井工二矿11煤大采高工作面设备适应性分析

摘 要：作为平朔集团亿吨煤炭基地的主力矿井之一，井工二矿率先探索大采高综采技术。本文简要介绍了井工二矿大采高综采开采技术现状，对大采高综采设备适应性进行了分析，为大采高综采技术在平朔矿区11煤开采的推广应用提供实践经验。

关键词：大采高；综采技术；设备适应性

大采高综采已成为我国高产高效矿井的主要采煤方法之一。与综放开采技术相比大采高综采具有工序简单、资源回收率高、煤炭含矸率低、采面煤尘少、生产管理集中，以及受采空区瓦斯和煤层自然发火威胁小等优点。煤厚小于7m時，大采高综采是一种经济、科学的开采方法，在我国的神东、晋城矿区早已得到验证。井工二矿根据11煤地质特征于引进大采高综采设备，布置了平朔集团首个一次采全厚大采高综采工作面，进行大采高综采开采试验。

1 井工二矿大采高开采技术现状

1.1 工作面概况

21103工作面是井工二矿首个大采高工作面，东为21102工作面，西为21104工作面，北为安太堡露天矿，南为11煤辅运大巷。工作面长度300m，推进长度1496m；设计采高4.2m，采煤方法为倾斜长壁后退式全部垮落综合机械化采煤法。工作面所采煤层为石炭系上统太原组11煤，普式系数f=2.1，产状平缓、裂隙较发育，煤厚3.26～6.31m，平均4.2m，煤层倾角1.3°～3.6°，平均2.3°。工作面直接顶为1.4m厚的砂质泥岩，单轴抗压强度62.8MPa，直接顶为Ⅱ类稳定顶板；底板为厚度4.6m的粉砂岩，呈灰白色，单轴抗压强度83MPa。

1.2 工作面设备配套情况

设备配套采用国产和进口相结合方式，采煤机采为进口设备，液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机等全部采用国产设备，如表1所示。

2 大采高综采设备应用效果分析

为检验大采高设备应用效果，与普通采高21102工作面设备应用情况对比分析，结果如下：

2.1 工作面回采率、含矸率

21103大采高工作面沿11煤底板推进，平均采高4.2m，并能结合煤层厚度变化随时调整采高，能够一次采出全煤厚，工作面回采率达到97%，且含矸率低。21102工作面采高3.5m，顶煤厚度0.5～1.3m，工作面回采率86%。由于后溜空间大，顶煤薄，放煤效果差，仅在局部顶煤较厚处能放出部分顶煤。生产期间，煤矸分离困难，后溜窜矸严重，拉架时大、小块矸石很难控制，极易窜入后溜，煤炭含矸率高。

2.2 支架工作阻力、底板适应性

21103大采高工作面能够实现11煤一次采全厚，液压支架跟底接顶，支架阻力增阻类型多为一次增阻，支架阻力有一定的富余量，整个工作面加权阻力均值为7855kN，占支架额定工作阻力的72%。选用的ZY11000/25/55D两柱掩护式液压支架类型合理，能够适应11煤的顶板条件。21102工作面最大采高为3.7m，顶煤厚度小于0.6m地段易在煤机割煤和支架拉架时破碎并自行垮落，由此造成支架难以接顶，支架上方空顶，工作阻力增阻类型多为二次增阻及多次增阻，阻力富余量大，整面加权阻力均值为6150kN，占支架额定阻力的61.5%。

2.3 煤机割煤效果

大采高工作面液压支架为双伸缩两柱掩护式液压支架，采用JOY7LS6C型煤机，滚筒直径2.8m，煤机割煤顺畅，割出的煤壁和顶板平直，且落煤粒度大，装煤效果好，能够实现双向割煤。

普通采高工作面支架端面距较大采高支架小，煤机割煤时，前滚筒易割顶梁或摇臂碰到护帮板，需适时调整煤机前滚筒高度，采用艾柯夫SL-750型煤机，割煤速度慢，滚筒直径2.2m，落煤粒度小，装煤效果不好，推溜前滚筒需反向扫底，很难实现双向割煤。

2.4 护帮及控顶效果

大采高支架有伸缩梁和二级护帮板，工作面煤壁片帮以结构面滑落片帮为主，全部打出二级护帮板对煤壁保护作用有效，端面漏顶偶尔发生，支架底座无钻底现象，工作面在回采过程中若遇煤壁片帮或漏顶严重时，大采高支架能很好的发挥其作用。普通采高工作面支架为整体顶梁和一级护帮板，由于顶煤厚度较薄易随采动在支架顶梁上方冒落，支架支撑高度范围内难以有效接顶，中上部煤壁在矿压作用下易片帮，端面片帮加大了支架与煤壁之间的端面距，打出一级护帮板仅仅起到支护端面顶板的作用，且回采遇煤层厚度变化及顶、帮条件差时更难以控制。

2.5 经济效益分析

从价格考虑，大采高工作面支架要远高于放顶煤支架。但大采高工作面设备运行效率高，日进12刀，日产量为19478吨。普通工作面日进10刀，日产量为15786吨，且含矸率高，对矿井运输、转载系统影响较大，同时也影响煤质和洗选加工，经济效益相对较差。

3 结语

与普通采高工作面相比，大采高工作面在回采率、含矸率、煤机割煤效果、护帮及控顶效果等方面均取得良好的应用效果。11煤21103工作面大采高综采技术的成功应用，使工作面回采率提高了11%，回采工效提高了38t/工，丰富了井工二矿开采工艺，发展了大采高综采技术，开创了平朔集团11煤高效开采先河。

参考文献：

[1] 胡国伟.大采高综采工作面矿压显现特征及控制研究[硕士学位论文][D].太原：太原理工大学，2006（4）.

[2] 高玉斌，李永学.寺河矿6.2m大采高综采工作面设备选型研究与实践[J].煤炭工程，2008（5）：5-7.

作者简介：郭大臣（1983-），男，山西山阴人，助理工程师，毕业于太原理工大学电气自动化专业，现在井工二矿综采队从事机电工作。