近距离煤层共巷开采技术研究

赵大勇，张磊鑫，张苍

（山东能源新矿集团内蒙古能源有限责任公司，内蒙古鄂托克前旗 016200）

近距离煤层共巷开采技术研究

赵大勇，张磊鑫，张苍

（山东能源新矿集团内蒙古能源有限责任公司，内蒙古鄂托克前旗 016200）

通过对长城煤矿9号煤上、下分层即近距离煤层共巷开采技术的深入研究，克服制约生产环节的诸多因素，掌握了近距离煤层共巷开采的施工工艺，达到了提高煤炭回收率、降低采掘比例，缓解矿井接续紧张的目的，解决了共巷薄煤层自带回风巷通风技术难题。

近距离煤层；共巷开采；自带回风巷

随着矿井开采力度的不断加大，厚及中厚煤层的储量日趋减少，薄煤层将成为主采煤层。延长矿井服务年限、提高资源回收率，在综采装备国产化的条件下实现薄煤层的高效开采，是目前迫切需要解决的问题。

1 矿井及工作面概况

长城煤矿地面标高最高1 247 m，东高西低。井田面积11.92 km2，可采储量21 363万t。可采煤层编号为1、3、5、9层，矿井设计能力0.6 Mt/a，分为+920和+650两个生产水平，采用斜井、石门开拓，走向长壁后退式采煤法开采。

长城煤矿1902S（9号煤）上分层工作面位于+920水平第一区段南翼，工作面南北走向长320 m，东西倾斜宽度为111 m,面积为36 960 m2，平均埋深为258m。本工作面设计开采煤层为9号煤上分层，通过地质资料分析9号煤上分层结构简单，煤厚平均1.26m，视密度1.5 t/m3，煤层倾角24°。长城煤矿1902S为上、下分层结构,因九号煤上分层为薄煤层，为确保满足运输要求，起始掘进回风巷时破底量较大，掘进期间无法使用综掘机械，进度缓慢。结合1902S上、下分层开采接续间隔期较长的实际，设计将回风巷布置在9号煤下分层，使9号煤上、下分层共用一条回风巷。

2 共巷开采方案

将1902S上分层回风巷布置在9号煤下分层，自带回风巷与9号煤下分层共用一条回风巷，并使用综掘机掘进，以解决煤层厚度小、掘进巷道破底厚度大、施工速度慢的问题。为保证1902S下分层巷道正常供风以及上分层采空区及时密闭，上分层推采期间在采面上部进行后维护自带回风巷，以满足上分层采面通风要求[1]。1902S上分层工作面正常推采期间，与下分层回风巷之间留设保护煤柱。

在下分层回风巷内每隔40 m掘设联络巷，与上分层工作面自带回风巷贯通，形成回风系统，同时严格执行随贯通随密封原联络巷、随贯通随回撤后维护段后密封该自带回风巷段。加强共用回风巷巷道段的支护强度，确保上分层工作面正常推采完毕后，共用巷道支护完好、断面符合设计要求（满足9层煤下分层开采使用）。

3 工作面开采方案设计

1）三机配套。1902S上分层采用MG2×160/ 710-AWD型双滚筒采煤机落煤、装煤，采煤机截深0.6m，工作面循环进度0.6m。采用SGZ730/400型刮板运输机运煤，ZY6800/09/20型掩护式液压支架支护顶板。

2）采煤方法。采用单一走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。

3）采煤工艺。工作面采煤工艺为综合机械化采煤，采用MG2×160/710-AWD型双滚筒采煤机落煤、装煤，采煤机截深0.6 m，工作面循环进度0.6 m。采用SGZ730/400型刮板运输机运煤，ZY6800/ 09/20型掩护式液压支架支护顶板。施工顺序为：割煤→移架→移运输机。

4）割煤方式。割煤方式为双向割煤，往返一次进两刀。采煤机正常割煤时前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，割煤的同时完成装煤。

5）移溜方式。工作面采用跟机移溜的方式，移溜步距0.6m，弯曲段长度不小于15m。移溜距离采煤机后滚筒不小于15m。移溜顺序为自下而上或自上而下，不得由两头向中间推移。

6）采煤机进刀方式。采煤机的进刀方式为上下端头自开缺口，斜切进刀，进刀段长度不小于23 m，进刀深度0.6m。

7）工作面自带回风巷方案。a.工作面安装期间，支架比溜槽少安设一架，生产过程中，随工作面推进，在溜尾进行支设单体支柱配铰接顶梁后维护，即自带回风巷。b.后维护段采用三排单体支柱配铰接顶梁支护，柱距1.2 m，排距0.6 m，支柱穿鞋，拴全防倒绳。后维护段长度20m，宽度2 m。在靠近采空区的第三排支柱挂设挡矸网，防止采空区窜矸。离面运输机最近的支柱距离运输机不大于0.6 m，顶板预挂顶梁一节，在移运输机之后，及时将回撤的单体支柱支设在预挂的顶梁下方，依次循环施工，保证后维护段顶板支护可靠。c.每隔40m，在回风巷6m煤柱内掘设贯眼，贯眼规格高2m、宽2 m。贯眼顶板打两排锚杆支护，锚杆间距2 m，排距1m。d.新贯眼贯通后，开始对后维护段支柱进行回撤，将回撤的支柱交替向前支设，回撤后维护支柱采用由里向外、由下往上逐棵回撤的方法。e.为保证上巷支护可靠，在后维护自带回风巷的同时沿共用回风巷下帮自切顶排开始，支设一排单体支柱配铰接顶梁，柱距1.2m，距下帮0.5m，支回柱方法与后维护支柱一样，交替向前支设。

