隆化煤礦的采煤方法分析設(shè)計(jì)

李建軍

（沁和能源集團(tuán)有限公司 端氏煤礦，山西 晉城 048200）

隆化煤礦的采煤方法分析設(shè)計(jì)

李建軍

（沁和能源集團(tuán)有限公司 端氏煤礦，山西 晉城 048200）

以山西隆化煤礦井田為例，對(duì)2號(hào)煤層采煤方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括三個(gè)方面：確定采（盤）區(qū)巷道布置和要素、回采工藝及勞動(dòng)組織、采（盤）區(qū)的準(zhǔn)備與工作面接替。

隆化煤礦；巷道布置；回采工藝；工作面接替

隆化煤礦位于山西省翼城縣西部、沁水煤田沁水盆地西南邊緣。井田內(nèi)共含煤11層，煤層總厚10.9 m，含煤系數(shù)9.1%。主要是開(kāi)采2號(hào)煤層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、埋藏穩(wěn)定，直接頂為泥巖或炭質(zhì)泥巖、煤線與粉砂巖復(fù)合層，老頂為K8砂巖，底板為泥巖或砂巖。

1 采煤方法的選擇

1.1 采煤方法的選擇及其依據(jù)

隆化煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150萬(wàn)t/a，為大型井。根據(jù)2號(hào)煤層賦存情況、開(kāi)采技術(shù)條件、管理水平，本著投資少、見(jiàn)效快、安全性好、回采率高的原則，經(jīng)技術(shù)分析后，采用傾斜長(zhǎng)壁采煤法。

1.2 回采工作面的個(gè)數(shù)、產(chǎn)量、裝備

設(shè)計(jì)采用一個(gè)綜采工作面保證礦井1.5 Mt/a產(chǎn)量。2號(hào)煤層平均厚3.2 m，一次采全高，工作面長(zhǎng)170 m。

回采工作面生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：

式中：Q為工作面年產(chǎn)量，t/a；L為工作面長(zhǎng)度，170m；Vo為工作面年推進(jìn)度，1 980 m；M為工作面采高，3.2 m；r為煤的容重，1.40 t/m3；C1為采煤工作面采出率，取0.93；則礦井年生產(chǎn)能力：

若k1為采區(qū)掘進(jìn)出煤系數(shù)，取為1.1時(shí)，則一個(gè)工作面產(chǎn)量為1 542 651.264t/a，滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力要求。

1.3 回采工作面的回采方向與接替

回采工作面采用后退式回采，工作面采用順序接替。2號(hào)煤層采區(qū)回采率為75%，工作面回采率為93%[1]。

2 確定采（盤）區(qū)的巷道布置

從主運(yùn)輸大巷，沿煤層向西掘采區(qū)運(yùn)輸巷，主要用來(lái)出煤、進(jìn)風(fēng)。從輔助運(yùn)輸大巷，沿煤層向西掘采區(qū)輔助運(yùn)輸巷，主要用來(lái)下料、出矸、進(jìn)風(fēng)。從回風(fēng)大巷，沿煤層向西掘進(jìn)采區(qū)回風(fēng)巷，主要用來(lái)回風(fēng)。所有的巷道都沿煤層掘進(jìn)，為了保證巷道斷面，需要對(duì)煤層進(jìn)行挑頂或臥底；當(dāng)采區(qū)巷道掘好后，掘開(kāi)切眼布置工作面。垂直運(yùn)輸、把井田劃分為五個(gè)采區(qū)，再將每個(gè)采區(qū)劃分為若干個(gè)區(qū)段，在每個(gè)區(qū)段內(nèi)沿走向布置單一走向長(zhǎng)壁采煤工作面；區(qū)段之間留設(shè)寬度為20 m的煤柱，回采工作面長(zhǎng)度為170 m，工作面年推進(jìn)長(zhǎng)度約為1 980 m，工作面運(yùn)輸斜巷和回風(fēng)斜巷采用雙巷布置、雙巷掘進(jìn)。每一采區(qū)中先采1個(gè)工作面，然后分別由北向南依次開(kāi)采。

3 回采工藝設(shè)計(jì)

煤礦井田地質(zhì)條件較復(fù)雜，有斷層，煤層傾角較緩，頂、底板較穩(wěn)定。根據(jù)煤層賦存情況和開(kāi)采技術(shù)條件，確定采用綜合機(jī)械化采煤回采工藝方式[2]；過(guò)程如下：

3.1 采煤機(jī)落煤

采煤工作面使用雙滾筒采煤機(jī)，布置方式為：若面向工作面時(shí)，采煤機(jī)的右滾筒為右螺旋，割煤時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；左滾筒為左螺旋，割煤時(shí)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，其前端滾筒沿頂板割煤，后端滾筒沿底板割煤，這種布置方式操作安全、煤塵少、裝煤效果好。工作面割煤方式為往返一次割兩刀，此方式效率高，適用于煤層賦存穩(wěn)定、傾角較緩的綜采面。

