曹 寬

（山西臨汾西山能源有限責任公司，山西 臨汾 041000）

西山登?？得簶I(yè)由地方煤礦重組而成，地方煤礦開采歷史較久，礦井現(xiàn)開采+940m水平一采區(qū)中組煤（5#煤）。中組煤按三條開拓大巷布置，構(gòu)成貫穿全井田的開拓生產(chǎn)布局。目前開采15101工作面，接替工作面15106工作面。井田內(nèi)，上組煤（2#、3#煤）距中組煤（5#煤）平均間距27.5m，層間距較近，且上組煤（2#、3#煤）存在大量采空區(qū)。在對5#煤層鉆探過程中發(fā)現(xiàn)該區(qū)域存在2#、3#煤層的實體煤，查明的2#、3#煤層資源儲量(111b+122b+333)1361.7kt，其中探明的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（111b）1230.1kt，推斷的經(jīng)濟資源儲量（333）131.6kt。

井田內(nèi)2#、3#煤層為低灰、低硫的肥煤，煤質(zhì)好，煤價高，屬優(yōu)質(zhì)配焦煤。為避免資源浪費，礦井擬開采井田內(nèi)2#、3#煤層，以達到“提高資源回收率，擴大礦井經(jīng)濟效益”的目的。礦井現(xiàn)采的5#煤層，煤層厚度0.45%1.32m，平均0.89m，屬薄煤層，工作面生產(chǎn)能力偏低。5#煤層原煤全硫含量在0.69%～5.35%之間，平均為1.68%，屬低中硫煤至高硫煤。

一采區(qū)2#煤層厚度1.25～1.67m，平均1.38m，屬中厚煤層，原煤全硫含量在0.36%～0.60%之間，平均為0.41%，屬特低硫煤。一采區(qū)3#煤層厚度1.17～2.0m，平均1.58m，屬中厚煤層，原煤全硫含量在0.31%～0.47%之間，平均為0.37%，屬特低硫煤。

為將煤炭產(chǎn)品的硫分降低，使煤炭產(chǎn)品適應市場能力增強，綜合利用率提高，計劃對三個區(qū)域的煤炭進行綜合配采研究。

1 各煤層配采比重的選擇

為了提升煤炭品質(zhì)，在進行配采作業(yè)時需要合理的配采比例。在進行煤層配采比重選擇時，需要遵循配采后的煤炭必須充分滿足產(chǎn)品硫分和燃燒時的發(fā)熱量需求[1-2]。根據(jù)登?？得簶I(yè)的要求，配采后的原煤內(nèi)的硫分需要控制在0.8%以下，同時單位重量的煤炭燃燒時候的發(fā)熱量需要達到30.52MJ/kg。在滿足煤炭硫分和燃燒發(fā)熱量的基礎(chǔ)上，需要增加劣質(zhì)煤的配采量，從而達到快速消耗劣質(zhì)煤的目的。經(jīng)過多次試采并結(jié)合2#、3#煤與5#煤層的綜采設(shè)備分布和綜采能力，確定了最佳的配采方案。各煤層的配采方案分布如表1所示。

表1 不同煤層的配比方案

2 登?？得簶I(yè)配采方案設(shè)計

在進行配采設(shè)計時，需要充分考慮配采的經(jīng)濟性，因此在進行配采方案制定時充分考慮了各個煤層現(xiàn)有的地質(zhì)條件和綜采作業(yè)設(shè)備，以“分區(qū)、分層、獨立開采”的匹配原則[3]，采用了“立井拓展”方式實現(xiàn)對2#、3#煤層的連通，滿足于5#煤層的配采需求。

在配采設(shè)計方案中，登?？得簶I(yè)在充分利用2#、3#煤層現(xiàn)有井筒的基礎(chǔ)上，采用了立井拓展延伸的方案，統(tǒng)一開采到5#煤層內(nèi)，將主要的綜合配采巷道放置在5#煤層中，以3#煤層為輔助巷道煤層，實現(xiàn)對2#、3#、5#巷道的綜合開采，最終形成“一進一回”兩組綜采大巷道，同時在2#煤層巷道內(nèi)設(shè)置回風巷和輔助運輸巷，形成一個連續(xù)性的綜合配采運輸系統(tǒng)。

由于5#煤層的平均厚度僅0.89m，屬于典型的薄煤層，2#煤層和3#煤層平均厚度在1.4m左右，屬于中厚偏薄煤層，因此根據(jù)其煤層賦存特性，最終選擇了采用下行開采的次序?qū)旅簩舆M行配采。在進行配采的最低層間距設(shè)定時，引入了最小配采安全距離的概念，即在進行配采時要留有一定的安全距離，從而確保綜采作業(yè)過程中煤層的穩(wěn)定性。最小配采安全距離Hmin可表示為[4]：

