塔山矿特厚煤层综放开采的实践及展望

为 大 同煤 矿 集 团有 限责 任 公 司 总 经理 。
砂 岩顶板 ，分层 厚度在 ８ １ ｍ左 右 。底板 为 高岭 ～ ｌ
第 ９期
张有 喜 ：塔 山 矿特 厚煤 层综 放 开 采 的 实践 及展 望
７ ３
质泥 岩 、碎屑 高岭岩 和 粉 砂 岩 。瓦斯 涌 出量 较 大 ， 瓦 斯 具 有 爆 炸 危 险 性 ，煤 层 自燃 发 火 期 短 。
ｔ ｃ ｅ ｍ ｓ ａ ｉ ． ｈｉｋ ｓ ａ ｏｆＴａ ｈ ｎ ｍ ｎｅ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｕ ｔａ ｔ ｃ ｅ ｍ ；ｆ ｌ ｅ ｈａ ｚ ｄ ｔ ｐ ｃ ｌｃ ｖｉｇ ｍ ｉ ｎ ｙｗｏ ｄ ： ｌｒ ｈｉｋ ｓ ａ ｕｌｙ ｍ ｃ ｎｉｅ ｏ ｏａ ａ ｎ ｎｉｇ；ｓ ｔ ｂ ｏｋｅ ｏｆ ｒ ｎ
展望 。
关 键 词 ： 厚煤 层 ；综放 开采 ；松 软 破碎 特 中图 分 类 号 ：Ｔ ３ １ Ｄ １ 文献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ： ０ ４ ０ １ （ ０ １ ９ Ｏ ７ 一Ｏ １ ０ —４ ５ ２ １ ）Ｏ 一 Ｏ ２ ４
Ｐｒ ｔ ｃ ａｃ ｉ ｅ ａｎｄ ｐｒ ｓ ｃ ｆ ｆ ｌ ｅ ｈａ ｚ ｄ ｔ ｐ ｏａ ａ ｉ ｉ ｎｇ ｏ ｐｅ ｔ ｏ ｕｌｙ ｍ ｃ ｎｉ ｅ ｏ ｃ ｌ ｃ ｖ ｎｇ ｍ ｎｉ
仅 限于煤 层 厚度 小 于 ｌ ｒ。对 于 煤 厚 为 １ ～ ２ ｍ Ｏ ｅ ５ ５
的特 厚 煤 层 的 综 放 开 采 ， 目 前 我 国 还 处 于 探 索 阶 段 。 对 该 类 条 件 下 综 放 开 采 的 岩 层 运 移 规 律 、 矿
压显 现特 征 及 支 架 选 型 均处 于 研 究 阶段 。大 同 矿
进 一 回 ，并 在 煤 层 顶 板 中 布 置 ｌ条 瓦 斯 高 抽 巷 。
工 作 面 长 度 为 ２ ０ ５ｍ 或 ２ ７１ ， 机 采 高 度 为 ３ ５ ３ ． ０ Ｉ Ｔ ． Ｉ ，顶 煤 厚 度 为 ７ ５ ２ ． ，采 煤 工 艺 为 头 尾 端 Ｔ Ｉ ． ～ ２ ７ｍ 头 斜 切 进 刀 ，双 向 割 煤 ，循 环 进 度 ０ ８ ，采 放 工 ．ｍ
第２ Ｏ卷 第 ９期
２ １ ０ １年 ９月
中 国 矿 业
ＣＨ Ｉ ＮＡ ． Ｏ １２ ，Ｎｏ ９ ．
Ｓｅ ． ｐ ２ １ ０１
潮翻瓣
塔 山矿 特 厚 煤 层 综 放 开 采 的 实践 及 展 望
张有喜
（ 同煤 矿 集 团有 限 责任 公 司 ，山 西 大 同 ０ ７ ０ ） 大 ３ ０ ３
位 放 顶 煤 液 压 支 架 ，８ ０ 、 ８ ０ 、 ８ ０ １ ３ １ ４ ２ ６工 作 面 使
由于采 用 了 高 主 动 性 、高 强 度 、高 刚 度 的联
