浅议前进式采煤法在薄煤层的应用

苏卫红

摘要：文章首先分析了薄煤层开采的价值和现状，然后针对前进式采煤法在薄煤层中的应用进行了技术性的分析，最后对前进式采煤法在薄煤层的应用进行了综合评价，以便相关技术人员进行参考。

关键词：采煤方法；前进式采煤法；薄煤层

中图分类号：TD821文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）22-0047-03我国煤炭资源丰富、储量大，且赋存多样化，其中已探明的薄煤层的可采储量约为60亿吨，约占全国煤炭总储量的18%，其中厚0.8～1.3m的缓倾斜薄煤层占73.4%，中硬以下的薄煤层层数占总层数的64.59%，然而据不完全统计，现在我国薄煤层的产量只占全国煤炭总产量的7.32%，而且这个比例还在呈逐步下降的趋势。薄煤层分布广泛，在全国95个重点煤炭集团公司中，有80个公司445处矿井都赋存有薄煤层。薄煤层的分布基本上占据了绝大多数矿区，且这些薄煤层都具有开采价值。

1薄煤层开采现状分析

我国薄煤层的开采长期以来不景气，分析其原因，主要有两方面的因素：一是客观因素，二是人为因素。客观因素是薄煤层工作面空间小，机械化困难，对薄煤层机组要求条件高，不但机组外形要合适，而且要求功率大、性能可靠、结构简单、对顶底板的适应能力强、机械故障率低。目前我国薄煤层机组的设计制造水平还存在不少问题，急需高可靠性、高效率、自动化程度高的采煤机。人为因素对薄煤层开采的影响是不可忽视的，有些矿因储量丰富、地质条件好，根本不把薄煤层开采摆到日程上，有些地区对1米以下的煤层不采或很少开采，从指导思想上就不重视薄煤层开采。前进式采煤方法是应用于薄煤层开采的一个很好方法，不可忽视。

2前进式采煤方法应用于薄煤层开发

前进式采煤方法的实质是，在采区内回采和掘进工作同时进行，且回采工作面的推进方向和为其服务的巷道掘进方向一致，通常是从上山、下山或石门向采区边界推进的。这种采煤方法的主要特点是由其基本实质所决定的，其主要特点是保证了回采和掘进工作之间正常的动态平衡，回采工作面后方的巷道维护在支承压力强烈影响区中。根据采区倾斜长度的大小，在阶段或区段范围内可以有一个或二三个回采工作面。前进式采煤方法可分为阶段-工作面和阶段再划分为小阶段的采煤方法。

回采工作面和准备巷道的相互关系决定着前进式采煤方法各种方案的特点。运输大巷的超前距离可取150～200米，但在各种具体情况下，应根据矿山地质和矿山技术条件进行确定。在前进式采煤方法中，为回采工作面服务的巷道可采用窄面或宽面掘进方法，宽面掘进的巷道两侧砌有矸石带。通常，为了防止支承压力的有害影响，采用砌筑矸石带或留煤柱的方法维护巷道。矸石带中的矸石是在巷道掘进时，通过挑顶或卧底取得的。在阶段中有一个回采工作面时，煤通过运输大巷运出。上部工作面中的煤经中间平巷运出，下部工作面的煤则经运输（输送机）大巷运出，两个工作面中的煤都经小阶段之间的共用输送机平巷运出。前进式采煤方法回采工作面的通风有独立、串联或有掺新的串联等系统。工作面独立通风时，在各小阶段之间留有隔离煤柱。当煤层可能自然发火寸时在小阶段回风和运输平巷之间砌筑矸石带，将风流隔开。一般在工作面的独立通风系统中，下部工作面的风流是从上向下供入的，这仅在煤层倾角小于10°时，按安全规程才是允许的。当煤层倾角大于10°时，这种系统在无瓦斯煤层中也是允许的。在没有突出和喷出危险的瓦斯煤层中，只有在风速允许工作面串联通风时，才可以采用这种系统。

前进式采煤方法的基本要素有：回采工作面和准备巷道的掘进工作面；回采工作面与准备巷道的连接处，水平和倾斜的准备巷道。其中回采工作面与准备巷道的连接处最重要，它在很大程度上决定着采煤方法的特点。运输大巷与工作面的连接：大巷和配巷用窄面掘进时，大巷和配巷每隔40～50米用联络巷贯通，以便通风和将工作面的煤运到运输大巷内。这种连接形式中运输大巷的维护条件为：一侧是未采动的煤体，另一侧是煤柱。煤柱的尺寸：沿走向40～50米，沿倾向30～40米。煤柱可以用矸石带代替，其矸石可从矸石平巷中获取，而矸石平巷掘在运输大巷上方10～12米处。

