薄煤層綜采工作面安全高效開采在潘二礦的應用

宋小華

摘 要：由于薄煤層賦存條件為不穩定或極不穩定型，開采難度較大，已成為制約淮南礦區主采煤層安全高效開采的瓶頸。通過對薄煤層安全高效開采的實踐應用，不斷總結經驗，逐步形成薄煤層作為保護層開采的瓦斯抽采技術體系，有利于礦區持續穩定健康發展。

關鍵詞：薄煤層 安全高效 應用

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0132-02

Application Safety of Fully Mechanized Working Face in Thin Coal Seam Mining in Pan Two ore Efficient

Song Xiaohua

（Huainan coal mine survey and Design Institute of Anhui Province， Huainan Anhui， 232001，China）

Abstract： due to the thin coal seam conditions is not stableor unstable type， mining is difficult， has become a bottleneck restricting the main mining coal seam in Huainan mine safety and high efficiency mining. Through the application of safe and high efficient mining of thin coal seam， constantly sum up experience， and gradually form athin coal seam gas as protective layer mining extraction technology system， is conducive to sustained and stable and healthy development of mining area.

Key Words：Thin Coal Layer；Safe and Efficient；Application

淮南礦區煤炭資源豐富，地理位置優越，是國家重點發展的礦區之一。礦區薄煤層是各主采煤層的主要保護層，現有生產及在建礦井薄煤層保有地質儲量11億噸，占礦區保有地質儲量95.6億噸的11.5%。由于薄煤層賦存條件為不穩定或極不穩定型，開采難度較大，已成為制約礦區主采煤層安全高效開采的瓶頸。近年來，通過對薄煤層安全高效開采的實踐應用，不斷總結經驗，逐步形成薄煤層作為保護層開采的瓦斯抽采技術體系，對礦區持續穩定健康發展有著十分重要的意義。

1 工作面概況

1.1 工作面位置

12225工作面位于潘二礦西二采區西翼二階段，南臨12125工作面，北以設計標高為準，東起西三B4煤層上山，西以F212-1斷層為界。工作面上限標高為-399 m，下限標高為-430 m，工作面走向長549 m，傾向長180 m，面積98820 m2。

1.2 煤層及頂底板情況

開采煤層為5-2煤，煤層平均厚度為1.2 m，平均傾角7°，為黑色、塊狀～粉末狀半暗型煤，具有煤塵爆炸危險性，自然發火期一般為3～6個月。

5-2煤層直接頂板為泥巖，厚度0～0.9 m，平均厚度0.5 m，灰黑色，含大量植化碎片和云母片。老頂為粉細砂巖，厚度7.7～18.5 m，平均厚度13.0 m，灰～灰白色，粉粒～細粒砂狀結構。直接底為砂質泥巖，厚度1.8～3.8 m，平均厚度3.2 m，淺灰～深灰色，以細粒粉砂巖為主，局部巖性破碎。老底為細砂巖，厚度0.7～7.0 m，平均厚度4.5 m，淺灰色，細粒結構，泥砂質膠結，性硬，局部含菱鐵。

5-2煤層與下伏突出煤層4-1煤平均法距13.1 m，5-2煤的上下鄰近煤層主要特征見表1。

1.3 地質及水文條件

根據12125工作面及上覆12226工作面實見地質資料分析，本工作面的地質構造比較復雜，中小斷層比較發育，其中FX1、FX2正斷層及F203次伴生斷層對工作面的正常回采造成一定的影響。工作面最大涌水量為30 m3/h，正常涌水量為1 m3/h。

1.4 儲量

12225工作面地質儲量：17.56萬t；可采儲量17.04萬t。

1.5 瓦斯、煤塵、煤層自燃情況

5-2煤層為非突出煤層，根據瓦斯地質資料，該塊段B5-2煤層預計原始瓦斯含量X0=4 m3/t，瓦斯壓力0.2 MPa。煤中中軟分層局部發育，煤的破壞類型為Ⅱ～Ⅲ類。

2 工作面參數

2.1 工作面主要參數

工作面走向長度主要取決于煤層賦存條件、地質構造，開采機械化裝備水平、工作面巷道布置和可能取得的技術經濟效果而定，借鑒潘二礦以往的開采經驗，工作面傾斜長度在120～180 m較優，確定本工作面走向長度549 m，傾向長度180 m。工作面采用單一走向長壁綜合機械化開采方法。根據煤層頂板巖性，直接頂板能隨著液壓支架的前移及時冒落，冒落矸石能及時充填采空區，采用全部垮落法管理頂板。工作面設計生產能力為3200 t/d，服務年限3個月。12225工作面上順槽、下順槽采用采用錨（索）網支護，斷面形狀為矩形，斷面規格：寬×高=5.0×2.6 m，S掘=16.12 m2；切眼采用錨（索）網噴支護，斷面形狀為矩形，斷面規格：寬×高=4.4×2.2 m，S掘=10.58 m2；聯巷采用架29U型棚支護，斷面形狀為三心拱形，斷面規格：寬×高=5010×3464 m，S掘=16.80 m2。

2.2 工作面設備選型

（1）液壓支架的選型：12225工作面平均采高為1.2 m，根據潘二礦已開采工作面頂板巖性情況，選用ZZ7000-13/26液壓支架。

（2）采煤機的選型：采煤機是綜采設備中容易出故障的設備，要保證實現高產高效，應盡可能選擇高質量、高可靠性的采煤機。由于本塊段內的地質構造比較復雜，有斷層和構造異常帶，針對本采面情況，根據已掌握的資料，選用SL300型采煤機。

3 應用效果

在“近水平煤層遠距離下保護層開采抽采技術、傾斜煤層多重上保護層開采抽采技術、急傾斜煤層保護層開采抽采技術”等逐步形成保護層開采抽采的技術體系基礎上。開采薄煤層一方面可以作為主采煤層的保護層；另一方面也有利于煤炭資源的充分回收，不僅有較好的經濟效益同時又具有很好的社會效益，有利于經濟可持續發展。

（1）12225薄煤層工作面安全高效的開采，能多回收煤炭資源17.04萬t，提高了煤炭資源回收率，延長了礦井的服務年限。（2）在12225薄煤層工作面回采時利用傾向穿層孔，抽采4-1、8～6煤層卸壓瓦斯，降低突出煤層8、7-1、6-1、4-1煤層的瓦斯含量及瓦斯壓力，達到消除8、7-1、6-1、4-1煤層的突出危險性并將高瓦斯轉化為低瓦斯狀態下開采的效果，確保8、7-1、6-1、4-1煤層安全高效的開采。（3）12225薄煤層工作面回采過程中，抽采的上、下鄰近層大量瓦斯能用于地面瓦斯發電，實現了綠色開采。（4）薄煤層綜合機械化的開采，生產工藝簡單、割煤速度快、工作面用工人數少，也有利于探索具有淮南礦區特色薄煤層開采的“三機”配套技術。（5）加強薄煤層開采的工作力度，對提高薄煤層的認識，提高全礦區的資源利用水平，煤炭資源的節約性開發和礦區持續穩定健康發展有著十分重要的意義。

4 結論

潘二礦12225薄煤層工作面安全高效的開采，提高了煤炭資源回收率，延長了礦井的服務年限；同時又作為上下鄰近突出煤層開采的保護層，可以最大限度的釋放上下鄰近煤層的瓦斯，保證鄰近高突煤層工作面在低瓦斯狀態下開采，大幅降低了鄰近層的開采成本，實現了規模開采，有利于礦區持續穩定健康發展。

參考文獻

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