采煤工作面合理长度的探讨与研究

摘要：布置长距离大采长工作面具有减少回采巷道工程量、降低搬家次数，提高煤炭回采率及经济效益显著的优点。对影响工作面长度的地质、技术管理、经济效益因素进行分析，确定布置工作面合理长度需要考虑的各种因素。

关键词：采煤工作面 合理长度 影响工作面长度的因素

采煤工作面设计是生产矿井技术管理的基础工作之一，它的内容就是根据煤层开采条件、地质条件及矿井系统能力、技术装备和管理水平，合理确定工作面回采工艺参数及设备配套参数。采煤工作面设计对于编制矿井采掘衔接、指导井下采掘技术管理，都具有非常重要的意义。设计是否合理不仅影响矿井产量，更关系着矿企的经济效益，为提高相关设计的科学性，促进矿井高产高效发展，本文对采煤工作面设计思路进行了探讨。

1.采煤工作面合理长度的探讨

加大工作面长度有利于高产高效，但工作面过长会导致设备管理及安全管理困难，推进度下降，不利于稳产高产。在工作面设计过程中，必须要以矿井的具体开采条件为依据，发挥优势多角度全方面地进行工作面设计，才有可能取得最佳的经济效益。合理的工作面走向长度应能够最大限度的减少搬家次数的同时，提高煤炭资源回收率，当前我国大型煤矿综放工作面走向长度大多介于1100m～1400m之间。应尽量加大采煤工作面的长度 这是因为：①适当增大工作面的长度，能减少区段煤柱占据区段整体资源的比例，从而提升区段煤炭的采出率；②适当加长的工作面更有利于采煤机械发挥作用，有利于机械优势的发挥，从而推动矿井增产增效。目前，是国内采煤工作面最为常见的长度为120m～200m之间。这是开采实践中各种制约条件均衡的结果 。

2.影响工作面设计长度的因素分析

2.1地质因素

2.1.1 地质构造

影响工作面布置长度的地质构造主要是断层和褶曲。从工作面设计方面来说，一般以较大断层或者褶曲的轴作为划分工作面边界的依据，地质构造的存在从客观上限制了工作面布置的范围。在小断层发育的的块段布置工作面时，由于小断层影响工作面正规循环，工作面推进速度难以提高，此时工作面长度不易布置过长。通常情况下落差在1.5m～5m的断层对回采影响较大，大于1.5m的断层对非综采工作面影响较大，大于3m的断层对综采工作面影响较大。

2.1.2 煤层厚度

当开采煤层为薄煤层时，由于保证煤炭质量，需降低采高，造成工作面控顶区及两巷空间小，不易操作和行人，工作面长度不宜过长；当开采厚煤层时，非综采工作面过长时，工作面老塘侧支柱易变性，操作困难，工作面不宜过长。

2.1.3煤层倾角

煤层倾角不仅对工作面长度有影响，而且左右采煤方法的选择。在通常情况下，煤层倾角小于15°时，工作面可根据实际情况加长；当煤层倾角在15°～25°之间是可按正规工作面长度布置；煤层倾角大于25°时，工作面过长会造成工作面作业上下困难，工作面布置不宜布置过长。

2.1.4 围岩性质及瓦斯含量

煤层顶底板岩性及体强度对工作面长度也有一定影响，三软煤层工作面由于围岩松软，煤体强度低，直接影响工作面及两巷的支护，造成工作面管理困难。瓦斯含量大的煤层，通风条件对工作面的制约较大，随着工作面的产量增加，单位时间内的瓦斯涌出量也会增大，必须严格执行以风定产。

2.2 技术因素

技术因素主要包括回采工艺、装备条件和管理水平。采煤方法选择，直接影响工作面长度的布置。对于综采工作面由于辅助工序少，推进速度快，因此工作面长度较非综采工作面可以较长。工作面的装备也影响工作面的长度，主要表现在工作买年设备的运输能力和有效铺设长度，目前矿井设计的刮板输送机长度一般为150～200m，这就要求工作面长度不应超过200m。矿井的技术管理水平高低也影响工作面长度的布置，如果矿井技术管理水平较高，能保证工作面生产设备正常运转，同时对地质情况掌握比较准确并能迅速解决地质条件局部变化带来的困难，工作面长度可以适当取长些。

2.3 经济因素

在煤矿实际确定工作面长度的过程中，多数考虑的都是地质和技术因素的影响，而考虑经济因素的就过少。经济上合理的工作买年长度都是以高产、高效为准则，通过“双高法”和“一低”的分析，计算工作面的投入产出比，可以得到一个合理的工作面长度范围。

3.工作面长度的确定

合理的工作面长度的确定一方面要考虑生产能力的要求，其次是是采场围岩的控制以及设备能力的限制，另一方面工作面最大产度受制于支架对顶板的控制能力和工作面的通风能力。其中起决定性作用的因素还是开采煤层的自然地质条件。故工作面合理长度的确定先用生产能力、支架阻力、通风能力计算工作面长度，最后根据矿井地质条件及管理水平综合确定工作面的合理设计长度。

4.结论

4.1设计工作面时，工作面长度的选择不仅要考虑地质和技术因数，还要进行经济要素的分析计算，求出技术上可行，经济上合理，有事有适合本矿实际的最佳工作面的长度，提高矿井的技术经济效益。

4.2供电、通风、运输等系统在满足工作面生产能力需要的情况下，采用生产能力大、可靠性高的采煤机、运输机及配套良好的工作面两巷的支护工艺，可实现长距离大工作面开采，达到高产高效。

5.合理长度的工作面开采，一是可以减少煤柱损失，提高煤炭回采率，达到精细采煤的目的；二是可降低万吨军进率，减少搬家次数达到较好提效的目的。