摘 要：文章以山西潞安集團高河能源有限公司采用F8500/22/42型四柱支撐掩護式低位放頂煤液壓支架為例，系統(tǒng)的介紹了在局部出現(xiàn)煤層厚度增加、傾角變大現(xiàn)象的復(fù)雜地質(zhì)條件下，大膽采用新工藝、新方法、新設(shè)備，進一步提高礦井工作面的安全系數(shù)，增加礦井工作面回采率，為建設(shè)現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井提供保障。

關(guān)鍵詞：低位放頂煤；大采高；低位放頂煤液壓支架

1 煤層賦存情況

E1305工作面回采煤層為3#煤層，賦存于二疊系下統(tǒng)山西組（P1s），為瀉湖相沉積，黑色，塊狀，以亮煤為主，暗煤次之，光亮型煤，參差狀斷口，似金屬光澤。煤層厚度較穩(wěn)定，煤厚6.77m～7.48m，平均厚度7.06m，該工作面內(nèi)煤層傾角2°～10°，平均角度5°。根據(jù)目前開采揭露，工作面局部出現(xiàn)煤層厚度增加、傾角變大現(xiàn)象，開采條件復(fù)雜。

2 開采技術(shù)條件

2013年度高河礦井瓦斯涌出量測定結(jié)果可知礦井絕對瓦斯涌出量240.70m3/min，為高瓦斯礦井；該工作面所采3#煤層具有煤塵爆炸性；無煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險性；無自然發(fā)火現(xiàn)象，屬不易自燃煤層；地溫19.9℃左右屬于正常地溫；地壓正常。

3 采煤工藝比選

根據(jù)高河礦煤厚度呈不規(guī)則分布，厚度變化系數(shù)較大，開采技術(shù)條件復(fù)雜的特點，礦井可選用的采煤工藝有綜采放頂煤一次采全高和分層綜采兩個方案，現(xiàn)將兩種方案優(yōu)缺點比較如下。

3.1 分層綜采

分層開采掘進率高，工效低，經(jīng)濟效益差，但由于回采率高，適應(yīng)性廣，現(xiàn)還有一定的市場，適用于不適宜放頂煤開采的厚煤層開采。根據(jù)地質(zhì)報告，工作面3#煤煤厚6.77m～7.48m，平均厚度7.06m，工作面局部出現(xiàn)煤層厚度增加、傾角變大現(xiàn)象，開采條件復(fù)雜，若選用分層開采，最多能分為三層。但分層開采存在如下問題：（1）開采投入高，人工鋪網(wǎng)勞動強度大，工作面工序復(fù)雜，工作面需要多掘進三組工作面運輸、回風(fēng)順槽，煤巷掘進工程量大，回采工作面搬家倒面次數(shù)多，搬家費用高。（2）區(qū)段分層周期長，多次啟閉，引起自燃發(fā)火頻繁；工作面產(chǎn)量低；工作面的機動性變差，對地質(zhì)條件的適應(yīng)性降低，資源損失增大。

3.2 綜放開采

我國綜采放頂煤始于20世紀(jì)80年代初，20多年來得到了迅速的發(fā)展，目前綜放開采單面年產(chǎn)最高已超550萬噸，我國已成為世界上綜放開采技術(shù)發(fā)展最快、擁有綜放工作面最多的國家。實踐證明，在厚煤層中采用放頂煤開采較分層開采具有明顯的優(yōu)越性。

綜放開采主要優(yōu)點有：順槽掘進量少，掘進費用低，緩和了采掘關(guān)系；減少了搬家倒面次數(shù)，節(jié)省了綜采面搬遷、安裝的費用；較分層開采減少了鋪網(wǎng)工序，降低了材料、工資及巷道維護等費用；提高了塊煤率，提高了煤炭售價；減少了設(shè)備的運行費（如采煤機），相對減少了設(shè)備折舊費或租賃費；有利于礦井的集中生產(chǎn)和集中控制，有利于實現(xiàn)減面、減人、提效的目標(biāo)；提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。資料統(tǒng)計表明，放頂煤比分層開采提高工效2～5倍，噸煤成本降低8～20元，經(jīng)濟效益十分顯著；對于厚度變化較大的厚煤層，更利于提高回采率，提高資源利用率。