合 支 护 技 术 ，实 现 了 巷 道 掘 进 的 快 速 、 优 质 、 安
用 Ｚ １ ０ ０ ２ ／ ８ 架 ，５ 工作 面使 用 的其 他 机 Ｆ ３０／ ５３ 支 个 电设 备基本 相 同 。
２ ２ 工作 面端 面破碎 顶煤 的控制 技术 ． 现 场生 产 实 践 表 明 ，特 厚 煤 层 综 放 开 采 条 件
下 ， 当 煤 层 为 软 及 中 硬 时 ， 工 作 面 端 面 顶 煤 的 稳
定 性 的 良好 控 制 ， 对 于 支 架 能 够 良好 接 顶 ， 充 分
塔 山矿 特 厚 煤 层 采 用 综 放 采 煤 工 艺 ，综 放 工
区石 炭 系 特 厚 煤 层 的 综 放 开 采 ， 已 在 塔 山 矿 的 ５个 工作 面进行 了有益 的尝试 。 １ 塔 山矿 特 厚 煤 层 的 地 质 及 开 采 技 术 条 件
由上 至 下 节 理 、硬 度 不 同 ，上 部 煤 层 结 构 疏 松 ，
节 理 非 常 发 育 、 质 软 易 碎 ，普 遍 含 ３ ９层 夹 矸 。 ～
定 ，厚 度变化 大 ，厚 度 在 １ ～ ２ ｍ 之 间 ，平 均 厚 ３ ６ 度为 １ 左 右 ，是 极 复 杂 结 构 煤 层 ，煤 层 倾 角 ８ｍ ２－ ５ ，平 均 ３ 。由于煌斑 岩 的侵入 破 坏 ，上 部煤 。 。 。
层 受 热 变 质 或 硅 化 ， 煤 层 结 构 趋 于 复 杂 化 ，煤 层
ｉ ａ ｔｃ ｈ ｎｇ ｐｒ ｃ ｉｅ ｓ ｏｗｓｔ ｔａ ｐｔｎｇ ｆ ｌｙ ｍ ｅ ｈａ ｚ ｄ ｔ ｏ ｌｃ ｖｎｇ ｔ ｃ ｎｏｏｇ ｓｓ ｃ ｅ ｓ ｕ ｎ ｕ ｔａ ｔ ｉｋ ｓ ａ ｈａ ｄｏ ｉ ｕ ｌ ｃ ｎｉｅ ｏｐｃ ａ ａ ｉ ｅ ｈ ｌ ｙ ｉ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌｉ ｌｒ ｈ ｃ ｅ ｍ
２ 综 放 开 采 的 实 践 ２ １ 松 软 破 碎 大 断 面 煤 层 巷 道 支 护 技 术 ．
全 、高效 ，总结 出 了一 套 松 软 破 碎 煤 层 中大 断 面
巷 道 的 掘 进 支 护 经 验 ，使 大 同 矿 区 的 软 岩 巷 道 支 护技术 水平 上 了一个 台阶 。
ｃ ａ ，ｐ ｅ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｇ ｖ ｒ ａ ｃ ｎ ｓ ｐ ｏ ｔｃ ｕ ｈ ｄ ｉ ｏ ｌ ｎ ｎ ａ ｅ， ａ ｄ ｓ ｐ ｏ ｔｓ ｉａ ｉ ｔ ｔ ． Ｍｉ — ｏ ｌ ｒ ｖ ｎ ｉ ｎ ｏ ｅ ｎ ｎ ｅｏ ｕ ｐ ｒ ｒ ｓ ｅ ｎ ｃ ａ ｍｉ ｉ ｇ ｆ ｃ ｏ ｎ ｕ ｐ ｒ ｕ ｔ ｂｌ ｙ ｅｃ ｉ ｎ
支 护性 。⑥ 锚 杆 托 盘 与 螺 母 之 间 使 用 减 磨 垫 圈 ，
