近距離下層煤工作面合面開采技術(shù)研究與實(shí)踐

王中財 曲延倫 鄧小林 卞景強(qiáng)

（1.兗州煤業(yè)股份有限公司東灘煤礦，山東省鄒城市，273512；2.兗州煤業(yè)股份有限公司，山東省濟(jì)鄒城市，273500）

近距離下層煤工作面合面開采技術(shù)研究與實(shí)踐

王中財1曲延倫2鄧小林1卞景強(qiáng)1

（1.兗州煤業(yè)股份有限公司東灘煤礦，山東省鄒城市，273512；2.兗州煤業(yè)股份有限公司，山東省濟(jì)鄒城市，273500）

根據(jù)目前東灘煤礦近距離上層煤開采實(shí)際情況，對下層煤工作面布置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，并對十四采區(qū)的143下05（東）綜采工作面進(jìn)行了合并開采的嘗試。通過合面開采，減少了掘進(jìn)工程量，節(jié)省了巷道支護(hù)成本，縮短了工作面接續(xù)時間。

近距離煤層開采 下層煤合面開采 工作面布置

1 礦井概況

兗礦集團(tuán)東灘煤礦四采區(qū)與十四采區(qū)主采煤層3＃煤層部分區(qū)域分叉為3＃上煤層與3下＃煤層，其中3上＃煤層平均厚度為5.4 m，3＃下煤層平均厚度為3.0 m，3＃上煤層與3＃下煤層之間夾矸厚度0.7～6 m。目前，西翼四采區(qū)和北翼十四采區(qū)所剩大部分為煤層工作面，且受已采3＃上煤層工作面布局限制，普遍存在工作面傾向長度短、工作面巷道采用內(nèi)錯式布置、巷道掘進(jìn)工程量大、可采儲量低的現(xiàn)象，不能滿足當(dāng)今條件下的集中組織生產(chǎn)。

東灘煤礦十四采區(qū)下部3＃下煤層回采工作面若按照傳統(tǒng)方法采用與3＃上煤層回采工作面上、下重疊方式布置，每個3＃上煤層已開采工作面對應(yīng)布置一個3＃

下煤層工作面，則工作面傾向長度平均為160 m，巷道掘進(jìn)工作量大、可采儲量小、可采期短，不能滿足礦井高效生產(chǎn)及穩(wěn)定接續(xù)要求，經(jīng)對十四采區(qū)下部3＃下煤層工作面進(jìn)行優(yōu)化布置，決定采取工作面合并開采的方式，對十四采區(qū)剩余3＃

下煤層工作面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，集中開采。根據(jù)礦井接續(xù)安排，設(shè)計先將3＃上煤層的十四采區(qū)的143上05（東）和143上04（東）兩個已回采工作面所對應(yīng)的煤層進(jìn)行工作面合并集中開采，該合面工作面命名為143下05（東）工作面。

2 143下05（東）工作面布置

143下05（東）綜采工作面位于十四采區(qū)中部，工作面走向長789 m，傾斜寬311.4 m，面積約245695 m2，自東向西回采。設(shè)計工作面兩巷道平行布置，北側(cè)的巷道作為軌道巷道，南側(cè)的巷道為運(yùn)輸巷道，軌道巷巷中偏南 （內(nèi)錯）143下06（東）工作面運(yùn)輸巷7.0 m布置，運(yùn)輸巷巷中與143上04-2（東）工作面軌道巷巷中一致，兩巷道都沿煤層底板布置；工作面北鄰143下06（東）綜采工作面采空區(qū)，南鄰143上03（東）綜放工作面采空區(qū)，工作面上方分別為143上04（東）分層綜采工作面與143上05（東）綜放工作面采空區(qū)，143下05（東）工作面布置示意圖如圖1所示，圖中虛線部分為143下05（東）工作面巷道。

圖1 143下05（東）工作面布置圖

3 工作面生產(chǎn)工藝及設(shè)備配套

3.1 采煤工藝

143下05（東）綜采工作面采用走向長壁頂板垮落一次采全高采煤法，普通綜采工藝。割煤方式為雙向割煤，往返一次割兩刀，端頭自開缺口斜切進(jìn)刀，螺旋滾筒自動裝煤，斜切進(jìn)刀長度不小于30 m，截深0.75 m。工作面平均采高為3.5 m。當(dāng)煤層厚度變化較大時，根據(jù)煤厚變化合理調(diào)整采高，以利于多回收煤炭資源。

采用 “四六制”作業(yè)制度，即每天4個班作業(yè)，其中3個班生產(chǎn)，1個班檢修，每班工作6 h。

3.2 頂板管理

工作面上部為143上05（東）與143上04（東）工作面采空區(qū)，直接頂為143下05（東）綜采工作面上煤層與3＃下煤層深灰色粉砂巖夾矸，厚度0～2.40 m，平均厚度0.85 m。根據(jù)東灘礦以往同煤層相鄰工作面礦壓觀測資料，預(yù)計本工作面直接頂初次垮落步距為5～12 m；頂板初次來壓步距為26～39 m，周期來壓步距為10～17 m。支承壓力超前影響范圍軌道巷側(cè)預(yù)計為40～80 m，運(yùn)輸巷側(cè)預(yù)計為30～45 m。

