近距离下层煤工作面合面开采技术研究与实践

王中财 曲延伦 邓小林 卞景强

（1.兖州煤业股份有限公司东滩煤矿，山东省邹城市，273512；2.兖州煤业股份有限公司，山东省济邹城市，273500）

近距离下层煤工作面合面开采技术研究与实践

王中财1曲延伦2邓小林1卞景强1

（1.兖州煤业股份有限公司东滩煤矿，山东省邹城市，273512；2.兖州煤业股份有限公司，山东省济邹城市，273500）

根据目前东滩煤矿近距离上层煤开采实际情况，对下层煤工作面布置进行了优化设计，并对十四采区的143下05（东）综采工作面进行了合并开采的尝试。通过合面开采，减少了掘进工程量，节省了巷道支护成本，缩短了工作面接续时间。

近距离煤层开采 下层煤合面开采 工作面布置

1 矿井概况

兖矿集团东滩煤矿四采区与十四采区主采煤层3＃煤层部分区域分叉为3＃上煤层与3下＃煤层，其中3上＃煤层平均厚度为5.4 m，3＃下煤层平均厚度为3.0 m，3＃上煤层与3＃下煤层之间夹矸厚度0.7～6 m。目前，西翼四采区和北翼十四采区所剩大部分为煤层工作面，且受已采3＃上煤层工作面布局限制，普遍存在工作面倾向长度短、工作面巷道采用内错式布置、巷道掘进工程量大、可采储量低的现象，不能满足当今条件下的集中组织生产。

东滩煤矿十四采区下部3＃下煤层回采工作面若按照传统方法采用与3＃上煤层回采工作面上、下重叠方式布置，每个3＃上煤层已开采工作面对应布置一个3＃

下煤层工作面，则工作面倾向长度平均为160 m，巷道掘进工作量大、可采储量小、可采期短，不能满足矿井高效生产及稳定接续要求，经对十四采区下部3＃下煤层工作面进行优化布置，决定采取工作面合并开采的方式，对十四采区剩余3＃

下煤层工作面进行优化设计，集中开采。根据矿井接续安排，设计先将3＃上煤层的十四采区的143上05（东）和143上04（东）两个已回采工作面所对应的煤层进行工作面合并集中开采，该合面工作面命名为143下05（东）工作面。

2 143下05（东）工作面布置

143下05（东）综采工作面位于十四采区中部，工作面走向长789 m，倾斜宽311.4 m，面积约245695 m2，自东向西回采。设计工作面两巷道平行布置，北侧的巷道作为轨道巷道，南侧的巷道为运输巷道，轨道巷巷中偏南 （内错）143下06（东）工作面运输巷7.0 m布置，运输巷巷中与143上04-2（东）工作面轨道巷巷中一致，两巷道都沿煤层底板布置；工作面北邻143下06（东）综采工作面采空区，南邻143上03（东）综放工作面采空区，工作面上方分别为143上04（东）分层综采工作面与143上05（东）综放工作面采空区，143下05（东）工作面布置示意图如图1所示，图中虚线部分为143下05（东）工作面巷道。

图1 143下05（东）工作面布置图

3 工作面生产工艺及设备配套

3.1 采煤工艺

143下05（东）综采工作面采用走向长壁顶板垮落一次采全高采煤法，普通综采工艺。割煤方式为双向割煤，往返一次割两刀，端头自开缺口斜切进刀，螺旋滚筒自动装煤，斜切进刀长度不小于30 m，截深0.75 m。工作面平均采高为3.5 m。当煤层厚度变化较大时，根据煤厚变化合理调整采高，以利于多回收煤炭资源。

采用 “四六制”作业制度，即每天4个班作业，其中3个班生产，1个班检修，每班工作6 h。

3.2 顶板管理

工作面上部为143上05（东）与143上04（东）工作面采空区，直接顶为143下05（东）综采工作面上煤层与3＃下煤层深灰色粉砂岩夹矸，厚度0～2.40 m，平均厚度0.85 m。根据东滩矿以往同煤层相邻工作面矿压观测资料，预计本工作面直接顶初次垮落步距为5～12 m；顶板初次来压步距为26～39 m，周期来压步距为10～17 m。支承压力超前影响范围轨道巷侧预计为40～80 m，运输巷侧预计为30～45 m。

工作面共安装有206组液压支架，割煤后采取立即支护方式支护顶板，并及时伸出护帮板，工作面移架紧跟煤机，以减少顶板暴露面积和空顶时间，所有支架排列整齐，偏差不超过50 mm。