若运输大巷用宽面掘进时，则其两侧都用矸石带维护。当煤层底板没有底臌和煤层没有自然发火倾向时，可采用运输大巷与工作面的连接形式。当煤层的底臌和自然发火的可能性不大时，可采用窄面掘进大巷，不设配巷的连接形式。有时为了简化工作面向大巷中运煤，不考虑煤和煤层底板的性质，而采用这种连接形式。

回风大巷与工作面的连接。在很大程度上取决于运输大巷与工作面所采用的连接形式。当连接形式为用煤柱维护回风大巷，不需要进行修复时，回风大巷下方煤柱的尺寸应当为：沿走向30～40米，沿倾向20～30米。若减少尺寸，煤柱将被压坏。在回风大巷与回采工作面的全部连接形式中，最常采用的是留有阶段煤柱的形式。此时回风大巷须重新掘进，并留有阶段煤柱。

急倾斜煤层中的运输和回风大巷与回采工作面的连接。开采急倾斜煤层时，大巷与工作面的连接处只用运输大巷上方的煤柱或用运输和回风大巷的煤柱进行维护。完全不留煤柱或除运输和回风大巷处的煤柱外，在采场中部还留煤柱的方案，很少采用。采场中部煤柱尺寸和回风大巷下方的煤柱尺寸为：沿倾斜4～6米，沿走向3～4米。运输大巷上方的煤柱尺寸为：沿倾斜6～12米，沿走向4～5米。在有自然发火倾向的煤层以及在有煤和瓦斯突出危险的煤层中，禁止留煤柱。为了保护运输大巷，须设置木垛，并用木板背好。当回风大巷下方没有保护煤柱时，需铺设平台，在平台下方架设两排木垛，即支撑木垛和下部支撑木垛。回风大巷的底板和平台之间的空间应用本大巷掘进和维修的矸石充满。

3前进式采煤方法应用分析

前进式采煤方法主要应用于开采各种倾角的薄煤层，在中厚煤层中则很少采用。各矿区用前进式采煤方法开采煤层的平均厚度也不相同，其变化范围为0.93～1.5米，其工作面平均长度变化在110～170米之间。

前进式采煤方法的使用范围是：超级瓦斯和有煤及瓦斯突出危险的煤层；底板易膨胀和顶板岩石允许在采空区中掘进和维护巷道的煤层。阶段（区段）－工作面前进式采煤方法的适用条件是：煤层赋存稳定、顶板易于冒落、通风因素没有限制等。分小阶段的前进式采煤方法，当采区上山掘在采空区中和沿走向回采时，可用于层厚小于1米的煤层，并允许煤层中有不大的局部地质破坏，煤层的含水量和瓦斯含量较小，工作面长度可达300米。当在采空区内掘进上山非常困难时，可采用在前方煤层中掘采区上山的前进式采煤方法。对厚度小于1.5米和各种围岩条件的急倾斜煤层，可采用阶段－倒台阶工作面前进式采煤方法。对上述的一些矿山地质条件，若使用采煤机或刨煤机进行采煤时，可采用阶段－直线状工作面前进式采煤方法。当回采机械和通风条件允许时，对厚度大于1.5米的急倾斜煤层，也可以采用分小阶段的前进式采煤方法。

前进式采煤方法的一些参数，如工作面长度、采区长度、护巷煤柱尺寸和煤柱损失率等，在很大程度上取决于采煤方法的特定使用条件，可能与前述平均值差别很大。前进式采煤方法的优点有：回采前在采区内掘进的准备巷道总长度较小，准备期限短；没有独立的准备巷道，巷道通风系统简单。应当指出，前进式采煤方法有如下缺点：准备巷道的维护费用高；不能利用矿山巷道预先探明

煤层。

4结语

我国薄煤层资源丰富、分布广泛，具有很大开采价值，开采薄煤层不仅符合可持续发展的战略目标，而且对于煤炭行业的发展和煤炭资源的回收具有重大经济和社会价值。对前进式采煤法在薄煤层的应用进行了研究，其目的是为了更好地促进前进式采煤法在薄煤层的应用，推动我国薄煤层开采的

发展。

参考文献

[1]盛国军，孙启生，宋华岭，等．薄煤层综采的综合创新技术[J]．煤炭学报，2007，32（3）：230-234．

[2]李建平，杜长龙，张永忠，等．我国薄与极薄煤层开采设备的现状和发展趋势[J]．煤炭科学技术，2005，33（6）：65-67．