淺析超長綜采工作面設計方案的確定因素

王則行 鐵法煤業（集團）有限責任公司曉南礦

一、工作面概況狀

（一）工作面位置

SW1403工作面位于南翼采區西部。南與SW1405工作面（2012.10采終）相鄰；北與SW1402工作面（回采中）相鄰；東為二水平南翼西皮帶中巷；西部為FW2-5斷層。

（二）工作面地質特征

工作面鄰近SW1402、SW1405工作面，其中SW1402工作面原煤工業指標：其水份(Mt): 6.20%；灰份(Ag):46.43%；發熱量（Qnet,ar）:3686K/g。SW1405工作面原煤工業指標：其水份(Mt): 6.60%；灰份(Ag):58.77%；發熱量（Qnet,ar）:2720K/g。

二、工作面設計方案

（一）方案一：單面布置，即SW1403工作面

在充分考慮的基礎上進行優化設計，將原設計的兩個工作面合并成一個工作面，工作面兩側分別預留40m和80m防隔水煤柱，減少探放水工程，同時減少安拆次數，減少巷道掘進及維修工程量。SW1403工作面設計參數：切眼長360m，推進長度880m，采高2.37m，儲量100萬噸。

（二）方案二：設計兩個工作面，即SW1400工作面和SW1403工作面

布置方案：二水平南翼采區西翼屬殘采采區，設計布置2個相互平行的工作面，SW1400和SW1403工作面，其中SW1400工作面臨近SW1405采空區，隔水保護煤柱預留30m（設計已批復），回采結束后再掘進SW1403工作面，SW1403工作面位于SW1402和SW1400工作面中間位置，掘進過程中均需探放水。

SW1400工作面設計參數：切眼長200m，推進長度670m，采高2.0m，儲量35萬噸。

SW1403工作面設計參數：切眼長220m，推進長度930m，采高2.6m，儲量70萬噸。

三、工作面設計的影響因素

（一）采空區積水的影響

工作面兩側均為采空積水區，其中SW1402采空區預計積水量為200000m3（補給水量20 m3/h），SW1405采空區預計積水量54000m3。

方案一：工作面在采空區兩側分別留設防隔水煤柱，根據防隔水煤柱留設的公式計算，SW1403運順與SW1402采空區所需防隔水煤柱最小值為15.52m，SW1403回順與SW1405采空區所需防隔水煤柱最小值為13.26m，而設計留設防隔水煤柱分別為38m和76m，符合規定。

方案二：根據礦井接續安排，SW1400運順2017年3月開始施工，預計7月份施工結束，然后探放SW1402采空區積水，預計積水量為200000m3（補給水量20 m3/h），如果按出水量60m3/h計算，探放水時間為139天，預計2017年12月份探放水結束，而工作面回采時間2018年1月份，掘進接續緊張。

SW1400工作面開采結束后，SW1403工作面即為孤島開采，兩側均為采空區，由于階段煤柱10m，須對SW1400采空區積水進行探放。根據礦井接續安排，SW1403運順2018年2月開始施工，預計8月份施工結束，然后進行探放水，預計采空區積水量為115200m3，如果按出水量60m3/h計算，探放水時間為80天，預計2017年11月份探放水結束，而工作面回采時間2018年12月份，而SW1400回順8月份開始施工（SW1400工作面5月開采結束），邊放水邊掘進，影響掘進速度，掘進接續緊張。

（二）工作面煤質的影響

SW1403工作面所采煤層14#煤層，煤層厚度1.56～3.32m，平均厚度2.37m，含夾矸三至九層，夾矸厚度0.04-0.96m，鄰近SW1405、SW1402工作面原煤發熱量為分別為2720K/g和3686K/g，煤質相對較差，故可以考慮留設防隔水煤柱。

（三）工作面“一通三防”影響因素

“一通三防”管理是工作面設計中一個重要因素，超長綜采工作面尤顯重要。為此，針對工作面通風、防滅火、瓦斯防治問題，采取了系列防范措施。

四、經濟效益分析對比（方案一與方案二對比）

（一）節省一次安裝和一次拆除

SW1400工作面拆除材料預算：256992元，人工費用：276000元。

SW1403工作面安裝材料預算：882258元，人工費用：252000元。

安拆費用共計節約：256992+276000+8 82258+252000≈166.72萬元

（二）少掘進回采巷道1781m

回采巷道采用錨網支護，每m掘進單位成本：5421.4元/m，工作面兩順及開切眼掘進預算：1781×5421.4≈965.55萬元

（三）減少巷道維修量1490m

南翼西軌道中巷、回風中巷、皮帶中巷共計690m需要多一次維修工作，平均維修單價：5322.2元/m。5322.2×690≈367.23元

（四）損失煤量5萬噸

按照我礦2016年商品煤平均成本和平均售價計算，每噸商品煤利潤=每噸商品煤售價-每噸商品煤成本=283.5-272.21=11.29元。

經濟損失=11.29×50000=56.45萬元。

節省資金：166.72+965.55+367.23-56.45=1443.05萬元

五、結語

360m超長綜采工作面的設計在我礦尚屬首次，不僅避免了探放水工程，減少掘進工程量及安拆次數，同時為優化巷道布置，合理礦井采掘接續奠定了一定基礎，值得推廣。