综采工作面过大落差断层回采方案比选方法

摘要：以往综采工作面遇到落差大于或等于工作面采高时，一般采用避开或工作面搬家的方法进行回采，但是随着国家对煤炭资源的重视及工作面设备功率的提高，可以适当考虑工作面硬过大断层开采，因此，综采工作面如何选取最优方案需要进行经济技术比较。

关键字：综采工作面，大落差，方案比选

中图分类号： TD353 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

一 课题的提出

协庄煤矿1202E工作面是2煤层的工作面，煤层厚度平均为2.34m，工作面顶板为砂质页岩、细砂岩、粉砂岩，底板主要为砂质页岩，局部有细砂岩、粉砂岩。在顺槽掘进过程中揭露了两条大落差斜角断层F2和F3，断层落差均大于10m。以往一般当工作面遇到断层落差大于或等于采高时，针对走向断层一般采用缩短工作面的方法避开回采；遇斜交断层时，选择重掘开切眼的方法进行回采。随着工作面综采设备都趋于大功率、高强度化发展，原来的方法已经不能完全适应新形势。虽然1202E工作面硬过大断层的回采具有一定的可行性，但仍需根据工作面的生产条件进行方案比选，确定最优方案。根据以往对待综采工作面过断层的方法，提出了硬过大断层和工作面搬家重新开切眼两种开采方案，需要通过经济技术比较确定最优方案。

二 经济比较

这两个方案的经济比较过程中，能够确定的经济技术指标包括回收的煤炭资源产生的经济价值、节省的里段工作面设备撤除费和外段工作面安装费以及里段拆除时的材料消耗费用，当然还应去除过断层时的矸石开采费用，下面通过分析这些费用进行经济比较。

1、 铺网打锚杆材料费用，工作面里段撤除时，工作面长度按180m计算，其经济效益：

锚杆费用=（顶板锚杆数量+帮锚杆数量）×25.71=[（工作面长度/锚杆间距×每排数量）+（工作面长度/锚杆间距×每排数量×2）]×25.71=[（180/0.7×6）+（180/1.0×2）×2]×25.71=[1543+720]×25.71=58181.73元

锚索费用=顶板锚索数量×100=（工作面长度/锚索间距×每排数量）×100=（180/6×2）×100=6000元

树脂药卷费用=（锚杆数量×2+锚索数量×5）×2.22=（2263×2+60×5）×2.22=10713.72

钢带费用=钢带数量×4.017=（工作面长度×排数×钢带重量）×4.017=（180×6×6.2）×4.017=26897.832元

菱形网费用=菱形网数量×15=（工作面长度×每米铺网面积）×15=（180×10）×15=27000元。

双抗网费用=双抗网数量×11.36=（工作面长度×铺网长度）×11.36=（180×2.5）×11.36=5112元

总计材料费=58181.73+6000+10713.72+26897.832+27000+5112=133905.282元≈13.4万元

2、1202E工作面里段设备撤除费用

采煤机：20443元；工作面运输机：120707元；转载机：29082元；液压支架：2461×120=295320元；其它设备（开关、绞车等）：10000元。

拆除总费用=20443+120707+29082+295320+10000=475552元≈47.6万元

3、1202E工作面外段设备安装费用

采煤机：16354元；工作面运输机：72802元；转载机：23266元；液压支架：1967×106=208502元；其它设备（开关、绞车等）：10000元。

安装总费用=16354+72802+23266+208502+10000=330924元≈33万元

4、过断层的矸石采出费

根据平面图可将F2断层近似按三角形模型计算其面积，将F3断层近似按一个正方形加一个梯形的复合模型进行计算。则其总体面积计算后约为11000m3，矸石容重按照2.6g/cm3进行计算，其预计采出矸石总重量为11000×2.6= 28600t。根据原煤制造成本预算，1202E工作面矸石单价为92.46元/t，还应该包括爆破材料消耗费用和设备损耗费用。

爆破材料消耗及设备损耗费用为：1202E工作面通过F2、F3断层，工作面高度控制在2.34m，需爆破岩体10980m3，工作面按0.6m的间距，0.8m的排距布置炮眼，每眼装药0.6kg，1个雷管，则消耗炸药9333kg，单价0.85元/kg，价值为0.8万元；消耗雷管15615发，单价1.42元/发，价值为2.22万元；钻头300个，单价23.93元/个，价值为0.72万元；风钻钎子90个，单价64.95元/个，价值为0.58万元，风钻6部，单价2322元/部，价值为1.4万元。煤机负荷轴3台，单价1620元，价值0.49万元；运输机链轮轴组两组，单价0.37万元；运输机刮板75付，单价200元，价值1.5万元。则总体矸石采出费用为28600×92.46+8.08=264.4万元。

5、回收煤体产生的经济效益：直接过大断层回采比搬工作面回采方案多回收煤炭3.9（万吨），经济效益=3.9×600=2340（万元）

综采工作面过超大落差（25米）断层总效益：

2340+13.4+ 47.6+33-264.4=2169.6万元

经过比较，最终确定1202E工作面过25m大断层具有巨大的经济效益，在经济上是可行的。

三 技术比较

如果按照工作面搬家，中间留出断层保护煤柱不采，将会浪费大量煤炭资源。根据1202E运输巷揭露情况分析，工作面通过断层时只会在部分区域遇到较硬的中砂岩，其余均为砂质页岩，还有局部粉砂岩，有利于工作面通过。再加上1202E工作面配备的综采设备都是大功率，放震动炮后截割岩石不会对生产构成难题。因此，其在技术上也是可行的。另外，通过回采断层保护煤柱，还可以解放断层煤柱对4煤的压力，从而防止回采4煤时的冲击地压，有利于4煤的回收。

四 结论

通过对1202E工作面直接过大断层和工作面搬家两个方面综合分析比较，1202E工作面过25m大断层是可行的，具有巨大的经济效益，也是必要的，有利于保证工作面的正常接续，同时也为其他煤矿综采工作面过大落差断层的方案比较提供了借鉴依据。

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