新疆赛尔能源有限公司三矿中厚煤层采煤方法的选择

卞学文

摘 要：采煤方法及采煤工艺的选择是否合理，直接影响到整个矿井的生产安全和各项技术经济指标。文章结合新疆赛尔能源有限公司三矿矿井各方面的因素，对中厚煤层的采煤方法进行了分析与探讨，经过现场实践，取得了较好的生产实践效果，以供同行交流与借鉴。

关键词：中厚煤层；采煤方法；安全；高效

中图分类号：TD823.25 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）20-0170-01

1 矿井概况

徐矿集团新疆赛尔能源有限公司三矿位于新疆维吾尔自治区和布克赛尔蒙古自治县和什托洛盖镇西北约8 km处，本矿是自治区“十五”规划改扩建矿井，规划生产能力0.15 Mt/a，现拟将该矿井由现0.15 Mt/a规模改扩建成0.45 Mt/a规模的矿井。全矿井主要可采煤层3层，分别为下侏罗统八道湾组上段的A3、A4、A7煤层，其中A3煤层厚度0.97～4.46 m，平均3.05 m，煤层结构简单～复杂，夹矸3～4层。A4煤层两级厚度1.41～4.09 m，平均2.67 m，煤层结构简单～较简单，夹矸1～2层，夹矸以炭质泥岩为主，次为泥岩。A7煤层两极厚度0～1.97 m，平均1.61 m，煤层结构简单～复杂，夹矸一层，夹矸以泥岩为主。A3号煤层顶板为灰-深灰色砂质泥岩，为易冒落的顶板（I类）；A4号煤层顶板为灰色砂质泥岩，为易冒落的顶板（I类）；A7号煤层顶板为灰色砂质泥岩；煤层为中等冒落的顶板（II类）。井田内瓦斯含量低，各煤层煤尘均有爆炸性，井田内主要煤层A3、A4、A7煤层均为易自燃和很易自燃的煤层。

2 采煤工艺的选择原则

根据井田内煤层的赋存条件和开采技术条件，选择采煤工艺时主要考虑了以下原则：

①与煤层条件相适应，有利于提高工作面单产，实现矿井生产的集中化，以达到矿井高产高效的目的；②依靠科技进步，采用新技术、新工艺、新设备、新材料，提高采煤机械化水平，降低工人劳动强度；③简化采煤工艺，减少运输环节，降低巷道掘进率，采区巷道尽可能全煤巷布置；④保证矿井安全生产，有效地防止煤层自然发火和其它灾害，为工人创造较舒适的井下工作条件；⑤提高资源回收率，减少资源损失。

3 采煤方法的选择

根据上述原则及投产一采区的开采技术条件，结合《煤炭工业矿井设计规范》，考虑到煤矿生产技术和管理水平，矿井采煤方法可选择走向长壁炮采、走向长壁高档普采、走向长壁综采采煤方法。矿井目前采用采煤方法为走向长壁炮采煤方法，该采煤法工作面工作条件较差，机械设备少，用人较多，效率低下，工人劳动强度大且管理难度大，安全保障有困难。走向长壁综采采煤法虽然一个工作面能达到设计产量，但也存在设备投资高、产量和设备能力不匹配等缺点。走向长壁高档普采工作面具有投资少，设备能力和产量相匹配等优点。初步确定工作面采煤方法为走向长壁高档普采采煤法，根据所选择的支护设备不同，对该矿井主要开采的A3、A4、A7中厚煤层提出以下两种采煤方法进行技术经济比较。

3.1 方案一：走向长壁单体液压支柱高档普通机械化采

煤法

工作面支护采用DZ25-25/100型单体液压支柱配HDJA-

1200金属铰接顶梁，工作面端头支护采用DZ25-25/100型单体液压支柱配HDJS-1000型双楔梁，四对八梁支护；工作面超前支护采用单体液压支柱（DZ25-25/100）配HDJS-1000型双楔梁。工作面选用MG160/375-W型采煤机开帮落煤，运输配备1台SZZ-630/2×110型刮板输送机，投产工作面布置在A4煤层西翼一区段，投产工作面煤层平均厚度为1.88 m，工作面长118 m，每天5个循环，循环进度1.2 m，工作面生产能力为0.44 Mt/a，矿井装备一个走向长壁高档普通机械化采煤工作面就可达到设计能力。

