一次采全高采煤法在30万t/a矿井中的应用研究

原江鹏

（山西晋煤集团大峪煤业有限公司，山西 晋城 048000）

1 工程背景

山西晋煤集团大峪煤业有限公司15号煤层采用分层综采工艺开采。15号煤层厚度为4.5～5.2m，平均4.68m，含1～3层夹矸，煤层结构中等，直接顶板为K2石灰岩，厚度6.60～9.10m，平均7.90m，局部发育薄层黑色泥岩砂质泥岩伪顶，厚度为0～0.40m。其底板为灰黑色泥岩、粉砂岩，厚度3.20～8.80m，平均5.91m。全井田稳定可采。

2 一次采全高采煤法设计

根据矿井地质报告可知，15号煤层厚度为4.5～5.2m，平均4.68m，煤层赋存稳定，顶板为K2灰岩，顶板支护条件良好。现场实际施工揭露煤层及煤层底板与地质报告所述基本一致，另，实际施工过程中发现煤层与煤层顶板有显著的离层现象。

为进一步提高本矿井煤炭采出率，减少工作面开采工序，用最简易的开采系统对井下煤炭资源进行充分采出，进一步保障安全的前提下提高企业生产期经济效益。

本矿井隶属于晋煤集团金鼎公司，金鼎公司可生产绝大部分大采高采煤设备，大采高工作面所需设备，基本可实现全部自给。

因此，本次设计变更将15号煤层采煤方法采用大采高一次采全高。

（1）回采工作面长度

设计考虑工作面长度100m。根据工作面长度和15号煤层厚度，结合矿井开采技术条件，确定矿井以一个大采高一次采全高综采工作面保证矿井设计规模。

（2）工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型

针对15号煤层的赋存条件及开采技术条件并结合目前国内分层综采工作面设备配备情况，选用性能良好，安全可靠，并能适合于矿井具体条件的较先进设备，根据这一基本原则，对工作面采、装、运设备进行选型。

① 回采工作面采煤机应具备的生产能力

式中：

Qh-落煤设备应具备的最小生产能力，t/h；

Qy-工作面年产量，30×104t；

D-年生产天数，330d；

f-能力富余系数，1.4；

T-每日生产时数，（三采一准T=18h）；

K-开机率，根据统计数据取50%。

满足回采工作面应具备的生产能力时，采煤机的平均牵引速度

式中：

Qh-采煤机应具备的最小生产能力，142t/h；

B-截深，0.8m；

M-采高，平均值取4.68m；

γ-15号煤层的实体密度，1.46t/m3；

C-能力富余系数，1.4。

② 回采工作面采煤机的功率

式中：

v-采煤机所需平均牵引速度，m/min；

B-工作面截深，0.8m；

M-采高，平均值取2.3m；

k-破岩能力系数，取1.2；

KW-能耗系数，取2。

根据计算采煤机需要的平均牵引速度，综合考虑煤质硬度、煤层倾角、采高等因素，金鼎公司设计开发的MG160/221-TWD交流电牵引采煤机，其性能与技术参数完全符合该工作面的生产要求。该机主机分别由煤壁侧两个支撑滑靴和老塘侧的两个导向滑靴支撑在运输机的中部槽上，由一个50kW牵引电机驱动的右行走箱中摆线轮与销排的强力啮合，再由左右两导向滑靴的导向，来实现采煤机沿运输机方向的单牵引行走，同时截割臂上的滚筒也在截割电机的驱动下进行旋转，机器割煤时从刮板输送机机尾顺槽巷道直接进刀，采内放外，具有功耗小、效率高、块率高、安全性高的突出优点。

3 结论

本文根据对山西晋煤集团大峪煤业有限公司矿井15号煤层的煤层概况、地质情况以及煤炭开采的要求，将原有的综采回采的采煤方法优化设计为大采高一次采全高采煤方法。研究表明，与分层综采相比，具有生产能力大、巷道布置简单、工序简单、巷道掘进量和维护量小、回采工效和采出率高、吨煤成本低的优点；与综放开采相比，具有采出率高、含矸率低、煤尘小等优点。