工作面共安裝有206組液壓支架，割煤后采取立即支護(hù)方式支護(hù)頂板，并及時伸出護(hù)幫板，工作面移架緊跟煤機(jī)，以減少頂板暴露面積和空頂時間，所有支架排列整齊，偏差不超過50 mm。

工作面軌道、運(yùn)輸巷總超前支護(hù)距離分別為80 m與50 m，其中軌道巷煤壁前50 m范圍內(nèi)、運(yùn)輸巷煤壁前15 m范圍內(nèi)分別架設(shè)4路800 mm×600 mm金屬十字頂梁組成網(wǎng)狀頂梁，配合單體液壓支柱支護(hù)頂板，金屬十字頂梁以外區(qū)段支設(shè)單排單體液壓支柱。金屬十字頂梁支護(hù)段與超前單排單體液壓支柱支護(hù)段之間必須連續(xù)、無間隔，并應(yīng)根據(jù)兩巷采動壓力影響程度及時加長、加密支護(hù)。

3.3 設(shè)備配套

143下05（東）綜采工作面切眼內(nèi)安裝有206組液壓支架，其中ZY6400／18.5／38型兩柱掩護(hù)式液壓支架200組，軌道巷端頭安裝2組ZFS7200／20／40型四柱支撐掩護(hù)式排頭支架，運(yùn)輸巷端頭安裝4組ZYG6400／18.5／38型兩柱掩護(hù)式排頭支架。排頭支架主要技術(shù)特征與中部支架基本相同，只是將中部支架的整體頂梁結(jié)構(gòu)改造為帶伸縮梁的分體頂梁結(jié)構(gòu)，提高了支架對端頭頂板的適應(yīng)能力，以便及時支護(hù)端頭頂板。工作面采煤機(jī)采用德國Eickhoff公司生產(chǎn)的SL750電牽引采煤機(jī)，最大采高4.2 m，最大牽引速度30.5 m／min，電壓3300 V。運(yùn)煤采用SGZ1000／1400型刮板輸送機(jī)，刮板鏈速度1.33 m／s，中部槽規(guī)格為1500 mm×1000 mm×337 mm （長×內(nèi)寬×高），輸送量2000 t／h。

4 技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益

143下05（東）工作面通過采用兩個相鄰3＃下煤層工作面合并開采，與分工作面開采相比，減少了50%巷道掘進(jìn)工程量，大大減少巷道支護(hù)成本，并能回收工作面巷道煤柱。以合面前工作面走向長度平均為790 m計算，合面后可以減少掘進(jìn)巷道約1580 m，按照巷道掘進(jìn)支護(hù)成本3000元／m計算，可節(jié)省掘進(jìn)支護(hù)用品成本約47.4萬元，同時可以多回收工作面煤柱約3萬t，創(chuàng)造利潤約900萬元。

143下05（東）工作面合面開采的成功實(shí)施，可為下一步十四采區(qū)和四采區(qū)其他3＃下煤層工作面的合并生產(chǎn)創(chuàng)造條件并積累合面開采經(jīng)驗(yàn)，3＃下煤層工作面的合面開采，對于減少巷道掘進(jìn)工程量、集中組織生產(chǎn)，以及緩解礦井接續(xù)的緊張局面、保證礦井的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)，都具有十分重要的意義。

5 結(jié)語

143下05（東）工作面是東灘煤礦第一個工作面長度超過300 m的綜采工作面，截至2012年6月底，該工作面已經(jīng)成功推進(jìn)約550 m，回收煤炭資源約90萬t。3＃下煤層長距離工作面合并開采技術(shù)的成功實(shí)施，在一定程度上為礦井安全高效創(chuàng)造了條件，并為礦井的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

［1］兗州煤業(yè)股份有限公司編 .兗州礦區(qū)厚煤層礦井巷道布置 ［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2005

［2］楊德玉 .安全高效礦區(qū)建設(shè) .［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008

［3］翟德元，楊鍵軍等 .特厚煤層分層開采技術(shù)研究［J］.中國煤炭，2008 （12）

［4］翟新獻(xiàn)，盧廷奇等 .厚煤層分層綜采技術(shù)在平煤一礦的應(yīng)用 ［J］.中國煤炭，2002 （11）

［5］張勇 .上分層煤柱下的下分層綜放開采技術(shù)實(shí)踐與分析 ［J］.中國煤炭，2006（10）

Research and practice on coalfaces combining mining technology in close-distance lower seam

Wang Zhongcai，Deng Xiaolin，Bian Jingqiang
（1.Dongtan Coal Mine，Yanzhou Coal Mining Co.，Ltd.，Zoucheng，Shandong 273512，China；2.Yanzhou Coal Mining Co.，Ltd.，Zoucheng，Shandong 273500，China）

According to the actual situation of close-distance upper coal seam mining in Dongtan Mine，the layout of the lower seam mining face was optimized and designed，and the combining mining with No.143（lower）05（east）fully-mechanized mining face in No.14 mining area was practiced.By the combining mining，the tunneling engineering quantity is decreased，and the roadway support cost is reduced，and the time for succession of mining faces is shortened.

close-distance coal seam mining，combining mining in lower coal seam，layout of mining face

TD 823.81

A

王中財 （1983-），男，漢族，山東臨沂人，畢業(yè)于安徽理工大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)任兗礦集團(tuán)東灘煤礦礦井設(shè)計師，主要從事井巷工程施工設(shè)計工作。

（責(zé)任編輯 張毅玲）