礦井長距離工作面采煤技術(shù)的探討

【摘要】當(dāng)前，工業(yè)水平不斷提高。煤炭的開采量也越來越大。采煤技術(shù)的改進(jìn)，不但能夠提高煤炭的利用效率，而且能夠減少才沒過程中的工作量，同時也能更好的保證采煤的安全系數(shù)。礦井工作面的長度與開采的安全系數(shù)有很大的關(guān)系，確定適合的工作面長度來開采煤炭，能夠提高礦井采煤的工作效率，提高工作的安全性。因此，對這一技術(shù)的探討有著重要的意義。本文通過分析現(xiàn)有的關(guān)于礦井長距離工作面的采煤技術(shù)，進(jìn)而提出對采煤技術(shù)有意義的思路和建議。

【關(guān)鍵詞】長距離工作面；采煤技術(shù)；探討

0.前言

在回采的過程中，找出合適的工作面長度，能夠在很大程度上保證采煤的安全系數(shù)。怎樣的工作面長度才是最有效的，是研究礦井采煤技術(shù)中一直困擾的問題。在適合的條件下，增加工作面的長度，能夠減少開采人員的數(shù)量和采煤所需的成本，從而提高礦井采煤的效率。如何把握這個度，是很關(guān)鍵的問題，過長或者過短，都會在不同程度上影響礦井采煤工作的進(jìn)程。當(dāng)工作面的長度超出了合適的范圍，會增加開采的時間，從而降低工作效率；反過來說，工作面的長度達(dá)不到合適的范圍時，大量的投入?yún)s只能獲得較少的開采量，增加了開采投入的成本。只有不斷研究和實(shí)踐，確定工作面的長度，才能更好的提高工作效率。因此，對礦井工作面的長度的研究，進(jìn)而提出最適合的長度，具有著重大的意義。

1.影響工作面長度的因素

1.1地質(zhì)因素

1.1.1地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造是影響煤炭開采作業(yè)的重要因素，因此礦井采煤常常伴有安全隱患?；夭晒ぷ髅骈L度也受著地質(zhì)災(zāi)害的干擾和限制。其中，最主要的是斷層和褶皺這兩種地質(zhì)構(gòu)造。一些比較大的斷層構(gòu)造和褶皺的邊緣，常常被規(guī)定做工作面的邊界。因此，這兩種地質(zhì)構(gòu)造往往會使工作面的長度無法延長。一些小的斷層構(gòu)造，還經(jīng)常會打亂工作面的正常規(guī)律，影響機(jī)械的正常采煤進(jìn)程。一般來說，此斷層在工作面里的差值在1.5m-5.0m之間，會很不利于回采工作的完成，超出1.5m的時候，會干擾非綜采工作面的布置。

1.1.2煤層厚度

在采礦的過程中，煤層的厚度較小的情況下，工作面的開采高度一般都低于1.3m。這樣一來，工作面控制頂部的范圍以及兩邊的工作區(qū)域比較狹窄，不利于才開工作的進(jìn)行以及人們的通過。此時，工作面長度不應(yīng)該太長；反之，當(dāng)煤層厚度大的時候，開采高度高于2.5m，對非綜采工作面的支持和保護(hù)工作都十分不便利，開采難度比較大。此時，工作面長度又不能太長。

1.1.3煤層傾斜度

煤層的傾斜角度，也會在不同程度上干擾工作面的長度，而且還會在采取何種采煤方式的問題上帶來困擾。一般來說，煤層的傾斜程度小，對工作面的長度限制的程度也就比較小。如果煤層的傾斜度達(dá)不到100的時候，工作面的長度可以適量的增加；煤層傾斜度在10-250這一范圍內(nèi)的時候，采用一般的工作面長度；煤層傾斜度在25-550這一范圍內(nèi)，工作面長度豎直方向上的工程量加大，此時工作面不應(yīng)該太長；當(dāng)煤層的傾斜度超出550的時候，工作面的長度則要小于100m。

1.1.4圍巖因素

圍巖性質(zhì)對工作面長度的影響主要是頂、底板，另外煤層自身的軟硬程度對工作面長度也有一定的影響。通常偽頂過厚（厚度大于1.0m）和頂板過于破碎或堅硬條件下的工作面回采，由于支護(hù)工作量大復(fù)雜，支護(hù)難度較大，此時工作面不宜布置過長；“三軟”煤層工作面底軟、支護(hù)易扎底、頂?shù)装逡平看螅又很?，極易片幫，因而生產(chǎn)管理極其困難，這樣的工作面也不宜過長。

1.1.5瓦斯含量

瓦斯的多少同樣也會制約工作長度的布置。工作面的長度布置一般會被通風(fēng)的情況影響，瓦斯的成分比較少的煤層，受其影響力可以忽略不計；反之，瓦斯成分比較大的煤層，由于煤炭的開采量比較大，需要有很充足的通風(fēng)條件。但是工作空間的狹窄，導(dǎo)致了通風(fēng)量的不足。瓦斯含量高，通風(fēng)量不足，會導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果。因此，瓦斯的含量制約著工作長度的布置。