綜放開采的缺點：對于厚度穩(wěn)定且采高適宜于分層的煤層，綜放工作面回采率偏低，一般在80%～85%左右；煤塵大，一般比分層開采高出1～3倍；對于硬度大、裂隙不發(fā)育、埋藏淺、地壓小的煤層適應(yīng)性差。雖然綜放開采存在一些問題，但經(jīng)過近20年的科研和生產(chǎn)實踐，大部分問題已有了比較完善的應(yīng)對措施。

3.3 結(jié)論

由于綜放開采較分層綜采有較大的優(yōu)勢，不僅經(jīng)濟效益好，而且技術(shù)可行，3#煤層的采煤方法采用大采高綜放一次采全高。

4 采煤工藝

4.1 回采工序

采煤機斜切進刀→割煤→移架→推前部刮板輸送機→放煤→拉后部刮板輸送機→推移轉(zhuǎn)載機→拉前、后刮板輸送機機頭→下一循環(huán)采煤機斜切進刀。

4.2 說明

（1）割煤。工作面采用太原礦山機械廠生產(chǎn)的MG400/930-WD電牽引雙滾筒采煤機（滾筒有效截深800mm）進行割煤。其技術(shù)特征見表1。

表1 采煤機主要技術(shù)特征表

正常割煤時，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。采煤機滾筒旋轉(zhuǎn)時，煤被滾筒上的截齒破碎下來，并由滾筒上的螺旋葉片裝入前刮板運輸機。少量煤在推前刮板運輸機時被鏟煤板裝入刮板運輸機內(nèi)。極少量散落在支架與支架間、支架與前溜間的浮煤，由人工裝入前刮板運輸機。采煤機進刀方式見圖1。

圖1 割煤進刀圖

工作面采高控制在3.5±0.1m，保證工作面“三直一平”要求。

（2）移架。本工作面采用ZF8500/22/42型四柱支撐掩護式低位放頂煤液壓支架，操作方式為手動快速操作移架，移架步距800mm。正常情況移架滯后采煤機后滾筒5m進行，及時支護頂板，根據(jù)頂板情況，可緊跟前滾筒拉架，局部煤墻片幫較寬或頂板破碎時超前移架控制頂板。操作要求：收側(cè)護板時，側(cè)護板正下方嚴(yán)禁站人，并且與相臨支架不咬、不啃；移架要帶壓移架，做到快、勻、正、直、穩(wěn)；支架前柱及前梁初撐力要達(dá)到24MPa；及時打出逼幫板。

（3）推前部刮板輸送機、拉后部刮板輸送機。

（4）放頂煤。移過支架、后部刮板輸送機高速運轉(zhuǎn)時，方可放煤。一旦輸送機停止（或低速）運轉(zhuǎn)時，立即停止放煤。

（5）運煤。工作面機組割下的底煤和支架放下的頂煤分別由前后兩部輸送機運至端頭卸載，經(jīng)轉(zhuǎn)載機→E1305膠帶順槽膠帶輸送機→東翼膠帶大巷膠帶輸送機→煤倉→主井提升至地面。

5 結(jié)束語

利用ZF8500/22/42型四柱支撐掩護式低位放頂煤液壓支架支護工作面，MG400/930-WD電牽引雙滾筒采煤機割煤，克服了傳統(tǒng)封大采高綜放采煤工藝等諸多缺點，工作面回采效果好，工藝簡單，回采率高，工作面切眼長275m，煤層平均厚度為7.06m，工作面采高3.5±0.1m，放煤高度3.56m，采放比1：1.017，割煤回收率為98%，頂煤回收率為88%，工作面的循環(huán)產(chǎn)量為1972.22噸。

參考文獻(xiàn)

[1]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].煤炭工業(yè)出版社，2012.

[2]采礦工程設(shè)計手冊[M].煤炭工業(yè)出版社，2012.

作者簡介：丁源（1985-），男，內(nèi)蒙古集寧人，2010年畢業(yè)于太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院安全工程專業(yè)，現(xiàn)從事礦井設(shè)計工作。