4 共巷开采技术研究成果

1902 S上分层工作面自2011年4月份试生产至6月20号安全开采结束，共进行后维护即自带回风巷260m，成功实现了与9号煤下分层共用回风巷，达到了预期目标。通过对1902S面上、下分层共巷开采技术的研究，较好地解决了薄煤层快速送巷问题、薄煤层自带回风巷支护问题以及共巷开采带来的通风问题[2-4]，实现了极近距离煤层共巷开采的安全生产和高产高效，取得了以下研究成果：

1）薄煤层共巷开采贯眼间距以40m～60m为最佳距离，间距过短，贯眼个数增多，工程量加大；间距过长，工作面老塘压力较大，后维护即自带回风巷支护困难。

2）薄煤层共巷开采留设保护煤柱以4 m～6 m为宜，煤柱过窄，煤柱支撑力不足，容易破碎；煤柱过宽，不仅会浪费煤炭资源，而且造成后维护段顶板压力大，支护困难。

3）通过对共用巷道进行矿压观测，确定共用巷道需超前工作面30 m加强支护，以防止顶板下沉，两帮煤柱破损。

4）通过对共用巷道进行矿压观测，保护煤柱需打按帮部锚杆加强支护。

5）薄煤层综采工作面可以实施沿空留巷，用以减少对准备工作面掘进巷道的投入，同时缓解工作面的接续紧张问题。

5 效益显著

1）提高煤炭回收率，降低了万吨掘进率。9号煤上、下分层共用一条回风巷，减少了一条巷道，从而减少了一条采区保护煤柱，提高了矿井煤炭回收率，降低了万吨掘进率，降低了矿井采掘成本。

2）缓解了矿井采掘接续紧张问题。因9号煤上、下分层共用一条回风巷，减少了一条掘进巷道，因而使1902S上分层工作面比预期早投产一个月，极大的缓解了矿井采掘接续紧张问题。

3）实现了薄煤层快速送巷技术。9号煤上、下分层共用巷道布置在9号煤下分层，因下分层煤层较厚，可实现综合机械化掘进，与将巷道布置在上分层相比，施工速度是其三倍，实现了薄煤层的快速送巷技术。

4）减少了开采下分层时过老巷安全隐患。共巷布置有效地避免了单独开采上分层布置巷道时破坏夹矸和下分层现象，减少了下分层开采时过上分层老巷以及掘进时受两次动压影响的安全隐患。

6 结束语

通过对长城煤矿9号煤上、下分层共巷开采技术较为详细的研究，减少了一条长度为460m的回采准备巷道，缓解了该矿井采掘接续紧张问题，较好地解决了薄煤层快速送巷问题、薄煤层自带回风巷支护问题以及共巷开采带来的通风等的问题，实现了极近距离煤层共巷开采的安全生产和高产高效。

[1]石永奎,莫技.深井近距离煤层上行开采巷道应力数值分析[J].采矿与安全工程学报,2007,24(4):473-476.

[2]钟耀华,谢文兵,谢小平，等.薄煤层保护层无煤柱煤与瓦斯共采技术研究[J].煤炭工程,2014,46(2):9-11,14.

[3]孙家伟,杨胜强,武帅，等.近距离保护层采场瓦斯抽采技术[J].中州煤炭,2012(1):85-86,96.

[4]薛俊华.近距离高瓦斯煤层群大采高首采层煤与瓦斯共采[J].煤炭学报,2012,37(10):1682-1687.

（编辑：樊敏）

Co-roadway M ining in Close-distance Coal Seam

ZHAO Dayong,ZHANG Leixin,ZHANG Cang
(Inner Mongolia Energy Co.,Ltd.,Shandong Energy Xinwen Mining Group Co.,Ltd., Otog Front Banner 016200,China)

By further study and overcomingmany constraints on co-roadwaymining of upper and lower seams or close-distance coalseam in No.9 seam in Changcheng Mine,we learned the technique of close-distance co-roadwaymining,improved the coal recovery rate,reduced themining and driving rate, relieved the continuous tension,and solved the technical problems of ventilation in the integral return airway of the thin coalseams.

close-distance coalseam;co-roadwaymining;integral return airway

TD 823

A

1672-5050（2016）06-028-03 DO I:10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.12.008

2015-11-12

赵大勇（1961-），男，山东临沂人，大学本科，高级工程师，从事煤矿生产技术和安全管理工作。