1.2技術(shù)因素

1.2.1回采工藝的選擇

工作面采用的回采工藝不同，對確定工作面長度有明顯的影響。掩護(hù)支架工作面由于其回采工藝本身要求其出煤由下至上通過面向溜槽自溜運(yùn)輸，這就從客觀上限制了工作面的長度不宜過長，高檔普采工作面，為了充分發(fā)揮采煤機(jī)組的效能，實(shí)現(xiàn)工作面的高產(chǎn)高效，在同樣的條件下工作面長度應(yīng)比炮采長，簡易支架放頂煤工作面，由于其開采煤層較厚，工藝上存在采、放煤，工作面生產(chǎn)能力大，因而在通常情況下，其面長應(yīng)比普通炮采工作面長度要短些。

1.2.2裝備的選擇

不同的采煤方法，其支護(hù)和運(yùn)輸系統(tǒng)均不相同，采煤方法確定了，工作面支護(hù)也隨之確定。工作面裝備對工作面長度的影響主要表現(xiàn)在工作面設(shè)備運(yùn)輸能力和有效鋪設(shè)長度。掩護(hù)支架工作面由于煤炭自溜而受工作面裝備條件影響甚微，但要保證運(yùn)輸設(shè)備出煤能力必須與工作面生產(chǎn)能力相匹配，綜采（放）工作面，大多數(shù)采用500KW或630KW以上功率的輸送機(jī)。目前，我國已獨(dú)立研制了新一代大功率、大運(yùn)輸量，長距離，高可靠性超重型工作面成套設(shè)備，并在同煤集團(tuán)公司四老溝礦大采高工作面試驗(yàn)開采成功。但隨著煤炭市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)行形勢的進(jìn)一步好轉(zhuǎn)和機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，建設(shè)安全、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效礦井和工作面是形勢所需，其要求綜采（放）工作面“三機(jī)”設(shè)備必須向高層次發(fā)展。根據(jù)我國現(xiàn)階段工作面生產(chǎn)能力，加之考慮到井下工作面生產(chǎn)條件和作業(yè)環(huán)境，各種型號輸送機(jī)的有效長度按其最大鋪設(shè)長度的75%計，以便能充分發(fā)揮設(shè)備效能，達(dá)到提高單產(chǎn)的目的。

1.2.3現(xiàn)場管理水平

加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，加快技術(shù)進(jìn)步，是新形勢下實(shí)施科教興煤戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，是改善煤炭行業(yè)面貌的系統(tǒng)工程。煤炭生產(chǎn)企業(yè)安全為天，加強(qiáng)技術(shù)管理則又是實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的前提。煤礦事故，特別是重大惡性事故的發(fā)生，有相當(dāng)一部分是由于技術(shù)管理不到位或出現(xiàn)漏洞而造成的。因?yàn)榧夹g(shù)管理具有超前性，規(guī)劃性和指導(dǎo)性的特點(diǎn)，因此，加強(qiáng)技術(shù)管理，提高技術(shù)管理水平是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的前提。

管理工作水平的高低，對確定工作面長度的影響很大，如技術(shù)管理水平較高，具有能確保工作面的規(guī)格質(zhì)量和設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并對因地質(zhì)條件局部變化出現(xiàn)的困難，能迅速采取措施進(jìn)行正?；夭桑ぷ髅骈L度宜取長些，否則應(yīng)取短些。從生產(chǎn)管理來看，短工作面易于管理，這是由于地質(zhì)變化小，頂板管理相對簡單，工作面容易做到“三直兩平”機(jī)電事故也少。對于初采初放用新的采煤方法礦井，由于受技術(shù)管理水平和設(shè)備操作熟練程度等因素的制約，工作面長度宜短些。

1.3經(jīng)濟(jì)因素

在煤礦實(shí)際工作中，人們多以地質(zhì)和技術(shù)因素來確定工作面長度，但在一定有裝備和地質(zhì)條件下，可以通過理論分析和計算，同樣可以得到一個最優(yōu)工作面長度范圍。通常按產(chǎn)量和效率最高法（簡稱“雙高法”）確定工作面合理長度區(qū)間，再進(jìn)行工作面成本最低法（簡稱“一低法”）的分析計算，得出最佳的工作面長度。

2.核定工作面長度的分析

根據(jù)理論分析，并結(jié)合平時的生產(chǎn)實(shí)踐以及高產(chǎn)高效工作面實(shí)例，在充分地調(diào)研認(rèn)證的基礎(chǔ)上，初步提出了回坡底礦回采工作面長度的合理范圍。

3.長距離工作面開采技術(shù)的推廣

（1）回采工作面長度與工作面產(chǎn)量和回采工效的關(guān)系并非線性增加，其增幅隨面長的加大而逐漸減少；回采工效則隨面長增加而呈先減升后降低的趨勢，其間有一個最優(yōu)值區(qū)間。

（2）在通風(fēng)、人員和材料運(yùn)送、煤炭運(yùn)送和巷道維護(hù)等方面都能滿足工作面生產(chǎn)能力的需要的前提下，采用高產(chǎn)能、可靠性高、大功率采煤機(jī)及工作面輸送機(jī)，走向長壁工作面最優(yōu)長度可達(dá)180-210m。

（3）回采工作面長度的選擇不僅要考慮地質(zhì)和技術(shù)要素，還要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)要素的分析計算，尋求出技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，又適合礦井具體條件的最佳工作面長度，提高礦井技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

4.總結(jié)

當(dāng)前，我國煤礦采煤技術(shù)不斷提高，工作長度的確定，能夠減少采煤成本，同時能夠提高工程安全質(zhì)量。因此，礦井長距離工作面采煤技術(shù)的研究有著重要的意義和作用。 [科]