厚煤层分层恒底式上行顺序采煤方法应用

【摘 要】本文通过恒底式采煤法在矿井中的应用，对恒底式采煤法的优、缺点进行了分析，阐述了恒底式采煤法的适用条件等问题。

【关键词】厚煤层；恒底式；顺序采煤；应用

厚煤层分层恒底式上行顺序采煤法是把厚煤层分成几个分层，各分层工作面沿煤层底板布置，以上面分层垮落后的煤为顶板，第一分层工作面回柱放顶或移架后，上覆煤层垮落下沉，在注水压实后，重新胶结成有一定稳定性和强度的再生煤体。在采完第一分层后，还沿煤层底板在再生煤体中重新布置工作面，这时第二分层工作面的顶板，为经一次垮落、破碎又重新压实的再生煤体，等第二分层采完后，再沿煤层底板布置第三分层的工作面，直到沿煤层底板把厚煤层全采完。本文对恒底式采煤法在矿井中的应用进行分析。

1、A煤矿恒底式上行采煤

该矿开采的煤层厚为5m～31m，赋存不稳定，煤质松软呈粉末状，遇水后粘结，顶板起伏不平，软弱破碎，采用下行垮落法开采时，煤壁片帮严重，冒顶事故多，顶板管理非常困难。

该矿采用恒底式采煤法开采，分层巷道沿煤层底板布置，长壁工作面运输平巷和回风平巷均为单巷掘进，巷道断面4.2m2～4.8m2，服务本区段内各分层工作面，回风平巷在最后一个分层回采后报废，运输平巷则留作下区段的回风平巷。同一区段内应布置二、三个分层工作面或相邻上下区段内各布置一个工作面同向推进开采，两工作面错距大于100m。

第一分层采用炮采工艺，其余各分层采用手镐落煤，人工装煤，分段作业。工作面长70m～80m，分层采高2m，采用SGW—22型刮板输送机，HZWA—2000型金属支柱及HDJA—1000型铰接顶梁支护，支架采用齐梁直线柱倒悬臂布置，柱距0.5m，排距1m。为加速破碎煤体胶结，在回柱放顶时对采空区进行注水。

该煤矿分2～12分层沿煤层底板开采厚度变化较大的煤层，产量成倍增加，采区采出率由50%增加到80%，坑木消耗降低了1/3，采煤工效大幅提高。

2、B煤矿恒底式上行采煤

该煤矿开采的9#煤层厚6m～9m，倾角0°～20°，其上的伪顶厚0.2m～0.6m，直接顶为高岭土胶结的中粒、细粒粉砂岩，垮落后可以再生，基本顶上有一层承压含水层。采用下行垮落法采煤时，由于工作面压力、顶板移近量和淋水都大，采场和巷道支架折损严重，采煤作业困难。该煤矿运用了恒底式采煤法，第一分层以后的各分层回采巷道都外错半巷，开切眼均布置在煤体中，相邻开切眼间距为16m，第一分层工作面停采线距上山40m，其余各分层工作面停采线内错8m～10m。各工作面巷道都采用拱形支架支护，综采工作面巷道断面为10.5m2，普采和炮采工作面巷道断面为7m2。综采工作面的主要设备有：G320—13/32型掩护支架、EDW170L型采煤机和EKF—3E74V型刮板输送机。采空区煤层及顶板随移架自行垮落或下沉。工作面两班生产，一班准备，日进6～8刀，采煤机双向截煤，截深0.6m，采高控制在2.6m左右。

该矿采用恒底式采煤法共开采综采工作面20个，普采工作面10个，炮采工作面22个，都取得了良好的经济技术效果，提高了采出率、单产和工效，降低了厚煤层灰分和坑木效耗。

3、C煤矿巨底式上行采煤

该煤矿所采的2#煤层厚5.5m，倾角为11°～15°，节理发育，顶板为中细粒长石、石英砂岩，硅质和钙质胶结，平均厚4.2m，采用倾斜分层下行垮落采煤法时，因顶板为厚层坚硬砂岩，顶分层常发生大面积悬顶，顶板垮落块度大，即使灌注泥浆，由于上覆岩层挤压，短时间较难胶结形成再生顶板。开采中分层时，顶板难以控制，大块矸石错动，导致采场局部矿压显现增大，加上周期来压影响，容易出现冒顶，威胁工作面的正常生产。

根据上中下各分层工作面的矿压显现特征，该矿先沿顶板开采上分层，接下来沿底板开采底分层，再沿底板回采中分层的恒底式。该矿顶分层和底分层工作面采用普通机械化采煤工艺。顶分层采高2m，底分层采高1.6m。顶分层及分层工作面选用MLQ—80型采煤机截煤，HZWA型金属支柱配合HDJA—1000型金属绞接顶梁支护，采煤机往返进刀，截深为0.5m，支架采用齐梁直线柱正悬臂布置，柱距0.6m，排距1m。上分层放顶时，在煤底上沿走向隔开煤矸，放顶后，向采空区注浆，采底分层，工作面每个循环都要向采空区垮落煤体洒水，在回风巷预埋φ102mm多孔注水管，放顶时向采空区注水，直至距运输巷30m处底板开始渗水后停止注水。采顶底分层过程中，控制注水注浆质量，确保再生顶板及再生煤层能很好的粘结，使之压实为一整体。

在沿煤层底板采底分层时，由于矸石及中分层煤体的缓冲作用，工作面周期来压减弱，煤壁片帮现象较少，沿煤层底板采中分层时，因上覆岩层受水浸润，逐渐变软，并破碎为100mm～200mm的岩块，在上覆岩层重力作用下逐渐胶结压实，形成稳定的再生顶板，顶板压力变小，煤壁无片帮。在坚硬顶板条件下采用恒底式采煤法对顶板管理和安全生产，实现机械化采煤，回采巷道的掘进和维护等提高效率都有利。

4、结束语：恒底式采煤法的评价

巷道系统简单，与上山的联系方便可靠，掘进率低；采煤工艺简单，可节省原材料，对提高工效，降低成本有利。设备搬迁距离近，易于搬迁；在煤层顶板含水大或复合顶板等特殊条件下，采用此法，可消除水患及冒顶，保证安全生产有利；技术经济效益显著。破碎煤体容易粘结、压实后可能产生再生煤体；需要采取各种避免煤层自燃的措施，开采技术复杂；煤矸容易混杂。若采前注水不及时或效果不佳，在落煤、装煤、运煤、放顶过程中，会产生煤尘，威胁矿井生产安全。缓倾斜及中倾斜厚煤层；煤层为中等硬度，粘结性强，易破碎；煤层不易自燃；煤层的瓦斯含量不可过大。

参考文献

[1]孙国东.厚煤层分层开采的综采工艺分析.科技风,2011.9

[2]雷明辉.浅谈倾斜分层恒底垮落采煤法.煤炭工程师,1999.1

[3]邹范祥等.高档普采工作面顶板管理探讨.山东煤炭科技,2010.2