馬河煤礦極薄煤層機械化高效開采技術研究

摘 要：要實現極薄煤層高效化開采，其根本出路在于發展采煤機械化，提高自動化水平。文章結合馬河煤礦煤層地質特征，通過對極薄煤層機械化高效開采技術研究，積極運用新技術、新方法、新工藝提高礦井極薄煤層回采率，以達到高效、安全的提高礦井資源回收率和經濟效益的目的。

關鍵詞：極簿煤層；高產；高效開采

中圖分類號：TD823.251 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）17-0173-02

目前許多礦區隨著開采強度的加大，厚及中厚煤層的儲量急劇下降，薄及較薄煤層逐漸變為主采煤層。這些局礦的薄煤可采儲量豐富，貯存條件比較穩定，薄煤層的開采日益受到重視。如何實現薄煤層的高產高效對礦井具有十分重要經濟價值和現實意義。馬河煤礦以開采極薄煤層為主，平均厚度0.6 m左右。馬河煤礦位于荊門市東寶區馬河鎮三里崗村境內，屬荊門市馬河鎮管轄。

1 馬河煤礦機械化高效開采的必要性

1.1 提高資源的回采率

馬河煤礦開采特點：由于開采煤層屬于極薄煤層，現場施工人員在狹小的空間內作業，上下工作面及設備移動都比較困難，特別是工人送料難度困難，勞動強度大。同時由于采用爆破落煤，放炮倒柱率高，工效低。由于考慮到工效、經濟效益、施工難度等問題會由于避開不進行回采或過壓，直接推采，造成局部煤量損失嚴重，同時必須留設煤柱造成局部壓煤現象。因此實施機械化高效開采技術后可規范生產系統，減少局部壓煤損失和回采工作面的回采損失，從而提高資源的回采率。

1.2 提高資源的高效開采

由于采用傳統的爆破落煤方式導致作業人員在狹小的作業空間作業使得勞動強度大，作業時間長，采煤工班工效低，因此必須改變傳統的采煤方法，采用先進適宜的設備，合理的巷道布置，改善作業條件，合理的采掘比來提高資源的高效開采。

1.3 改善安全生產條件

通過采用機械化破煤落煤設備可以減少對回采工作面圍巖的破壞，提高作業人員環境的安全程度，同時也減少了作業人員在狹小空間的作業時間，從而有效的改善了安全生產條件。

2 礦井機械化高效開采方案的設計

2.1 四號井示范采區

2.1.1 采煤方法的選擇

采煤方法為高檔普通機械化采煤，根據煤層賦存條件，確定采用走向長壁采煤法，工作面采用后退式，采區內，沿著煤層傾斜方向，采用下行式開采順序。滾筒式截煤機破煤落煤，工作面采用可彎曲刮板運輸機運煤，單體液壓支柱加金屬鉸接頂梁支護頂板，全部垮落法處理采空區。

2.1.2 采區巷道布置

采區采用雙上山布置，23采區皮帶運輸下山，23采區軌道下山。運輸下山回風，軌道下山進風。-168 m區段運輸平巷，擔負煤炭運輸及回采工作面進風及人員安全出口，且區段平巷運輸采用皮帶運輸機。-150 m區段回風平巷，該區段回風平巷作為回采工作面回風及人員另一個安全出口。-150 m區段回風平巷與23采區皮帶運輸下山相連。

2.1.3 回采工藝

回采工作面采用YRG3-100滾筒式截煤機破煤裝煤。工作面開切眼：采用ZM1.2電煤鉆打眼放炮形成回采工作面。工作面采用SGWD-420-30可彎曲刮板運輸機運煤，工作面的煤炭直接轉用到區段運輸平巷的DSJ65/20/1×22可伸縮皮帶運輸機，區段平巷的伸縮皮帶運輸機的煤炭直接轉用到采區上山的皮帶運輸機。回采工作面支護選用DW0.35-300/100單體液壓支柱加金屬鉸接頂梁，支護參數為1m×1m，三、五控頂，見五回二的回柱方式管理頂板，回柱采用JK-11.4的回柱絞車，全部跨落法處理采空區。

采區煤炭運輸：回采工作面→-168m區段運輸平巷→23采區皮帶運輸下山——采區上部車場煤倉。

采區材料運輸：23采區上部車場→-150m區段回風平巷（礦用防爆型蓄電池電機車）→回采工作面。

采區通風：23采區上部車場→23采區皮帶軌道下山→23采區中部車場→-168m區段運輸平巷——回采工作面→-150m區段回風平巷→23采區皮帶運輸下山→回風石門——總回風巷道。

2.2 五號井示范采區

2.2.1 采煤方法的選擇

采煤方法為高檔普通機械化采煤，根據煤層賦存條件，確定采用走向長壁采煤法，工作面采用后退式，采區內，沿著煤層傾斜方向，采用下行式開采順序。滾筒式截煤機破煤落煤，工作面采用可彎曲刮板運輸機運煤，單體液壓支柱加金屬鉸接頂梁支護頂板，全部垮落法處理采空區。