式中：

K-煤層頂板安全系數(shù)，取6；

M-綜采面煤層的平均厚度，m；

α-煤層傾角，（°）；

當在綜采作業(yè)時，Hmin=6×1.4×0.82=6.88m＞0.89m，因此滿足井下安全綜采作業(yè)的需求，證明了所選擇的下行開采技術(shù)方案的正確性。

在該配采方案中為了確保配采作業(yè)的連續(xù)性，可先對2#、3#煤巷進行綜采作業(yè)，待過渡到5#巷道后再實現(xiàn)全面的配采，確保達到60萬t/a的綜采作業(yè)能力。為了降低配采的成本，在2#、3#巷道處均采用現(xiàn)有的綜采技術(shù)設(shè)備，而將3#和5#處采用聯(lián)合開拓的貫通聯(lián)巷布置結(jié)構(gòu)，也就是在5#巷道內(nèi)設(shè)置聯(lián)動輸送帶大巷、軌道大巷等，5#巷道內(nèi)的煤炭綜采作業(yè)完成后利用輸送機傳輸?shù)?#巷道內(nèi)，完成煤炭在開采過程中的聯(lián)動配采，節(jié)約井下配采時間，提高開采效率。

3 井下順槽面布置方式的優(yōu)化

隨著配采作業(yè)的繼續(xù)，綜采面巷道深度不斷加大。由于采用了立井連通方案，會導致煤礦井下綜采作業(yè)面內(nèi)的空氣流通性變差，特別是隨著瓦斯涌出量的不斷加大，給煤礦井下綜采作業(yè)帶來了嚴重的安全隱患。因此在加大對井下瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測和增加瓦斯抽采量的基礎(chǔ)上設(shè)計了雙“U”字結(jié)構(gòu)的配采通風方案，將輸送帶進風槽、輔助運輸巷回風順槽、輔助運輸巷進風順槽、輔助回風順槽進行聯(lián)通，形成了一個綜合通風壓差系統(tǒng)，利用回風通道前后的壓力差實現(xiàn)高效的通風，確保綜采作業(yè)面瓦斯?jié)舛缺３衷诎踩?，有效解決了瓦斯集聚現(xiàn)象。雙“U”結(jié)構(gòu)通風布局方式如圖1所示[5]。

圖1 配采面雙“U”通風布局結(jié)構(gòu)

4 登?？得簶I(yè)配采方案應用效果

登福康煤業(yè)2#、3#、5#配采項目建設(shè)總資金6708.03萬元，其中：井巷工程1714.12萬元，機電設(shè)備購置3643.05萬元，安裝工程336.77萬元，其他基本建設(shè)費用435.78萬元。投入使用后配采期間，2#、3#煤層實現(xiàn)產(chǎn)能30萬t/a，5#煤層實現(xiàn)產(chǎn)能30萬t/a。自投產(chǎn)以來綜采作業(yè)穩(wěn)定，配采后的煤炭質(zhì)量有了顯著的提升，實現(xiàn)了“薄厚配采，高硫低硫配采”的設(shè)計目標，極大地提升了登?？得簶I(yè)的綜采經(jīng)濟效益，減少了煤炭資源的浪費。該配采方案因地制宜，驅(qū)動了良好的效果，目前已得到了廣泛的應用。

5 結(jié)論

針對西山登?？得簶I(yè)2#、3#煤層為特低硫煤的中厚煤層和5#煤層為薄煤層的特性，提出了“薄厚配采，高硫低硫配采”方案，結(jié)果表明：

（1）煤層配采比重選擇需要遵循配采后的煤炭必須充分滿足產(chǎn)品硫分和燃燒時的發(fā)熱量需求。經(jīng)過多次試采并結(jié)合2#、3#煤與5#煤層的綜采設(shè)備分布和綜采能力，確定了7:8:15的配采方案。

（2）在進行配采設(shè)計時，充分考慮配采的經(jīng)濟性，以“分區(qū)、分層、獨立開采”的匹配原則，采用了“立井拓展”方式實現(xiàn)對2#、3#煤層的連通，滿足5#煤層的配采需求。

（3）采用雙“U”字結(jié)構(gòu)的配采通風方案，能夠有效地解決綜采面瓦斯集聚現(xiàn)象，確保作業(yè)安全。