云岗矿回采率提高实践

张丹丹

(同煤集团云岗矿)

中国既是煤炭生产大国，又是煤炭消耗大国，煤炭不同于风能和太阳能，是一种不可再生资源。同煤集团云岗矿于1966年建井设计，1973年投入生产，至今已生产44 a，目前云岗矿的煤炭资源已处于枯竭状态，因此，合理地开发、利用煤炭资源成为重中之重。要解决煤炭资源的有限性和煤炭产业的持续发展这一矛盾，行之有效的办法之一就是提高煤炭资源的回采率[1]。

1 矿山概况

云岗井田位于山西省大同市西部，井田面积为58.306 8 km2，生产规模为270万t/a，煤质类型为弱黏煤，水文地质类型为中等。井田内含煤地层为侏罗系大同组和石炭系太原组，太原组地层煤层不发育，多为炭质泥岩和薄煤层或煤线，无经济价值，目前主要开采侏罗系煤层，井田内共含19层煤。煤层总厚20.97 m，含煤系数为10.97%。其中可采煤层及局部可采煤层为13层，总厚19.31 m。截至2016年底，经储量核实，除去永久保护煤柱、小窑破坏、蹬空、边角、难采等煤炭资源储量，剩余可供开采储量为4 999.0万t，实际可采储量只有2 926.7万t，按减产后的计划产量，云岗矿的服务年限不到10 a。

云岗井田地质构造类型为简单，井田内含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大，断裂构造及褶曲较为发育，目前共有钻孔及生产揭露控制断层173条，断距大于5 m的断层有30条，断距1～5 m断层有143条，较大的褶曲及穹隆构造有9个，轴向多为NE及NW向，陷落柱亦较多，生产揭露大小陷落柱40个，形状为椭圆、圆形及不规则形，陷落高度大小不等，有的陷到地表，有的只陷到7#煤层底板下，陷落柱周围多发育小型环状断裂，主要分布于井田中部307，303，301，402，406，410盘区，轴向正北和北东，井田内未发现岩浆岩活动。

2 开采方法

2.1 过小窑巷道采煤

云岗矿井周围的小煤窑比较多，井田范围内发现39座小窑，有些小窑偷采乱采，影响工作面正常布置严重破坏矿井的煤炭资源，造成大面积的煤炭储量损失，降低煤炭资源的回采率[2]。

云岗矿11-1#层311盘区81123工作面开采至123 m处，在工作面56#～70#支架处底板下方揭露2条小窑巷道平行布置在311盘区11-2#层煤层中，2条巷道内帮沿工作面煤壁方向间距为14 m，巷道高2 m，宽4 m，走向与工作面煤壁垂直方向夹角为5°。81123工作面与下伏小窑巷道层间关系见图1。

图1 81123工作面与下伏小窑巷道层间关系

小窑巷道顶板与本工作面底板间距较薄，在采煤机滚筒割煤至小窑巷道正上方时，放慢采煤机割煤速度，将小窑巷道与本工作面完全割通，在该段来回反复牵引采煤机割煤，让煤流灌入小窑巷道内，直到机道段下方小窑巷道完全充填满煤、矸石后，煤机再继续向前割煤。然后，将该段支架拉前、升起，在升架过程中，松紧适宜，避免支架陷下。

工作面推进到小窑巷道联络巷与小窑巷道交叉段时，采煤机与小窑巷道割通的面积较大，在其内充填煤、矸石至1.5 m高左右后，将采煤机挪离该段，并将运输机闭锁，然后，在该段顺着工作面倾向方向铺设一排18K铁道，铁道长度与充填区域顺着工作面方向的长度相符，相邻2根铁道间搭接长度不小于1.5 m；铺完铁道后，继续用采煤机充填，直至充满煤、矸石等为止。割一刀煤铺设一排铁道，如此循环往复顺利推过了整条小窑联络巷，从而有效地提高矿井回采率。

2.2 工作面复采

在开采过程中，遇到复杂的地形及地质构造，使得被迫停采或工作面跳面，从而带来煤量损失，难以连续开采，因此，应采用合理的煤矿开采方式，运用适当的开采技术及措施，加强工作面管理，尽可能实现工作面连续开采[3]。

云岗矿12#层410盘区81011工作面东北侧赋存一走向近南北、倾角65°、落差2.0～5.5 m的大断层，受此断层的影响无法正常布置工作面，造成11.8万t资源储量损失。为了减少煤炭损失，在81011工作面东侧布置一走向长600 m、倾斜长60 m 的小工作面81021，并对已报损部分区域进行复采。81021工作面布置示意见图2。

图2 81021工作面布置示意

81021工作面采用走向长壁、采空区顶板全部垮落、沿顶留底煤开采方法。在工作面中部斜切进刀，回采割煤时进刀长度为30 m,往返一次割煤一刀并装煤，工作面运输机运煤，随割煤顺序依次移架，移架滞后割煤6～9 m，返空刀清浮煤，滞后煤机后滚筒9～15 m推移采面输送机,如此循环往复，顺利复采81021工作面，有效提高了矿井回采率。

2.3 近距离煤层开采

大同侏罗纪煤层往往存在可采煤层间距过近的情况，并且存在频繁分叉、合并等结构，在实施采煤作业时，开采其中一层，就很难回采另一层，造成回采率降低。

云岗矿11-2#层311盘区81121工作面平均煤厚2.74 m，面长73.5 m，走向长830.16 m，可采走向长805 m，与上覆11-1#层平均间距只有1.2 m，为近距离煤层开采，见图3。

图3 81121工作面与上覆11-1#层间距等值线(单位：m)

81121工作面采用倾斜长壁后退式、采空区顶板全部垮落、见顶见底一次采全高的开采方法。首先采用割三角煤端头斜切方式，采煤机割通端头后，工作面支架只剩煤机所占位置未拉过，运输机剩下煤机所占位置以及距采煤机后滚筒15m范围内未移过；这时采煤机反向牵引经弯曲段开始进刀直至两滚筒全部进入下一刀；支架工将支架全部拉过，运输机推直；采煤机再向端头牵引割三角煤直至端头，然后反向牵引割下一刀煤；支架工、移溜工继续执行正常的割煤工艺，再利用采煤机双

向割煤往返一次进两刀割煤。采用此方法顺利开采81121工作面。

3 应用效果

通过运用先进的技术手段、合理的技术措施开采云岗矿难采工作面，最终11-1#层311盘区81123工作面采出煤炭资源16.8万t；12#层410盘区81021工作面采出煤炭资源24.6万t；11-2#层311盘区81121工作面采出煤炭资源21.9万t，共采出煤炭资源63.3万t。以上工作面的顺利开采，有效提高了矿井回采率，延长了矿井服务年限。

4 结 语

影响煤炭资源回采率的因素很多，有客观存在的，也有人为造成的，根据矿山开采条件采取相应的开采技术及对策，尽可能减少煤量损失及资源浪费，把难采资源转化为可采，不仅可以缓解生产衔接的紧张，还提高了煤炭资源回采率，延长了矿井的服务年限，社会效益和经济效益显著。

[1] 张晓新.提高煤炭回采率的方法[J].煤炭技术,2010，29(2)：73-75.

[2] 高 哲.我国生产煤矿回采率管理存在的问题及对策[J].山西煤炭，2015(4)：90-92.

[3] 徐永圻.煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版，1999.