卞學(xué)文

摘 要：采煤方法及采煤工藝的選擇是否合理，直接影響到整個礦井的生產(chǎn)安全和各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。文章結(jié)合新疆賽爾能源有限公司三礦礦井各方面的因素，對中厚煤層的采煤方法進行了分析與探討，經(jīng)過現(xiàn)場實踐，取得了較好的生產(chǎn)實踐效果，以供同行交流與借鑒。

關(guān)鍵詞：中厚煤層；采煤方法；安全；高效

中圖分類號：TD823.25 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）20-0170-01

1 礦井概況

徐礦集團新疆賽爾能源有限公司三礦位于新疆維吾爾自治區(qū)和布克賽爾蒙古自治縣和什托洛蓋鎮(zhèn)西北約8 km處，本礦是自治區(qū)“十五”規(guī)劃改擴建礦井，規(guī)劃生產(chǎn)能力0.15 Mt/a，現(xiàn)擬將該礦井由現(xiàn)0.15 Mt/a規(guī)模改擴建成0.45 Mt/a規(guī)模的礦井。全礦井主要可采煤層3層，分別為下侏羅統(tǒng)八道灣組上段的A3、A4、A7煤層，其中A3煤層厚度0.97～4.46 m，平均3.05 m，煤層結(jié)構(gòu)簡單～復(fù)雜，夾矸3～4層。A4煤層兩級厚度1.41～4.09 m，平均2.67 m，煤層結(jié)構(gòu)簡單～較簡單，夾矸1～2層，夾矸以炭質(zhì)泥巖為主，次為泥巖。A7煤層兩極厚度0～1.97 m，平均1.61 m，煤層結(jié)構(gòu)簡單～復(fù)雜，夾矸一層，夾矸以泥巖為主。A3號煤層頂板為灰-深灰色砂質(zhì)泥巖，為易冒落的頂板（I類）；A4號煤層頂板為灰色砂質(zhì)泥巖，為易冒落的頂板（I類）；A7號煤層頂板為灰色砂質(zhì)泥巖；煤層為中等冒落的頂板（II類）。井田內(nèi)瓦斯含量低，各煤層煤塵均有爆炸性，井田內(nèi)主要煤層A3、A4、A7煤層均為易自燃和很易自燃的煤層。

2 采煤工藝的選擇原則

根據(jù)井田內(nèi)煤層的賦存條件和開采技術(shù)條件，選擇采煤工藝時主要考慮了以下原則：

①與煤層條件相適應(yīng)，有利于提高工作面單產(chǎn)，實現(xiàn)礦井生產(chǎn)的集中化，以達到礦井高產(chǎn)高效的目的；②依靠科技進步，采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，提高采煤機械化水平，降低工人勞動強度；③簡化采煤工藝，減少運輸環(huán)節(jié)，降低巷道掘進率，采區(qū)巷道盡可能全煤巷布置；④保證礦井安全生產(chǎn)，有效地防止煤層自然發(fā)火和其它災(zāi)害，為工人創(chuàng)造較舒適的井下工作條件；⑤提高資源回收率，減少資源損失。

3 采煤方法的選擇

根據(jù)上述原則及投產(chǎn)一采區(qū)的開采技術(shù)條件，結(jié)合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》，考慮到煤礦生產(chǎn)技術(shù)和管理水平，礦井采煤方法可選擇走向長壁炮采、走向長壁高檔普采、走向長壁綜采采煤方法。礦井目前采用采煤方法為走向長壁炮采煤方法，該采煤法工作面工作條件較差，機械設(shè)備少，用人較多，效率低下，工人勞動強度大且管理難度大，安全保障有困難。走向長壁綜采采煤法雖然一個工作面能達到設(shè)計產(chǎn)量，但也存在設(shè)備投資高、產(chǎn)量和設(shè)備能力不匹配等缺點。走向長壁高檔普采工作面具有投資少，設(shè)備能力和產(chǎn)量相匹配等優(yōu)點。初步確定工作面采煤方法為走向長壁高檔普采采煤法，根據(jù)所選擇的支護設(shè)備不同，對該礦井主要開采的A3、A4、A7中厚煤層提出以下兩種采煤方法進行技術(shù)經(jīng)濟比較。

3.1 方案一：走向長壁單體液壓支柱高檔普通機械化采

煤法

工作面支護采用DZ25-25/100型單體液壓支柱配HDJA-

1200金屬鉸接頂梁，工作面端頭支護采用DZ25-25/100型單體液壓支柱配HDJS-1000型雙楔梁，四對八梁支護；工作面超前支護采用單體液壓支柱（DZ25-25/100）配HDJS-1000型雙楔梁。工作面選用MG160/375-W型采煤機開幫落煤，運輸配備1臺SZZ-630/2×110型刮板輸送機，投產(chǎn)工作面布置在A4煤層西翼一區(qū)段，投產(chǎn)工作面煤層平均厚度為1.88 m，工作面長118 m，每天5個循環(huán)，循環(huán)進度1.2 m，工作面生產(chǎn)能力為0.44 Mt/a，礦井裝備一個走向長壁高檔普通機械化采煤工作面就可達到設(shè)計能力。