对于东翼A4煤层，煤层由于夹矸变厚分为两个分层，夹矸厚度为0.39～1.56 m，平均0.9 m，煤层上分层厚度为1.04～1.48 m，大部分厚度1.3 m，煤层下分层厚度为2.05～2.61 m，大部分煤层厚度2.6 m。因此对A4东翼煤层进行分层开采，对于上分层选择DZ16-30/100单体液压支柱配HDJA-1200金属铰接顶梁进行工作面支护，爆破落煤；对于下分层采用DZ28-25/100型单体液压支柱配HDJA-1200金属铰接顶梁进行工作面支护，采煤机割煤。对于A7煤层厚度为1.07～1.97 m，大部分平均厚度1.61 m、可选择DZ16-30/100单体液压支柱配HDJA-1200金属铰接顶梁进行工作面支护，采煤机割煤；对于A3煤层由于煤层之间夹矸较厚，划分为两个分层，上分层煤层厚度为2.3～3.49 m，大部分平均厚度2.8 m，下分层煤层厚度为0.19～0.77 m，大部分平均厚度0.5 m，由于下分层煤层薄且夹矸较多，无法开采，因此A3煤层只采上分层，上分层采煤方法为：采用DZ31-18/100型单体液压支柱配HDJA-1200金属铰接顶梁进行工作面支护，采煤机割煤。

3.2 方案二：走向长壁悬移支架高档普通机械化采煤法

工作面支护采用2L/1200/10/30/jc悬移顶梁液压支架进行支护，工作面端头支护采用DZ25-25/100型单体液压支柱配HDJS-1000型双楔梁，四对八梁支护；工作面超前支护采用单体液压支柱（DZ25-25/100）配HDJS-1000型双楔梁。工作面选用MG160/375-W型采煤机开帮落煤，运输配备1台SZZ-630/2×110型刮板输送机，采高为1.4～3.2 m，投产工作面长118 m，每天6个循环，循环进度0.6 m，工作面生产能力为0.465 Mt/a。

4 方案的优缺点比较

4.1 方案一的优点

①工作面设备投资较方案二低；②该井田煤层厚度变化不大，开采三层煤层厚度差距不大，单体顶梁液压支柱成本较低，开采过程中根据实际情况更换支架较方便；③对生产工人的技术水平要求较低；④由于开采煤层含夹矸较多，可利用单体液压支柱进行分层开采。减少了矸石率。

4.2 方案一的缺点

①机械化程度较低；②对煤层厚度变化适应性差。当煤层厚度超过支柱的最大可采高度时，只能采用分层开采或者丢煤，造成工作面掘进成本加大，降低了工作面回采率；③支柱、挂梁劳动强度高，所需人数多，工序复杂，循环进度慢；④支柱控顶面积大，稳定性差。

4.3 方案二的优点

①支架控顶面积小，稳定好；②机械化程度高；③工作面支架、移架所需人数少，工序简单，循环进度快；④对煤层变化适应性强，对于薄及中厚煤层可一次性采全高，对厚煤层可采用放顶煤方式开采，降低了工作面掘进成本，提高了工作面回采率。

4.4 方案二的缺点

①工作面设备投资较方案一高；②对生产工人的技术水平要求较高；③由于煤层之间夹矸较多，并且较厚，采用放顶煤一次采全高，煤层含矸率较高。

5 结 语

通过技术和经济比较，在经济上，方案一较方案二投资低187万元，但由该矿井煤层厚度变化范围较大，从技术上看，两种采煤方法都是合理的；但由于该矿井地处西北边陲，市场主要供应热电厂和民用煤，市场价格对煤质的含矸率比较敏感。根据矿井设计生产能力和煤层开采技术条件，充分考虑业主对走向长壁单体液压支柱高档普通机械化采煤方法已熟练掌握，经综合考虑各方面因素后，设计推荐采用方案一：走向长壁单体液压支柱高档普通机械化采煤法。

参考文献：

[1] 孟宪锐，吴昊天，王国斌.我国厚煤层采煤技术的发展及采煤方法的选择[J].煤炭工程，2014，（10）.