大采高綜采工作面通過煤層變薄區域的方案與實踐

摘 要：我國煤炭礦藏資源豐富，但賦存條件千差萬別，受限于地理環境的復雜性，薄煤層的煤礦存儲量也占據礦藏資源的很大部分，如何對這部分礦藏進行高效的開采，是擺在煤礦企業面前一個亟待解決的問題。文章以晉華宮礦開采的8210大采高工作面為例，對煤層變薄區域的方案與實踐作了簡要介紹。

關鍵詞：大采高工作面；煤層變薄；淺孔震動爆破

中圖分類號：TD355 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）27-0175-02

我國幅員遼闊，礦藏豐富，其中煤礦產業作為我國重要能源供給產業之一，始終受到廣泛的關注。當前，煤炭產業遭遇了前所未有的寒流，煤礦生產必須把高效開采和開發利用放在首位，以節約資源、增加效益。眾所周知，薄煤層開采難度較高而開采效率較低，變薄區薄煤層的開采一直是困擾煤礦生產的技術難題，但若放棄開采，又會造成能源的浪費。

我國煤炭礦藏資源豐富，但賦存條件千差萬別，受限于地理環境的復雜性，薄煤層的煤礦存儲量也占據了礦藏資源的很大部分，如何對這部分礦藏進行高效開采，是擺在煤礦企業面前一個亟待解決的問題。

1 工作面概況

影響簿煤層開采技術的因素很多，因此在進行開采時必須根據具體情況進行科學的可行性分析。影響薄煤層開采的主要因素有：地質條件復合因素、地質構造復雜程度、煤層的穩定性、煤層厚度、煤層傾角、煤層堅硬性、煤層頂底板條件、工作面塊度等因素。

晉華宮礦開采的8210大采高工作面采用沿頂板掘進雙巷布置方式，可采走向1 703 m，傾斜長163.7 m，煤層厚度為1.4～7.3 m，平均厚度為5.7 m。在現場地質工作中，煤層厚度在2.8 m以上的地帶，其直接頂板為泥巖或砂質泥巖，整體性好；南山12#層煤層賦存不穩定，8210大采高工作面2210巷和5210巷均采至201 m時，發現有煤層變薄趨勢。當工作面采至2210巷211 m，5210巷214 m時，工作面出現地苞，50#～80#架煤層厚度為2.1～2.8 m。煤層在2.1～2.8 m地段，頂板則相變為砂泥巖互層或薄層砂巖與砂質泥巖互層，不同巖層間呈交錯狀，為典型的河漫灘相沉積產物。由于地苞巖石屬于白砂巖，巖石硬度比較大，機組直接截割比較困難，并且截齒損耗量大。已經嚴重影響了大采高工作面的安全高效生產。采用淺孔震動爆破方式進行松動巖石，減少了截齒損耗，機組順利通過。實測結果表明，采取的安全措施能夠滿足安全生產要求。而在煤層<2.1 m的地段，頂板則完全由粉砂、中砂以至粗砂巖替代。且砂巖中含有深色泥巖塊，為河床相之沉積物，其膠結物多為泥質類，砂巖表層遇水浸潤后呈松散狀，但巖層整體性尚好，巖石f值達到10。實踐表明，通過采用淺孔震動爆破方式進行松動巖石后，采煤機可以順利通過，有效的控制了截割堅硬巖石對采煤機的損壞和截齒損耗量。

2 爆破技術要求

礦山開采中影響爆破工作的因素很多，如爆區的地形地質條件、爆破參數、起爆網絡、起爆順序和穿爆的工程質量等，爆破方法因其所涉及的爆破參數是整個礦山開采工作中不可忽略的指標，因而選擇什么樣的爆破方法將對礦山開采產生很大的影響，如果選取不當，會使礦山的生產安全得不到保障，也會使礦山的開采成本上升。

2.1 炮孔施工技術

①炮眼的布置。當起底巖石厚度<0.6 m時，打一排鉆孔，鉆孔間距為0.5 m。

當起底巖石厚度0.6 m

當起底巖石厚度1.2 m

②炮孔角度。底排鉆孔俯角為20 ？觷，其它鉆孔垂直于工作面煤壁施工。

③炮孔深度為2 m。

④炮孔裝藥長度為0.66 m。

⑤炮孔裝藥量為3卷。

⑥封孔要求。

炸藥外剩余部分用黃土充填好，雷管、導爆索絕對不得露出孔外，如圖1所示。

⑦爆破炮孔裝藥參數表格，見表1。

2.2 拉炮要求

放炮員要從頭至尾依次拉炮，每次最多爆破3個孔，并要求各孔采取大串聯的聯接方式。

處理大塊矸石時，將大塊矸石拉到溜頭，根據實際情況打眼放炮處理，嚴禁放明炮、糊炮。

根據現場情況，實時調整工作面的炮眼間距，深度及裝藥量，以保證松動效果，如圖2所示。

3 回采工藝

我國煤炭資源豐富，但煤層構造較為復雜，同時面臨著開采較薄煤層的問題。對薄煤層進行高效開采，成為可持續發展的一個關鍵所在。在煤礦生產過程中，為了實現最優方式回采，必須對礦井的生產因素與地質構造因素進行綜合考慮后，再行確定回采方式，科學的回采方式勢必為保證礦井生產安全提供有力的技術支撐。

①在煤層變薄區域，保證采高不低于3.7 m，機組、支架順利通過，同時視工作面實際情況，盡量減少割底量。

②變薄區底板巖石屬深灰色粉砂巖，質硬，工作面揭露最厚處約1.7 m，當巖石薄、松軟先采用機組小截深及調低牽引速度，多次往返直接截割巖石的方法通過，截深及牽引速度根據巖石硬度變化及保證不損壞機組的前提下調整；當巖石厚、且硬度大、對設備損壞嚴重時，采取打眼松動爆破機組截割工藝措施進行回采作業。

③工作面打一茬眼放炮后，及時清理支架前的浮煤浮矸，保證能夠割煤兩刀，同時保證支架行程符合措施要求。

④采煤機割完煤后，必須將采煤機放到尾上，方可進行下個循環的打眼、拉炮工作。

4 結 語

通過采用淺孔震動爆破方式進行松動巖石技術后，解決了因采煤機直接截割堅硬巖石而產生的設備損壞概率和配件消耗量。采用該技術后，工作面過煤層變薄區域時，截齒消耗量減少了70%；每個圓班至少割煤5刀，提高了生產效率。該方案和實踐為大采高工作面安全快速順利通過煤層變薄區域提供了基礎和依據。

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