采煤機(jī)的進(jìn)刀方式為工作面端部割三角煤斜切進(jìn)刀方法，其進(jìn)刀過(guò)程為：（1）當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，其后的輸送機(jī)槽已移近煤壁，采煤機(jī)機(jī)身處尚留有一段下部煤；（2）調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起，并沿輸送機(jī)彎曲段返向割入煤壁，直至輸送機(jī)直線段為止。然后，將輸送機(jī)移直；（3）再調(diào)換兩個(gè)滾筒的上下位置，重新返回割煤至輸送機(jī)機(jī)頭處；（4）將三角煤割掉，煤壁割直后，再次調(diào)換滾筒位置，返程正常割煤。

3.2 移架

液壓支架的移架方式采用單架依次順序式，支架沿采煤機(jī)牽引方向依次前移，移動(dòng)步距等于截深，支架移成一條直線，這種方式操作簡(jiǎn)單，容易保證規(guī)格質(zhì)量、操作安全、工作面環(huán)境好。

3.3 綜采面工序配合方式

綜采面割煤、移架、推移輸送機(jī)，采用及時(shí)支護(hù)的配合方式，即：采煤機(jī)割煤后，支架依次立即前移、支護(hù)頂板，輸送機(jī)隨移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤機(jī)截深。這種支護(hù)方式，推移輸送機(jī)后，在支夾底座前端與輸送機(jī)之間要富裕一個(gè)截深的寬度，工作空間大，利于行人、運(yùn)料、通風(fēng)；若煤壁容易片幫，可先于割煤進(jìn)行移架，支護(hù)新暴露出來(lái)的頂板[3]。

3.4 綜采面端頭作業(yè)

綜采面端頭支護(hù)方式，采用單體支柱加長(zhǎng)梁組成的邁步抬棚，這種方式適應(yīng)性強(qiáng)，有利于排頭液壓支架的穩(wěn)定。

4 采（盤）區(qū)的準(zhǔn)備與工作面接替

4.1 巷道斷面和支護(hù)形式

井底車場(chǎng)巷道、大巷全部采用半圓拱斷面，錨噴支護(hù)，工作面分帶巷道采用錨桿支護(hù)，必要時(shí)加網(wǎng)和鋼帶。

4.2 巷道掘進(jìn)進(jìn)度指標(biāo)

巷道掘進(jìn)的進(jìn)度指標(biāo)采用如下數(shù)值：半煤巖錨噴支護(hù)巷250 m/月；半煤巖錨桿支護(hù)巷300 m/月；傾斜巖巷100 m/月；煤巷400 m/月。

4.3 掘進(jìn)工作面的個(gè)數(shù)和機(jī)械配備

為了保證采煤工作面正常接替，根據(jù)回采工作面和掘進(jìn)工作面的推進(jìn)速度，全礦配備兩個(gè)掘進(jìn)工作面，一個(gè)綜掘工作面用于2號(hào)煤層巷道掘進(jìn)，一個(gè)綜掘工作面用于大巷掘進(jìn)及有關(guān)硐室施工。設(shè)備配備，見(jiàn)表1。

表1 綜掘工作面機(jī)械設(shè)備配備表

4.4 采掘比例和掘進(jìn)矸石率及工作面接替

全礦有一個(gè)回采工作面，兩個(gè)掘進(jìn)工作面，采掘比為1:2，由于該礦運(yùn)輸大巷和回風(fēng)軌道大巷均為半煤巖巷,所以預(yù)計(jì)矸石量較少。一帶區(qū)工作面推進(jìn)長(zhǎng)度為2 538 m，年推進(jìn)度為1 980 m，即每個(gè)區(qū)段采煤時(shí)間為一年多。工作面接替采用順序接替，先采1，再采2、3、4……依次開(kāi)采。順槽掘進(jìn)可以滿足工作面接替為宜。大巷掘進(jìn)可以超前掘進(jìn)工作面100 m左右為宜。由于采用綜掘，礦井掘進(jìn)可很容易滿足。

5 結(jié)束語(yǔ)

煤炭行業(yè)日益規(guī)范，采煤設(shè)備日趨先進(jìn)。如何完善考慮煤礦各種因素，采取更加完善周詳?shù)牟擅悍椒ǎ粌H關(guān)乎煤礦的現(xiàn)實(shí)利益，更關(guān)乎國(guó)家未來(lái)的能源安全。因此，不斷完善現(xiàn)有采煤方法依然是我們要解決的重要問(wèn)題。

[1] 中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部.煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范[M].中國(guó)計(jì)劃出版社.1995.

[2] 張建華.清水營(yíng)煤礦大傾角煤層首采工作面開(kāi)采工藝研究[J].神華科技，2009（3）：27-30.

[3] 劉金虎，尤泉生，李飛，繆永.巴拉普庫(kù)利亞煤礦回采工藝技術(shù)研究[J].煤炭科技,2010（1）：3-4.

Abstract:The mining technology of No.2 coal seam in Longhua Mine includes three sections:determining the roadway layout of mining areas;caving technique and organization;mining area preparation and working faces replacement.

Key words:Longhua mine;roadway layout;caving technology;working faces replacement

編輯：劉新光

Mining Method Analysis in Longhua Mine

LI Jian-jun

(Duanshi Mine,Qinhe Energy Group,Jincheng Shanxi 048200)

TD214

A

1672-5050（2012）07-0053-03

2012-02-11

李建軍（1969—），男，山西晉城人，大學(xué)本科，助理工程師，從事采礦工程工作。