薄煤层综采工作面安全高效开采在潘二矿的应用

宋小华

摘 要：由于薄煤层赋存条件为不稳定或极不稳定型，开采难度较大，已成为制约淮南矿区主采煤层安全高效开采的瓶颈。通过对薄煤层安全高效开采的实践应用，不断总结经验，逐步形成薄煤层作为保护层开采的瓦斯抽采技术体系，有利于矿区持续稳定健康发展。

关键词：薄煤层 安全高效 应用

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0132-02

Application Safety of Fully Mechanized Working Face in Thin Coal Seam Mining in Pan Two ore Efficient

Song Xiaohua

（Huainan coal mine survey and Design Institute of Anhui Province， Huainan Anhui， 232001，China）

Abstract： due to the thin coal seam conditions is not stableor unstable type， mining is difficult， has become a bottleneck restricting the main mining coal seam in Huainan mine safety and high efficiency mining. Through the application of safe and high efficient mining of thin coal seam， constantly sum up experience， and gradually form athin coal seam gas as protective layer mining extraction technology system， is conducive to sustained and stable and healthy development of mining area.

Key Words：Thin Coal Layer；Safe and Efficient；Application

淮南矿区煤炭资源丰富，地理位置优越，是国家重点发展的矿区之一。矿区薄煤层是各主采煤层的主要保护层，现有生产及在建矿井薄煤层保有地质储量11亿吨，占矿区保有地质储量95.6亿吨的11.5%。由于薄煤层赋存条件为不稳定或极不稳定型，开采难度较大，已成为制约矿区主采煤层安全高效开采的瓶颈。近年来，通过对薄煤层安全高效开采的实践应用，不断总结经验，逐步形成薄煤层作为保护层开采的瓦斯抽采技术体系，对矿区持续稳定健康发展有着十分重要的意义。

1 工作面概况

1.1 工作面位置

12225工作面位于潘二矿西二采区西翼二阶段，南临12125工作面，北以设计标高为准，东起西三B4煤层上山，西以F212-1断层为界。工作面上限标高为-399 m，下限标高为-430 m，工作面走向长549 m，倾向长180 m，面积98820 m2。

1.2 煤层及顶底板情况

开采煤层为5-2煤，煤层平均厚度为1.2 m，平均倾角7°，为黑色、块状～粉末状半暗型煤，具有煤尘爆炸危险性，自然发火期一般为3～6个月。

5-2煤层直接顶板为泥岩，厚度0～0.9 m，平均厚度0.5 m，灰黑色，含大量植化碎片和云母片。老顶为粉细砂岩，厚度7.7～18.5 m，平均厚度13.0 m，灰～灰白色，粉粒～细粒砂状结构。直接底为砂质泥岩，厚度1.8～3.8 m，平均厚度3.2 m，浅灰～深灰色，以细粒粉砂岩为主，局部岩性破碎。老底为细砂岩，厚度0.7～7.0 m，平均厚度4.5 m，浅灰色，细粒结构，泥砂质胶结，性硬，局部含菱铁。

5-2煤层与下伏突出煤层4-1煤平均法距13.1 m，5-2煤的上下邻近煤层主要特征见表1。

1.3 地质及水文条件

根据12125工作面及上覆12226工作面实见地质资料分析，本工作面的地质构造比较复杂，中小断层比较发育，其中FX1、FX2正断层及F203次伴生断层对工作面的正常回采造成一定的影响。工作面最大涌水量为30 m3/h，正常涌水量为1 m3/h。

1.4 储量

12225工作面地质储量：17.56万t；可采储量17.04万t。

1.5 瓦斯、煤尘、煤层自燃情况

5-2煤层为非突出煤层，根据瓦斯地质资料，该块段B5-2煤层预计原始瓦斯含量X0=4 m3/t，瓦斯压力0.2 MPa。煤中中软分层局部发育，煤的破坏类型为Ⅱ～Ⅲ类。

2 工作面参数

2.1 工作面主要参数

工作面走向长度主要取决于煤层赋存条件、地质构造，开采机械化装备水平、工作面巷道布置和可能取得的技术经济效果而定，借鉴潘二矿以往的开采经验，工作面倾斜长度在120～180 m较优，确定本工作面走向长度549 m，倾向长度180 m。工作面采用单一走向长壁综合机械化开采方法。根据煤层顶板岩性，直接顶板能随着液压支架的前移及时冒落，冒落矸石能及时充填采空区，采用全部垮落法管理顶板。工作面设计生产能力为3200 t/d，服务年限3个月。12225工作面上顺槽、下顺槽采用采用锚（索）网支护，断面形状为矩形，断面规格：宽×高=5.0×2.6 m，S掘=16.12 m2；切眼采用锚（索）网喷支护，断面形状为矩形，断面规格：宽×高=4.4×2.2 m，S掘=10.58 m2；联巷采用架29U型棚支护，断面形状为三心拱形，断面规格：宽×高=5010×3464 m，S掘=16.80 m2。

2.2 工作面设备选型

（1）液压支架的选型：12225工作面平均采高为1.2 m，根据潘二矿已开采工作面顶板岩性情况，选用ZZ7000-13/26液压支架。

（2）采煤机的选型：采煤机是综采设备中容易出故障的设备，要保证实现高产高效，应尽可能选择高质量、高可靠性的采煤机。由于本块段内的地质构造比较复杂，有断层和构造异常带，针对本采面情况，根据已掌握的资料，选用SL300型采煤机。

3 应用效果

在“近水平煤层远距离下保护层开采抽采技术、倾斜煤层多重上保护层开采抽采技术、急倾斜煤层保护层开采抽采技术”等逐步形成保护层开采抽采的技术体系基础上。开采薄煤层一方面可以作为主采煤层的保护层；另一方面也有利于煤炭资源的充分回收，不仅有较好的经济效益同时又具有很好的社会效益，有利于经济可持续发展。

（1）12225薄煤层工作面安全高效的开采，能多回收煤炭资源17.04万t，提高了煤炭资源回收率，延长了矿井的服务年限。（2）在12225薄煤层工作面回采时利用倾向穿层孔，抽采4-1、8～6煤层卸压瓦斯，降低突出煤层8、7-1、6-1、4-1煤层的瓦斯含量及瓦斯压力，达到消除8、7-1、6-1、4-1煤层的突出危险性并将高瓦斯转化为低瓦斯状态下开采的效果，确保8、7-1、6-1、4-1煤层安全高效的开采。（3）12225薄煤层工作面回采过程中，抽采的上、下邻近层大量瓦斯能用于地面瓦斯发电，实现了绿色开采。（4）薄煤层综合机械化的开采，生产工艺简单、割煤速度快、工作面用工人数少，也有利于探索具有淮南矿区特色薄煤层开采的“三机”配套技术。（5）加强薄煤层开采的工作力度，对提高薄煤层的认识，提高全矿区的资源利用水平，煤炭资源的节约性开发和矿区持续稳定健康发展有着十分重要的意义。

4 结论

潘二矿12225薄煤层工作面安全高效的开采，提高了煤炭资源回收率，延长了矿井的服务年限；同时又作为上下邻近突出煤层开采的保护层，可以最大限度的释放上下邻近煤层的瓦斯，保证邻近高突煤层工作面在低瓦斯状态下开采，大幅降低了邻近层的开采成本，实现了规模开采，有利于矿区持续稳定健康发展。

参考文献

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