薄煤层沿空回采的节能减排方案设计

王亚东

（河南永锦能源有限公司,河南　许昌　461670）

薄煤层沿空回采的节能减排方案设计

王亚东

（河南永锦能源有限公司,河南许昌461670）

摘要：《薄煤层沿空回采的节能减排方案设计》主要是采煤工作面沿着上个水平的工作面的运输机巷布置，统称“沿空留巷”，减少一条巷道的掘进，可以节省1000以上巷道的人力、物力的投入，降低了企业的成本。同时减少矸石的排放2000以上的矸石排放，节约了风能、电能和水的使用。增加了煤炭的开采量，煤炭的回采率可以达到97%以上，给企业的经营管理奠定良好的基础。

关键词：薄煤层沿空回采；节能减排；方案设计

1　吕沟煤矿的基本状况

永锦能源吕沟煤矿位于禹县煤田西南部三峰山～米托寺井田，三峰山矿区内。吕沟煤矿经过三次技术改造，生产能力逐次提升，2006年7月11日，公司整体划归永城煤电集团股份有限公司，成立永锦能源，矿井核定生产能力为45万吨/年。矿区主要可采煤层为六2煤层，煤层厚度稳定，一般厚度1.2m普遍见一层夹矸。

2　吕沟煤矿六2煤层的地质状况

“薄煤层沿空回采的节能减排方案设计”中的薄煤层主要指开采的六2煤层。该煤层情况稳定，厚度变化小，最小0.72m，最大1.45m，平均1.2m。采面内构造形态为走向东西，倾向南的单斜构造，煤层底板局部有起伏。采面内构造形态为走向东西，倾向南的单斜构造，煤层底板局部有起伏，预测采面内会有断层发育。六2903采煤工作面位于吕沟煤矿六2采区，根据上个水平采煤工作面的揭露情况分析，该采面范围内水文地质条件比较简单，向巷道充水的主要含水层为六2煤层顶板砂岩裂隙含水层，层位稳定，对六2煤层开采影响较小。

3　巷道布置

工作面采用走向长壁布置，其中采煤工作面回风巷为上个水平采面的下机巷（采面回风巷为沿空掘巷），采煤工作面下机巷为九西联络巷东段下机巷掘进，工作面切眼沿煤层底板掘进采面切眼。计算出采煤工作面平均走向长度和平均倾向长度为。

4　采煤工作面的支护设计

采煤工作面的支护经历了重大的技术改革，在顶板管理技术上，由传统的密集支柱、对柱、丛柱等切顶支柱，发展到无密集、切顶，在坚硬顶板工作面采用液压切顶墩柱，这些支护技术改革有利地促进了回采工作面单产的提高，安全情况也大有改观。单体液压支柱有外注式DZ和内注式NDZ，由于内注式操作时初撑力不稳定和不便于检修，因此，本矿采用外注式单体液压支柱。

支护选型及支护密度计算

工作面采用DW型外注式单体液压支柱与HDJA-1000型金属铰接梁配套使用，支护方式为齐梁直线柱正悬臂架设，支护形式为一梁一柱，柱子打在铰接梁上距煤壁侧梁头0.7米处，采煤后为四梁四柱（不包括密集支柱）。

控顶距及放顶步距：工作面正常地点最大控顶距4.2米，最小控顶距3.2米，机头机尾处最大控顶距7.2米，最小控顶距6.2米，具体规定正常地点“见四回一”，机头机尾地点：机头机尾垒砌矸石带时“见六回一”，若机头机尾无矸石充石带时，可打设木垛进行支护，此时为“见七回一”。放顶步距1米。采空区采用全部垮落法管理顶板。

5　采煤方法及工艺

采煤方法采用走向长壁采煤法。根据六2煤层地质条件及煤层特征，煤层为较薄煤层，且煤质比较硬，因此采用炮采采煤，一次采全高。正常回采期间，采高随煤层厚度确定，煤厚平均1.2m，工作面平均走向长度432m，倾斜长度平均166m左右。采面采用两台风煤钻同时打通排眼，两台钻相距不少于15m，炮眼布置采用“双排三花眼”布置方式，底眼的炮眼位置距底板。炮眼角度为：底眼的角度与水平方向向下15°左右的俯角，与煤壁55°左右的夹角。顶眼距顶板0.2m，眼深1m，眼距1.4m。

6　采面安全生产系统

（1）运输系统：因为输送能力m=400t/h，大于设计运输生产率A=312.243/2.4=130.1t/h（运煤所用的时间为2.4h），所以胶带宽度一定满足要求，选定胶带速度υ=2m/s。设计生产率是运输地点在单位时间内需要运出的货载质量，为了保证完成矿井运输任务，在选择设备运输时，应使设备生产率大于或等于设备生产率。根据A=191.05t/h，选用SGB-630/150C型刮板输送机，链条形式，双圆环链。

（2）排水系统：区内范围内自上而下可分为四个含水层（组），自下而上依次为：寒武-奥陶系灰岩岩溶承压含水层、太原组灰岩岩溶裂隙承压含水组、砂岩裂隙承压含水组、新生界松散盐类孔隙潜水含水层。其中砂岩裂隙承压含水组中的六2煤层顶板砂岩裂隙含水层（VI）位于下石盒子组中上部。在裂隙发育处，常造成六2煤层顶板淋水，但水量较小，持续时间短，对六2煤层开采有一定影响。

在采煤工作面机巷内做一个水窝，安装两台型号为BQS25-50/7.5的高扬程排沙水泵，将水排至九西大巷内，再经水沟自流至九号水仓，利用九号井底排水系统排至地面。排水管路布置在工作面机巷下帮，水泵选用即可满足采面排水需要。

（3）通风系统：根据采煤工作面巷道布置方式，利用合理的通风设施，新鲜风流由主副井经由阶段运输大巷进入采煤工作面机巷，到采煤工作面。乏风由工作面回风巷经由西风井，再到西区总回风，经西风井至地面。采煤工作面为U型通风，各掘进工作面均采用独立通风。采煤工作面机巷为进风巷，采煤工作面回风巷为回风巷。

7　煤质管理

为了提高煤质，加强煤质管理，各回采工作面在回采期间成立以班组为单位的煤质管理小组，由跟班队长任组长，班组长任副组长，煤质管理小组成员由本班组成员组成。

采面煤、矸必须分运分装，即要保证矸车里不带煤，煤车里不带矸，保证煤炭质量。全队职工见矸就拣，做到矸不出责任段，严格保证煤质，降低含矸率。各转载点洒水要适量，溜子与皮带运转和喷雾装置开关要同步，避免煤质含水量过高或过低。各转载点喷雾、采煤机内外喷雾、减速机、电机冷却水等用水设备和地点必须做到先开水后开机，停机后及时停水，并根据出煤量控制好喷雾大小。各设备转载点、巷道口、轨道顺槽和胶带顺槽内每200m各设置一个垃圾桶，吃剩的班中餐、塑料袋、火腿肠皮等杂物要全部收集装入垃圾桶，严禁其混入煤流，垃圾桶满后及时清理。

作者简介：王亚东（1983—），男，河南禹州人，本科，研究方向：企业管理。