工作面轨道、运输巷总超前支护距离分别为80 m与50 m，其中轨道巷煤壁前50 m范围内、运输巷煤壁前15 m范围内分别架设4路800 mm×600 mm金属十字顶梁组成网状顶梁，配合单体液压支柱支护顶板，金属十字顶梁以外区段支设单排单体液压支柱。金属十字顶梁支护段与超前单排单体液压支柱支护段之间必须连续、无间隔，并应根据两巷采动压力影响程度及时加长、加密支护。

3.3 设备配套

143下05（东）综采工作面切眼内安装有206组液压支架，其中ZY6400／18.5／38型两柱掩护式液压支架200组，轨道巷端头安装2组ZFS7200／20／40型四柱支撑掩护式排头支架，运输巷端头安装4组ZYG6400／18.5／38型两柱掩护式排头支架。排头支架主要技术特征与中部支架基本相同，只是将中部支架的整体顶梁结构改造为带伸缩梁的分体顶梁结构，提高了支架对端头顶板的适应能力，以便及时支护端头顶板。工作面采煤机采用德国Eickhoff公司生产的SL750电牵引采煤机，最大采高4.2 m，最大牵引速度30.5 m／min，电压3300 V。运煤采用SGZ1000／1400型刮板输送机，刮板链速度1.33 m／s，中部槽规格为1500 mm×1000 mm×337 mm （长×内宽×高），输送量2000 t／h。

4 技术指标和经济效益

143下05（东）工作面通过采用两个相邻3＃下煤层工作面合并开采，与分工作面开采相比，减少了50%巷道掘进工程量，大大减少巷道支护成本，并能回收工作面巷道煤柱。以合面前工作面走向长度平均为790 m计算，合面后可以减少掘进巷道约1580 m，按照巷道掘进支护成本3000元／m计算，可节省掘进支护用品成本约47.4万元，同时可以多回收工作面煤柱约3万t，创造利润约900万元。

143下05（东）工作面合面开采的成功实施，可为下一步十四采区和四采区其他3＃下煤层工作面的合并生产创造条件并积累合面开采经验，3＃下煤层工作面的合面开采，对于减少巷道掘进工程量、集中组织生产，以及缓解矿井接续的紧张局面、保证矿井的稳产和高产，都具有十分重要的意义。

5 结语

143下05（东）工作面是东滩煤矿第一个工作面长度超过300 m的综采工作面，截至2012年6月底，该工作面已经成功推进约550 m，回收煤炭资源约90万t。3＃下煤层长距离工作面合并开采技术的成功实施，在一定程度上为矿井安全高效创造了条件，并为矿井的可持续发展奠定了基础。

［1］兖州煤业股份有限公司编 .兖州矿区厚煤层矿井巷道布置 ［M］.北京：煤炭工业出版社，2005

［2］杨德玉 .安全高效矿区建设 .［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2008

［3］翟德元，杨键军等 .特厚煤层分层开采技术研究［J］.中国煤炭，2008 （12）

［4］翟新献，卢廷奇等 .厚煤层分层综采技术在平煤一矿的应用 ［J］.中国煤炭，2002 （11）

［5］张勇 .上分层煤柱下的下分层综放开采技术实践与分析 ［J］.中国煤炭，2006（10）

Research and practice on coalfaces combining mining technology in close-distance lower seam

Wang Zhongcai，Deng Xiaolin，Bian Jingqiang
（1.Dongtan Coal Mine，Yanzhou Coal Mining Co.，Ltd.，Zoucheng，Shandong 273512，China；2.Yanzhou Coal Mining Co.，Ltd.，Zoucheng，Shandong 273500，China）

According to the actual situation of close-distance upper coal seam mining in Dongtan Mine，the layout of the lower seam mining face was optimized and designed，and the combining mining with No.143（lower）05（east）fully-mechanized mining face in No.14 mining area was practiced.By the combining mining，the tunneling engineering quantity is decreased，and the roadway support cost is reduced，and the time for succession of mining faces is shortened.

close-distance coal seam mining，combining mining in lower coal seam，layout of mining face

TD 823.81

A

王中财 （1983-），男，汉族，山东临沂人，毕业于安徽理工大学采矿工程专业，现任兖矿集团东滩煤矿矿井设计师，主要从事井巷工程施工设计工作。

（责任编辑 张毅玲）