對于東翼A4煤層，煤層由于夾矸變厚分為兩個分層，夾矸厚度為0.39～1.56 m，平均0.9 m，煤層上分層厚度為1.04～1.48 m，大部分厚度1.3 m，煤層下分層厚度為2.05～2.61 m，大部分煤層厚度2.6 m。因此對A4東翼煤層進行分層開采，對于上分層選擇DZ16-30/100單體液壓支柱配HDJA-1200金屬鉸接頂梁進行工作面支護，爆破落煤；對于下分層采用DZ28-25/100型單體液壓支柱配HDJA-1200金屬鉸接頂梁進行工作面支護，采煤機割煤。對于A7煤層厚度為1.07～1.97 m，大部分平均厚度1.61 m、可選擇DZ16-30/100單體液壓支柱配HDJA-1200金屬鉸接頂梁進行工作面支護，采煤機割煤；對于A3煤層由于煤層之間夾矸較厚，劃分為兩個分層，上分層煤層厚度為2.3～3.49 m，大部分平均厚度2.8 m，下分層煤層厚度為0.19～0.77 m，大部分平均厚度0.5 m，由于下分層煤層薄且夾矸較多，無法開采，因此A3煤層只采上分層，上分層采煤方法為：采用DZ31-18/100型單體液壓支柱配HDJA-1200金屬鉸接頂梁進行工作面支護，采煤機割煤。

3.2 方案二：走向長壁懸移支架高檔普通機械化采煤法

工作面支護采用2L/1200/10/30/jc懸移頂梁液壓支架進行支護，工作面端頭支護采用DZ25-25/100型單體液壓支柱配HDJS-1000型雙楔梁，四對八梁支護；工作面超前支護采用單體液壓支柱（DZ25-25/100）配HDJS-1000型雙楔梁。工作面選用MG160/375-W型采煤機開幫落煤，運輸配備1臺SZZ-630/2×110型刮板輸送機，采高為1.4～3.2 m，投產(chǎn)工作面長118 m，每天6個循環(huán)，循環(huán)進度0.6 m，工作面生產(chǎn)能力為0.465 Mt/a。

4 方案的優(yōu)缺點比較

4.1 方案一的優(yōu)點

①工作面設(shè)備投資較方案二低；②該井田煤層厚度變化不大，開采三層煤層厚度差距不大，單體頂梁液壓支柱成本較低，開采過程中根據(jù)實際情況更換支架較方便；③對生產(chǎn)工人的技術(shù)水平要求較低；④由于開采煤層含夾矸較多，可利用單體液壓支柱進行分層開采。減少了矸石率。

4.2 方案一的缺點

①機械化程度較低；②對煤層厚度變化適應(yīng)性差。當(dāng)煤層厚度超過支柱的最大可采高度時，只能采用分層開采或者丟煤，造成工作面掘進成本加大，降低了工作面回采率；③支柱、掛梁勞動強度高，所需人數(shù)多，工序復(fù)雜，循環(huán)進度慢；④支柱控頂面積大，穩(wěn)定性差。

4.3 方案二的優(yōu)點

①支架控頂面積小，穩(wěn)定好；②機械化程度高；③工作面支架、移架所需人數(shù)少，工序簡單，循環(huán)進度快；④對煤層變化適應(yīng)性強，對于薄及中厚煤層可一次性采全高，對厚煤層可采用放頂煤方式開采，降低了工作面掘進成本，提高了工作面回采率。

4.4 方案二的缺點

①工作面設(shè)備投資較方案一高；②對生產(chǎn)工人的技術(shù)水平要求較高；③由于煤層之間夾矸較多，并且較厚，采用放頂煤一次采全高，煤層含矸率較高。

5 結(jié) 語

通過技術(shù)和經(jīng)濟比較，在經(jīng)濟上，方案一較方案二投資低187萬元，但由該礦井煤層厚度變化范圍較大，從技術(shù)上看，兩種采煤方法都是合理的；但由于該礦井地處西北邊陲，市場主要供應(yīng)熱電廠和民用煤，市場價格對煤質(zhì)的含矸率比較敏感。根據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力和煤層開采技術(shù)條件，充分考慮業(yè)主對走向長壁單體液壓支柱高檔普通機械化采煤方法已熟練掌握，經(jīng)綜合考慮各方面因素后，設(shè)計推薦采用方案一：走向長壁單體液壓支柱高檔普通機械化采煤法。

參考文獻：

[1] 孟憲銳，吳昊天，王國斌.我國厚煤層采煤技術(shù)的發(fā)展及采煤方法的選擇[J].煤炭工程，2014，（10）.