薄煤層沿空回采的節能減排方案設計

王亞東

（河南永錦能源有限公司,河南　許昌　461670）

薄煤層沿空回采的節能減排方案設計

王亞東

（河南永錦能源有限公司,河南許昌461670）

摘要：《薄煤層沿空回采的節能減排方案設計》主要是采煤工作面沿著上個水平的工作面的運輸機巷布置，統稱“沿空留巷”，減少一條巷道的掘進，可以節省1000以上巷道的人力、物力的投入，降低了企業的成本。同時減少矸石的排放2000以上的矸石排放，節約了風能、電能和水的使用。增加了煤炭的開采量，煤炭的回采率可以達到97%以上，給企業的經營管理奠定良好的基礎。

關鍵詞：薄煤層沿空回采；節能減排；方案設計

1　呂溝煤礦的基本狀況

永錦能源呂溝煤礦位于禹縣煤田西南部三峰山～米托寺井田，三峰山礦區內。呂溝煤礦經過三次技術改造，生產能力逐次提升，2006年7月11日，公司整體劃歸永城煤電集團股份有限公司，成立永錦能源，礦井核定生產能力為45萬噸/年。礦區主要可采煤層為六2煤層，煤層厚度穩定，一般厚度1.2m普遍見一層夾矸。

2　呂溝煤礦六2煤層的地質狀況

“薄煤層沿空回采的節能減排方案設計”中的薄煤層主要指開采的六2煤層。該煤層情況穩定，厚度變化小，最小0.72m，最大1.45m，平均1.2m。采面內構造形態為走向東西，傾向南的單斜構造，煤層底板局部有起伏。采面內構造形態為走向東西，傾向南的單斜構造，煤層底板局部有起伏，預測采面內會有斷層發育。六2903采煤工作面位于呂溝煤礦六2采區，根據上個水平采煤工作面的揭露情況分析，該采面范圍內水文地質條件比較簡單，向巷道充水的主要含水層為六2煤層頂板砂巖裂隙含水層，層位穩定，對六2煤層開采影響較小。

3　巷道布置

工作面采用走向長壁布置，其中采煤工作面回風巷為上個水平采面的下機巷（采面回風巷為沿空掘巷），采煤工作面下機巷為九西聯絡巷東段下機巷掘進，工作面切眼沿煤層底板掘進采面切眼。計算出采煤工作面平均走向長度和平均傾向長度為。

4　采煤工作面的支護設計

采煤工作面的支護經歷了重大的技術改革，在頂板管理技術上，由傳統的密集支柱、對柱、叢柱等切頂支柱，發展到無密集、切頂，在堅硬頂板工作面采用液壓切頂墩柱，這些支護技術改革有利地促進了回采工作面單產的提高，安全情況也大有改觀。單體液壓支柱有外注式DZ和內注式NDZ，由于內注式操作時初撐力不穩定和不便于檢修，因此，本礦采用外注式單體液壓支柱。

支護選型及支護密度計算

工作面采用DW型外注式單體液壓支柱與HDJA-1000型金屬鉸接梁配套使用，支護方式為齊梁直線柱正懸臂架設，支護形式為一梁一柱，柱子打在鉸接梁上距煤壁側梁頭0.7米處，采煤后為四梁四柱（不包括密集支柱）。

控頂距及放頂步距：工作面正常地點最大控頂距4.2米，最小控頂距3.2米，機頭機尾處最大控頂距7.2米，最小控頂距6.2米，具體規定正常地點“見四回一”，機頭機尾地點：機頭機尾壘砌矸石帶時“見六回一”，若機頭機尾無矸石充石帶時，可打設木垛進行支護，此時為“見七回一”。放頂步距1米。采空區采用全部垮落法管理頂板。

5　采煤方法及工藝

采煤方法采用走向長壁采煤法。根據六2煤層地質條件及煤層特征，煤層為較薄煤層，且煤質比較硬，因此采用炮采采煤，一次采全高。正常回采期間，采高隨煤層厚度確定，煤厚平均1.2m，工作面平均走向長度432m，傾斜長度平均166m左右。采面采用兩臺風煤鉆同時打通排眼，兩臺鉆相距不少于15m，炮眼布置采用“雙排三花眼”布置方式，底眼的炮眼位置距底板。炮眼角度為：底眼的角度與水平方向向下15°左右的俯角，與煤壁55°左右的夾角。頂眼距頂板0.2m，眼深1m，眼距1.4m。

6　采面安全生產系統

（1）運輸系統：因為輸送能力m=400t/h，大于設計運輸生產率A=312.243/2.4=130.1t/h（運煤所用的時間為2.4h），所以膠帶寬度一定滿足要求，選定膠帶速度υ=2m/s。設計生產率是運輸地點在單位時間內需要運出的貨載質量，為了保證完成礦井運輸任務，在選擇設備運輸時，應使設備生產率大于或等于設備生產率。根據A=191.05t/h，選用SGB-630/150C型刮板輸送機，鏈條形式，雙圓環鏈。

（2）排水系統：區內范圍內自上而下可分為四個含水層（組），自下而上依次為：寒武-奧陶系灰巖巖溶承壓含水層、太原組灰巖巖溶裂隙承壓含水組、砂巖裂隙承壓含水組、新生界松散鹽類孔隙潛水含水層。其中砂巖裂隙承壓含水組中的六2煤層頂板砂巖裂隙含水層（VI）位于下石盒子組中上部。在裂隙發育處，常造成六2煤層頂板淋水，但水量較小，持續時間短，對六2煤層開采有一定影響。

在采煤工作面機巷內做一個水窩，安裝兩臺型號為BQS25-50/7.5的高揚程排沙水泵，將水排至九西大巷內，再經水溝自流至九號水倉，利用九號井底排水系統排至地面。排水管路布置在工作面機巷下幫，水泵選用即可滿足采面排水需要。

（3）通風系統：根據采煤工作面巷道布置方式，利用合理的通風設施，新鮮風流由主副井經由階段運輸大巷進入采煤工作面機巷，到采煤工作面。乏風由工作面回風巷經由西風井，再到西區總回風，經西風井至地面。采煤工作面為U型通風，各掘進工作面均采用獨立通風。采煤工作面機巷為進風巷，采煤工作面回風巷為回風巷。

7　煤質管理

為了提高煤質，加強煤質管理，各回采工作面在回采期間成立以班組為單位的煤質管理小組，由跟班隊長任組長，班組長任副組長，煤質管理小組成員由本班組成員組成。

采面煤、矸必須分運分裝，即要保證矸車里不帶煤，煤車里不帶矸，保證煤炭質量。全隊職工見矸就揀，做到矸不出責任段，嚴格保證煤質，降低含矸率。各轉載點灑水要適量，溜子與皮帶運轉和噴霧裝置開關要同步，避免煤質含水量過高或過低。各轉載點噴霧、采煤機內外噴霧、減速機、電機冷卻水等用水設備和地點必須做到先開水后開機，停機后及時停水，并根據出煤量控制好噴霧大小。各設備轉載點、巷道口、軌道順槽和膠帶順槽內每200m各設置一個垃圾桶，吃剩的班中餐、塑料袋、火腿腸皮等雜物要全部收集裝入垃圾桶，嚴禁其混入煤流，垃圾桶滿后及時清理。

作者簡介：王亞東（1983—），男，河南禹州人，本科，研究方向：企業管理。