近距离下层煤工作面合面开采技术研究

摘 要 针对目前我国煤矿近距离下层煤的实际开采状况，对下层煤的工作面进行了合理优化设计，并在实际中进行合面开采尝试，表明通过下层煤工作面合面开采技术进行开采，能够有效地减少工程的挖掘量，不仅能够降低巷道支护的成本，而且大大缩短了工作面的维持时间。

关键词 近距离；下层煤；工作面合面；开采技术；研究

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0050-01

我国的近距离下层层资源丰富，全部可采储量的20%左右来自于对1 m～3 m以下煤层的开采，尤其是以南方煤矿的开产量为主，且煤质较好；相对于南方煤矿而言，北方的地下煤矿分布范围比较广，并且存储量较大。由于厚煤层的煤矿被开采的接近枯竭，因而近距离下层煤的开采技术就越发显得非常重要了。自从我国在20世纪60年代进行开采下层煤煤矿资源以来，经过一代代人的不懈努力，在实际煤矿开采中积累了丰富的近距离下层煤开采的操作经验；特别是在最近几年中，随着近距离下层煤资源开采产量逐年递增，对开采设施与技术有了较大的改进，引进了国外先进而高效的采煤设备，前所未有地提高了工作面采煤工作的自动化水平，能够实现对开采状况的远距离控制，每日产量可达到100万吨。

就目前来看，一些近距离下层煤的工作面布局制约着开采工作的顺利进行，在工作面的设计中存在有工作面巷道使用内错式布局、工作面倾向长度短、巷道的挖掘工程量较大以及可采储存量较低等问题，远远不能够满足现在先进技术与先进设备条件下的组织生产与快速生产。

1 近距离下层煤工作面的布局设计

为了能够满足矿井快速生产以及稳定持续，就需要对现有的近距离下层煤的工作面进行优化设计与布局。将在实际中都比较难以高效、持续进行开采工作的两个或多个工作面进行合并，然后集中进行才，这样做能够降低成本、较少工作量，提高开采效率与开采量。

两个下层煤的工作面进行合并以后，为了方便进行煤矿的开采工作，就需要对下层煤的工作面进行科学合理有效的布局设计。回采方式采用由东向西，工作面设计成相互平行的两个的巷道，一个为向北的轨道巷道，一个为向南的运输巷道，轨道巷往工作面运输巷道偏移内错不知，运输巷巷中则与工作面的轨道巷巷中保持一致，两个巷道均沿着每层的底板进行布置，工作面的设计要考虑到充分利用煤矿开采之后的采空区，这样有利于于工作面的有效布局。

2 工作面合面开采技术探究

1）近距离下层煤工作面合面开采所需的采煤工艺。在综合开采工作面中所使用的采煤工艺为普通开采工艺，即指在煤矿的顶板垮落一次后进行开采全高的采煤工艺。开采中使用的割煤方法为双向割煤，一来一回割两刀，在端口缺口处斜切入刀，装煤则使用螺旋滚筒来完成工作，要注意从端口斜切入刀的长度要大于30 m，所切截面的深度需要达到0.75 m。实际在工作面中进行采全高的高度约为3.5 m。在工作面合面中进行采煤时，当煤层的厚度呈现较大变化时，要能够科学合理地且及时的调整煤矿开采的高度，从而有效回收煤炭资源。在实际生产中，通常使用“四六制”的开采制度，“四六制”指的是安排4个班组对煤矿进行开采，其中3个班组用来生产作业，留下一个班组对生产设备进行检修，每个班组正常工作6个小时。

2）对工作面合面的顶板的管理。工作面上部为煤矿采空区，直接顶则为上下两煤层间的深灰色粉砂岩夹层，平均高度有75 cm。按照以往的工作经验进行推断，第一次的直接顶的垮落高度约为9 m；顶板受到的压力高度第一次可达32 m，以及约有10 m～17 m的来压周期步距。自支的承压会对轨道巷造成约60 m的影响，而对运输巷侧会有31 m的影响。在综合面上的液压支架安装有206组，在完成割煤工作之后，对顶板采取支护措施，与此同时要用护帮板及时跟上，并且工作面的移动要紧跟着煤机移动，进而缩短顶板的在外的面积以及空顶持续的时间，必须对所有支架进行齐整排列，保证不超过50 mm。

综合合面中的运输巷与轨道巷的总超前支护距离分别保持50 m和80 m，其中要在运输巷的煤壁前15 m的范围内以及轨道巷的煤壁前45 m内架有网式顶梁，共有4路，并能够与单体液压支柱配合，有效支护顶板，而在网状顶梁之外的地方用单排单体液压支柱进行支护操作。使用单排单体液压进行支柱的支护段与金属十字顶梁支护段之间要保证无间隔、连续性好，并能够针对两巷煤矿开采的采动压力的变化，进行支护的加密与加长。

3）工作面合面开采所使用的设备。在综合开采合面切眼内，架有液压支架，共206组。型号为ZY6400-18.5-38的两柱式掩护用液压支架200组，在轨道巷的端头有ZFS7200-20-40型的四柱式支撑用排头支架，共2组，而在运输巷端头安装有4组两柱掩护式排头支架，型号为ZYG6400/18.5/38型。排头支架和中部支架的主要技术特征基本相同，不同点在于中部支架的整体顶梁的结构改进成了分体顶梁式结构，该结构可以进行伸缩，在承受能力上有所提高，能够对顶板进行有效支护。开采工作中使用的采煤机为德国Eichkhoff公司所生产的电牵引采煤设备，型号为SL750，拥有4.2 m的采稿，每分钟30.5 m的牵引速度，以及3300 V的工作电压。用来进行运煤作业的运输机为SGZ1000-1400，其运输速度达每秒1.33 m，运煤槽规格为1500 mm×宽1000 mm×高337 mm，能够输送的重要为每小时2000吨。

3 对近距离下层煤使用工作面合面开采技术的技术指标与经济收益

综合工作面合面是先把两个相邻的煤层工作面进行合并，然后开采，相对于工作面的单独开采而言，省去了一半的巷道挖掘工程量，能够节省巷道支护的费用支出，并能够对其中的煤柱进行有效回收。以在合面之前的工作面的挖掘长度为790 m为例，在合并工作面之后可以减少对巷道挖掘工程量，若以3000元/m的巷道挖掘支护费用进行计算，则可以节约巷道挖掘成本47.4万，并且能够对工作面的煤柱回收约3万吨，利润可达900万元。近距离下层煤工作面合面开采技术能够成功实施，为以后的工作面合面开采提供了有利的技术条件且积累了丰富的开采经验。

4 结束语

对近距离下层煤工作面合面进行开采能够有效地对较为难以开采的多个工作面进行高效开采，不仅能够节约巷道的挖掘成本开支，而且能够有效缓解目前煤矿开采作业的紧张状况，对于维护矿井的稳定与高效运作具有重大的意义。

参考文献

[1]刘富道，陈勇，李修忠，康庆国.深井采场复合破碎顶板控制技术研究与应用[J].山东煤炭科技，2005（03）：60-61.