2.2.2 采區巷道布置

采區采用雙上山布置，13采區皮帶運輸上山，13采區軌道上山。運輸上山回風，軌道上山進風。+14m區段運輸平巷，擔負煤炭運輸、回采工作面進風及人員安全出口，且區段平巷運輸采用皮帶運輸機。+26m區段回風平巷，擔負材料運輸、回采工作面回風及人員另一個安全出口。+26m區段回風平巷與13采區皮帶運輸上山相連。

2.2.3 回采工藝

回采工作面采用YRG3-100滾筒式截煤機破煤裝煤。工作面開切眼：采用ZM1.2電煤鉆打眼放炮形成回采工作面。工作面采用SGWD-420-30可彎曲刮板運輸機運煤，工作面的煤炭直接轉用到區段運輸平巷的DSJ65/20/1×22可伸縮皮帶運輸機，區段平巷的伸縮皮帶運輸機的煤炭直接轉用到采區上山的皮帶運輸機。回采工作面支護選用DW0.8-300/100單體液壓支柱加金屬鉸接頂梁，支護參數為1m×1m，三、五控頂，見五回二的回柱方式管理頂板，回柱采用JK-11.4的回柱絞車，全部跨落法處理采空區。

采區煤炭運輸：回采工作面（SGWD-420-30）→+14m區段運輸平巷（DSJ65/20/1×22）→13采區皮帶運輸上山（DSJ65/20/1×22）→采區下部煤倉。

采區材料運輸：13采區下部車場→13采區軌道上山（JK0.8×0.6）→采區上部車場→+26m區段回風平巷（礦用防爆型蓄電池電機車CTY2.5/4.6.7.9G）→回采工作面。

采區通風：13采區軌道上山→13采區中部車場→+14m區段運輸平巷→回采工作面→+26m區段回風平巷→回風石門→+30m總回風巷道。

3 實施效果分析

3.1 經濟效益分析

①目前采區回采率為68%，工作面最高回采率為84%，導致大量資源損失，通過實行極薄煤層機械化高效開采，可提高采區回采率到88%，可多回收134.89萬t原煤。

②由原來的炮采改為機械化開采，減少了對采區巷道及回采工作面巷道的破壞，同時采用光面爆破及改變采區巷道的支護形式，有效的延長了巷道的使用壽命，減少了巷道維護費用。

③對采區巷道進行了合理的優化布置，采用沿空留巷，提高了采區回采率和巷道的利用率，減少了巷道的掘進量和維護工程量。

④經濟指標分析。從湖北寶源廣得資源有限公司馬河煤礦提供的資料顯示，其采區回采率為68%，回采工作面最高回采率為84%，導致大量資源損失，通過實行極薄煤層機械化高效開采，可提高采區回采率到88%，可多回收134.89萬t原煤，根據看盡目前實際情況，原煤售價按照600元/t，可以多創造產值8.09億元，利潤按200元/噸計算，可增加利潤2.69億元。

3.2 社會效益分析

①我國屬于能源緊缺國家，資源的合理開發和保護，符合我國的能源政策。

②通過實行極薄煤層機械化高效開采，提高回采率，多回收原煤134.89萬t，減少煤炭資源的浪費，更好的節約和利用煤炭資源。

③實行極薄煤層機械化高效開采增加了開采儲量，有效延長礦井服務年限11.2年，有利于企業和社會穩定。解決了全礦職工11.2年的就業，對企業和社會穩定和諧起到積極作用。

④實行極薄煤層機械化高效開采代替原來人工打眼放炮的方式，可以減少對回采工作面圍巖的破壞，提高作業人員環境的安全程度，同時也減少了作業人員在狹小空間的作業時間，從而有效的改善了安全生產條件。

⑤通過實行極薄煤層機械化高效開采，可以大大提高了機械化作業程度，減少了作業人員，從工班工效由原來的1.8提高到5.2。

⑥該成果可以向類似礦井推廣，開發出更多的極薄煤層，為國家節約更多的煤炭資源 。

4 結 語

我國煤炭儲量大且賦存多樣化，其中薄與極薄煤層的可采儲量約為60多億。我省煤炭分布產地多，資源儲量總量少。僅10億噸左右但是極薄煤層多，煤層以極薄煤層為主，極薄煤層機械化高效開采若能順利實施并在全省推廣應用，可多回收煤炭資源，充分利用有限的資源，提高資源回收率。有效延長礦井服務年限，保障礦區和諧穩定。合理開發和利用煤炭資源，是國民經濟和社會發展的需要和要求。煤礦通過實行極薄煤層機械化高效開采后，能創造良好的社會效益和經濟效益，具有極大的推廣及應用價值。

參考文獻：

[1] 魏云鵬.極薄煤層機械化開采的實踐[J].煤，2010，(3).