層的皮帶上。

圖4 運(yùn)輸系統(tǒng)示意圖

2.2 回風(fēng)系統(tǒng)

回風(fēng)系統(tǒng)只能采用單獨(dú)通風(fēng)，即各層單獨(dú)采用自己的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)，例如圖5。本通風(fēng)系統(tǒng)只是示意性的，如果瓦斯較高可按實(shí)際情況增加進(jìn)風(fēng)巷或回風(fēng)巷。

圖5 通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

3 結(jié)束語(yǔ)

本文只是針對(duì)近距離或極近距離薄煤層群提出的回采方法，即上下煤層的聯(lián)合開(kāi)采，不包括單煤層的對(duì)拉工作面回采，本方案也沒(méi)有考慮工作面的回采順序；這方面的工作要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行綜合安排，例如頂?shù)装宓耐暾闆r，礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律等，而后再考慮其回采順序，例如序采或跳采，原則就是既安全又經(jīng)濟(jì)。聯(lián)合開(kāi)采的其它一些問(wèn)題，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行研究，例如采場(chǎng)頂板的管理方法、順槽巷道的管理方法、超前支護(hù)方法等。

Abstract:According to the features of close thin seam group in China and his practical experience,the author proposes the combined mining technique and distribution parameters in working face.Transportation system and ventilation system are also selected rationally to guide practice.

Keywords:thin seam;combined mining;ventilation system;transportation system

Research on Mining Technology in Combined Mining of Close Thin Seam Group

LI Jian-gong1,2
（1.China University of Mining and Technology,Xuzhou Jiangsu 221008;2.Xishan Yachen Coal Group,Lvliang Shanxi 033000,China）

TD823.25+1

A

1672-5050（2010）08-0055-03

2010-06-08

李建功（1964—），男，山西新絳人，在讀工程項(xiàng)士，高級(jí)工程師，主要從事礦建、采煤的相關(guān)技術(shù)工作。