西铭矿43108工作面采煤工艺分析与研究

2018-06-19李少伟

中国矿山工程 2018年3期

李少伟

(山西焦煤西山煤电股份有限公司西铭矿，山西太原 030024)

1 前言

随着科学技术的快速发展，煤炭行业也逐步发展，并引入机械化采煤工艺。机械化采煤工艺的普遍应用，提升了采煤的工作效率，也加强了采煤工作的安全性[1～3]。本文在借鉴传统采煤工艺经验的基础上，以采煤工作面的开采条件为依据，对西山煤电股份有限公司西铭矿43108工作面的采煤工艺进行探索和研究[4～5]。

2 工作面地质概况

2.1 43108工作面概况

西山煤电股份有限公司西铭矿43108工作面位于马矢山村以东，娄烦滩进风井以北，大脑上村以西，随老母断层以南。工作面中北部有大河沟由南西向北东穿过。采煤工作面覆有厚度在121～328m的盖山，平均厚度为220m。该工作面的井下位置为西十一采区的右翼，1152大巷的北部，实煤区位于东部，43106工作面位于西部，已经回采，北为西铭矿的矿界。该面上覆2#煤32901、32902、32903、32904、32905、32906工作面已回采，北部局部为小窑所采。2#煤与3#煤层之间间距9～17m，平均12.15m左右。其工作面主要技术参数如表1所示。

2.2 煤层赋存状况

43108工作面所采3#下煤层结构复杂，有0～0.7m厚度的页岩，炭质页岩夹杂在局部地段的上部，相对比较破碎，其间厚度范围为1.30～2.80m，平均厚度约为2.37m。工作面南东部煤层变薄为1.3m左右。煤层赋存基本参数如表2所示，其顶底板的岩性特征如表3所示。

表1 工作面主要技术参数

表2 煤层赋存基本参数

煤质牌号为瘦煤，主要用途为动力用煤、民用煤和配焦用煤。3#煤的煤质特征如表4所示。

2.3 地质构造

43108工作面总体以单斜为主，煤层走向为南东～北东，煤层倾角范围在2°～8°，局部发育有短轴背向斜构造；在工作面的切眼处存在一向斜构造X1，其轴向为北东方向，倾伏为南西方向，该构造的两翼的倾角为2°～6°，平均为4°；停采线附近为一窟窿构造，倾角3°左右。根据对上层覆盖面2#煤的回采状况以及3#煤的掘进进度资料的分析得知，回采过程中将会遇到对回采工作产生一定影响的10条断层，其中以F3130断层的影响程度为最大。受上覆2#煤层及相邻43106工作面采动影响，回采工作面存在部分顶板节理发育程度较大的地段，在断层附近体现比较明显，破碎易冒落，煤壁的两帮易发生片帮，影响回采工作的进行。上覆2#煤工作面回采及该工作面掘进期间尚未发现陷落柱，预计回采期间揭露陷落柱的可能性不大。

表3 煤层顶底板特征表

表4 3#煤煤质特征表

2.4 水文地质

43108工作面中北部地表有大河沟由南西向北东流经，沟底与3#煤层间距121m；沟谷呈现出季节性，在雨季会有水，工作面回采过后，沟底会有大量裂隙出现，进而开始向工作面渗水，影响到回采工作。预估涌水量在20～25m3/h范围内波动，最大时期可达50m3/h。

2.5 其它地质条件

①瓦斯：预估计工作面的绝对瓦斯涌出量为8m3/min。②煤尘的爆炸指数为20.14%，具备有爆炸性。③煤的自燃：煤自燃倾向性的级别为Ⅲ级，属于不容易发生自燃级别。④地温：8℃～9℃。⑤地压：受上覆2#煤采掘影响，局部地段压力较大。

3 工作面基本参数及巷道布置

(1)单轨吊巷。在43108工作面的东侧挖掘有长度为1 358m、矩形断面的单轨吊巷，其净宽度和净高度为3.8m×2.8m，掘进断面的面积为10.64m2。采用三花型锚杆布置在巷道的两帮，上排锚杆与顶板之间的距离为0.5m，锚杆间、排距为1.5m×0.8m；巷道顶部锚杆呈均匀布置，锚杆间、排距为0.8m×0.75m，并垂直于巷道顶板；单轨吊巷在运料的同时兼作回风巷道。

(2)皮带巷。在43108工作面的西侧挖掘有长度为1 552m、矩形断面的皮带巷，其净宽度和净高度为3.8m×2.6m，掘进断面的面积为9.88m2。采用三花型锚杆布置在巷道的两帮，上排锚杆与顶板之间的距离为0.5m，锚杆间、排距为1.5m×0.8m。巷道顶部锚杆以0.8m的间距、0.75m的排距均匀布置，并垂直于巷道顶板。皮带巷在运煤的同时兼作进风巷道。

(3)切眼。位于43108工作面北侧，工作面长184m，在切眼内安装采煤机械设施和支架设备。