韩城矿区2#薄煤层采掘失衡对策研究

文/韩有毅

韩城矿区2#薄煤层采掘失衡对策研究

文/韩有毅

韩城矿业公司现有3对生产矿井和1对在建矿井，其中南区1对生产矿井，北区有2对生产矿井和1对在建矿井，北区3对矿井的主采煤层3#煤属于严重突出煤层，煤层突出的防治一直是北区两生产矿井安全工作的重中之重，是矿井生产组织和快速发展的最大矛盾和障碍。公司根据3#煤层相邻煤层的地质特点，做出了全面开采2#解放煤层，把3#煤层的防突问题变为防治瓦斯问题来解决的突出防治战略决策。

一、2#煤层的地质赋存特点

1.桑树坪矿2#煤层

位于山西组中下部，属于局部可采煤层，下距3#煤层8～15m。厚度0～1.7m，平均厚度0.75m，赋存情况差于下峪口井田。从钻孔资料来看，煤厚大于1.3m的钻孔占8%，小于0.8m的占50%，无煤孔占8.7%。煤层直接顶为砂质泥岩、粉砂岩，平均厚度2.76m，属于Ⅱ类中等稳定顶板，基本顶为富含白云母片的中细粒砂岩，底板为砂质泥岩及粉砂岩，厚度0.45～0.5m。煤体结构以碎裂结构煤为主，硬度系数为0.13～0.51，煤层小构造发育，断层较多，但断距不大，往往出现断顶不断底现象。

2.下峪口矿2#煤层

位于山西组中下部，属于局部不可采煤层，下距3#煤层4～28m。厚度0～3.01m，平均厚度1.16m，一般厚度0.7～1.5m，井田内煤层大部分可采，无煤区只有3片，赋存情况好于桑树坪矿井田。煤层直接顶为砂质泥岩、粉砂岩，属于Ⅱ类中等稳定顶板，基本顶为富含白云母片的中细粒砂岩，直接底板以泥岩、砂质泥岩为主，厚度为0.5～1.5m。煤层结构简单，硬度系数0.13～0.51，平均为0.22，煤层小构造发育，以断裂为主，断距0.5～2.0m，但以1m以下居多。

二、2#煤采掘机械化现状

1.掘进机械化装备使用情况

2#煤综掘机主要机型为EBZ-160型半煤岩巷掘进机，截割功率为160KW，截割电机为双速恒功率，实现了低速截割时扭矩大，高速截割时功率不降低。油泵电机功率90～110KW，油泵为进口的三联（二联）变量柱塞泵，输出流量和压力大，控制阀和液压马达多采用进口品牌。

根据目前北区两矿2#煤层掘进巷道的地质条件来看，该综掘机的配套能力基本能够满足切割硬度和切割功率的要求。但在实际使用中经常出现问题，影响掘进机使用效率，降低了单进水平，造成单进水平不稳定，忽高忽低。

2.采煤机械化现状

（1）采煤机截割功率达到640KW，配备强力滚筒后截割硬度达到f7，机面高度降低到860mm，过煤空间达到262mm，机载变频调速，调速范围宽，达到0～7.6～12.6m/min，7.6m/min以下实现恒扭矩牵引，7.6～12.6m/min之间实现恒功率牵引。

（2）液压支架宽度1500mm，重量8.4T，最大推移步距900mm。支架结构简单，支护强度大，推移行程范围大，顶梁、底座薄，但强度大，采用先进的经济型电液控实现临架多架操作，一根多芯控制管代替数量众多的过架管，增大了操作和行人空间。

（3）工作面刮板输送机装机功率320KW，运输能力500T/h，链速1m/s，配备JS型行星减速器。槽帮高度由标配275mm降低到220mm，保证了煤机机面配套高度、过煤空间及卧底量的要求，机头、机尾卸载高度降低到480mm，保证了煤机能够在工作面及两端头割通割透，中、底板采用NW360型高强度耐磨板，满足运送岩石的耐磨要求，链条采用扁平链结构降低了高度，人为设计了连接螺栓为强度最低点来保护其他设备，维修更换简单。

三、2#煤层发展机械化存在的采掘关系失衡矛盾日显突出

目前，2#煤层综采工作面的标准尺寸为：工作面长度150m，顺槽可采长度1200m。按照这个尺寸计算综采的推进时间为11个月。掘进该尺寸的工作面需要的时间为10个月，掘进工作面设备安装回撤影响时间2个月，施工钻场、抽放孔影响时间2个月，综采设备安装、拆除影响时间2个月，全部完成需要16个月时间。实际采煤与掘进准备时间上相差5个月，将综采设备安装、拆除2个月时间让到采煤时间中，开采这样一个2#煤综采面最少需要13个月，能够解放的3#煤层可回收煤量大约为80万吨，这样13个月时间能够实现的2#煤和3#煤产量总和为100万吨，无法达到升级改造后一个采区两个采面（2#煤、3#煤各1个）年产量达到150万吨目标，这就是采掘机械化发展不平衡引发的采掘关系失衡的结果。

四、解决2#煤层机械化发展中出现的采掘失衡矛盾的对策

要形成一个采区年产150万吨的升级改造目标，就必须保证年解放的3#煤层可回收煤量不低于100万吨，按3#煤层开采条件计算，100万吨的综放工作面开采面积需要23万m2，这样面积的2#煤层工作面煤量大约为26万吨，加上掘进煤量，基本能够实现一个采区年产150万吨目标。

23万m2的采面，按照工作面长度150m计算，可采顺槽长度不得低于1530m，运输顺槽长度不得低于1600m，掘进该工作面需要的总进尺量大约为3950m；工作面长度按180m计算（工作面刮板机的最大运输能力），可采顺槽长度不得低于1280m，运输顺槽长度不得低于1350m，掘进该工作面需要的总进尺量大约为3480m；通过对比，切眼180m长的工作面要比150m的工作面少掘巷道470m。

23万m2的采面，工作面长度按180m计算，掘进该工作面需要的总进尺量大约3480m，若回采时采用沿空留巷支护技术，形成下一个回采工作面时就可以少掘一条1350m的巷道，这样准备一个2#煤层综采工作面需要掘进的进尺量大约为2130m，比第一个切眼长150m的工作面要少掘进尺1820m。

经过上述计算，23万m2的2#煤层综采工作面采用沿空留巷支护技术，工作面长度按180m设计，仅需2130m的进尺量就能形成，2130m的进尺量用一个综掘机来完成，除去4个月的影响时间，只能用8个月，必须保证月单进水平平均不低于266m才能完成。这样的一个2#煤综采工作面顺槽可采长度为1280m，按10个月的回采时间计算，需要月平均推进不低于130m。

总之，要实现一个采区年产量150万吨的升级改造目标，只有保证综掘单进水平不低于266m，综采月推进度不低于130m，才能保证2#煤工作面采掘关系不会出现失衡现象。

韩城矿业有限公司）

李元）