隆化煤矿的采煤方法分析设计

李建军

（沁和能源集团有限公司 端氏煤矿，山西 晋城 048200）

隆化煤矿的采煤方法分析设计

李建军

（沁和能源集团有限公司 端氏煤矿，山西 晋城 048200）

以山西隆化煤矿井田为例，对2号煤层采煤方法进行设计，主要包括三个方面：确定采（盘）区巷道布置和要素、回采工艺及劳动组织、采（盘）区的准备与工作面接替。

隆化煤矿；巷道布置；回采工艺；工作面接替

隆化煤矿位于山西省翼城县西部、沁水煤田沁水盆地西南边缘。井田内共含煤11层，煤层总厚10.9 m，含煤系数9.1%。主要是开采2号煤层，结构简单、埋藏稳定，直接顶为泥岩或炭质泥岩、煤线与粉砂岩复合层，老顶为K8砂岩，底板为泥岩或砂岩。

1 采煤方法的选择

1.1 采煤方法的选择及其依据

隆化煤矿设计生产能力150万t/a，为大型井。根据2号煤层赋存情况、开采技术条件、管理水平，本着投资少、见效快、安全性好、回采率高的原则，经技术分析后，采用倾斜长壁采煤法。

1.2 回采工作面的个数、产量、装备

设计采用一个综采工作面保证矿井1.5 Mt/a产量。2号煤层平均厚3.2 m，一次采全高，工作面长170 m。

回采工作面生产能力按下式计算：

式中：Q为工作面年产量，t/a；L为工作面长度，170m；Vo为工作面年推进度，1 980 m；M为工作面采高，3.2 m；r为煤的容重，1.40 t/m3；C1为采煤工作面采出率，取0.93；则矿井年生产能力：

若k1为采区掘进出煤系数，取为1.1时，则一个工作面产量为1 542 651.264t/a，满足设计生产能力要求。

1.3 回采工作面的回采方向与接替

回采工作面采用后退式回采，工作面采用顺序接替。2号煤层采区回采率为75%，工作面回采率为93%[1]。

2 确定采（盘）区的巷道布置

从主运输大巷，沿煤层向西掘采区运输巷，主要用来出煤、进风。从辅助运输大巷，沿煤层向西掘采区辅助运输巷，主要用来下料、出矸、进风。从回风大巷，沿煤层向西掘进采区回风巷，主要用来回风。所有的巷道都沿煤层掘进，为了保证巷道断面，需要对煤层进行挑顶或卧底；当采区巷道掘好后，掘开切眼布置工作面。垂直运输、把井田划分为五个采区，再将每个采区划分为若干个区段，在每个区段内沿走向布置单一走向长壁采煤工作面；区段之间留设宽度为20 m的煤柱，回采工作面长度为170 m，工作面年推进长度约为1 980 m，工作面运输斜巷和回风斜巷采用双巷布置、双巷掘进。每一采区中先采1个工作面，然后分别由北向南依次开采。

3 回采工艺设计

煤矿井田地质条件较复杂，有断层，煤层倾角较缓，顶、底板较稳定。根据煤层赋存情况和开采技术条件，确定采用综合机械化采煤回采工艺方式[2]；过程如下：

3.1 采煤机落煤

采煤工作面使用双滚筒采煤机，布置方式为：若面向工作面时，采煤机的右滚筒为右螺旋，割煤时顺时针旋转；左滚筒为左螺旋，割煤时逆时针旋转。采煤机运行时，其前端滚筒沿顶板割煤，后端滚筒沿底板割煤，这种布置方式操作安全、煤尘少、装煤效果好。工作面割煤方式为往返一次割两刀，此方式效率高，适用于煤层赋存稳定、倾角较缓的综采面。

采煤机的进刀方式为工作面端部割三角煤斜切进刀方法，其进刀过程为：（1）当采煤机割至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤；（2）调换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起，并沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直至输送机直线段为止。然后，将输送机移直；（3）再调换两个滚筒的上下位置，重新返回割煤至输送机机头处；（4）将三角煤割掉，煤壁割直后，再次调换滚筒位置，返程正常割煤。

3.2 移架

液压支架的移架方式采用单架依次顺序式，支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线，这种方式操作简单，容易保证规格质量、操作安全、工作面环境好。

3.3 综采面工序配合方式

综采面割煤、移架、推移输送机，采用及时支护的配合方式，即：采煤机割煤后，支架依次立即前移、支护顶板，输送机随移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤机截深。这种支护方式，推移输送机后，在支夹底座前端与输送机之间要富裕一个截深的宽度，工作空间大，利于行人、运料、通风；若煤壁容易片帮，可先于割煤进行移架，支护新暴露出来的顶板[3]。

3.4 综采面端头作业

综采面端头支护方式，采用单体支柱加长梁组成的迈步抬棚，这种方式适应性强，有利于排头液压支架的稳定。

4 采（盘）区的准备与工作面接替

4.1 巷道断面和支护形式

井底车场巷道、大巷全部采用半圆拱断面，锚喷支护，工作面分带巷道采用锚杆支护，必要时加网和钢带。

4.2 巷道掘进进度指标

巷道掘进的进度指标采用如下数值：半煤岩锚喷支护巷250 m/月；半煤岩锚杆支护巷300 m/月；倾斜岩巷100 m/月；煤巷400 m/月。

4.3 掘进工作面的个数和机械配备

为了保证采煤工作面正常接替，根据回采工作面和掘进工作面的推进速度，全矿配备两个掘进工作面，一个综掘工作面用于2号煤层巷道掘进，一个综掘工作面用于大巷掘进及有关硐室施工。设备配备，见表1。

表1 综掘工作面机械设备配备表

4.4 采掘比例和掘进矸石率及工作面接替

全矿有一个回采工作面，两个掘进工作面，采掘比为1:2，由于该矿运输大巷和回风轨道大巷均为半煤岩巷,所以预计矸石量较少。一带区工作面推进长度为2 538 m，年推进度为1 980 m，即每个区段采煤时间为一年多。工作面接替采用顺序接替，先采1，再采2、3、4……依次开采。顺槽掘进可以满足工作面接替为宜。大巷掘进可以超前掘进工作面100 m左右为宜。由于采用综掘，矿井掘进可很容易满足。

5 结束语

煤炭行业日益规范，采煤设备日趋先进。如何完善考虑煤矿各种因素，采取更加完善周详的采煤方法，不仅关乎煤矿的现实利益，更关乎国家未来的能源安全。因此，不断完善现有采煤方法依然是我们要解决的重要问题。

[1] 中华人民共和国煤炭工业部.煤炭工业矿井设计规范[M].中国计划出版社.1995.

[2] 张建华.清水营煤矿大倾角煤层首采工作面开采工艺研究[J].神华科技，2009（3）：27-30.

[3] 刘金虎，尤泉生，李飞，缪永.巴拉普库利亚煤矿回采工艺技术研究[J].煤炭科技,2010（1）：3-4.

Abstract:The mining technology of No.2 coal seam in Longhua Mine includes three sections:determining the roadway layout of mining areas;caving technique and organization;mining area preparation and working faces replacement.

Key words:Longhua mine;roadway layout;caving technology;working faces replacement

编辑：刘新光

Mining Method Analysis in Longhua Mine

LI Jian-jun

(Duanshi Mine,Qinhe Energy Group,Jincheng Shanxi 048200)

TD214

A

1672-5050（2012）07-0053-03

2012-02-11

李建军（1969—），男，山西晋城人，大学本科，助理工程师，从事采矿工程工作。