艺为 一 刀 一 放 多 轮 顺 序 放 煤 ，头 尾 过 渡 支 架 不
放煤 。
不 使用 金 属 垫 圈 。⑦ 使 用 了 顶 板 离 层 在 线 监 测 报
警 系统 。
８ ０ 、８ ０ １ ２ ２ ２两 工 作 面 使 用 Ｚ １ ０ ０ ２ ／ ８低 Ｆ Ｏ ０／ ５３
夹 矸的岩性 主 要 以 高 岭 岩 、高 岭 质 泥 岩 、炭 质 泥 岩及 泥岩 为 主 ，局 部 为 粉 砂 岩 或 细砂 岩 。下 部 煤 层节 理较发 育 ，煤 层 坚 固性 系数 ｆ ． ～ ３ ７ 一２ ７ ． 。开
采 区域 顶 板 岩 性 变 化 大 ， 主 要 是 高 岭 质 泥 岩 、粉
１ １ 地 质 条 件 ． 塔 山矿现 开采石 炭二叠 系太原组 ３ ５ ～ 特 厚 煤
收 稿 日期 ：２ １ —０ —１ ０１ ４ ７ 基 金 项 目： 国 家 十 一 五 重 点 科 技 支 撑 项 目 （编 号 ：
２ ０ Ｂ Ｂ３ Ｂ ） ０ ８ Ａ ６ ０１
砂岩 、炭 质 泥 岩 、细 砂 岩 、煌 斑 岩 、煤 线 、砂 质 泥岩等 组成 的互 层 ，分 层 厚 度 小 ，为 典 型 的 复 合
ｏ ｓ ａ ｎ ．Ｄｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｉ ｈ ｕ ｕ ｅｉ ｐ ｏ ｐ ｃ ｅ ｎ ｆ ｌｙｍｅ ｈ ｎ ｚ ｄ ｔ ｐ ｃ ａ ａ ｉ ｇ ｍｉ ｉｇ ｉ ｌ ａ ｆＴａ ｈ ｎ ｍｉ ｅ ｖ ｌ ｐ ｎ ｎ ｔ ｅｆ ｔ ｒ ｒ ｓ ｅ ｔｄ ｏ ｕ ｌ ｃ ａ ｉｅ ｏ ｏ ｌ ｖｎ ｎ ｎ ｕ ｔ ｓ ｃ ｎ ｒ
ｂ ｅ ｏ ｌｔ ｄ ｉ ｏ ｌ ｉｉ ｇ ｆ ｃ ｓ ｔ ｒ ｕ ｈ ｃ ｎ ｔ ｎ ｌ ｘ ｌ ｒ ｎ ｔ ｅ ｐ ａ ｔ ｅ，ａ ｆ ｗ ｉ ｒ ｂ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ５ ｃ ａ ｍ ｎｎ ａ ｅ ， ｈ ｏ ｇ ｏ ｓ ａ ｔｙ ｅ ｐ ｏ ｅｉ ｈ ｒ ｃ ｉ ｎ ｃ ｅ ｂ ｇ ｐ ｏ ｌｍｓｗｅ ｅ
ｉ ｌｒ ｈｉｋ ｓ ａ ｏ ｓ ｎ ｍ ｉ ｅ ｎ ｕ ｔａ ｔ ｃ ｅ ｍ ｆＴａ ｈａ ｎ
ＺＨ ＡＮ Ｇ Ｏ — ｉ Ｙ Ｕ ｘ
（ ｔ ｎ ａ ｉ ｅ Ｇｒ ｕ ｒ ｏ ａ ｉｎ Ｌ ｄ Ｄａ ｏ ｇ Ｃｏ ｌ ｎ ｏ ｐ Ｃｏ ｐ ｒ ｔ ｔ ．，Ｄａｏ ｇ ０ ７ ０ ，Ｃｈ ｎ ） Ｍ ｏ ｔｎ ３ ０ ３ ｉ ａ
一
托板
（ 置 钢 筋 ） 长 度 ５０ 内 ， ０ ｍｍ ； 外 侧 帮 采 用
４ ２ ２ ０ ｍｍ 左 旋 无 纵 筋 高 强 锚 杆 ， 配 合 ５ ０ ２ ～ ００ ０ ｍｍ 长 １ 槽 钢 ，巷 帮 采 用 塑 料 网 护 帮 。⑤ 施 工 时 ，使 ６
用 机 械 紧 固 机 具 给 锚 杆 螺 母 施 加 ４ ０ ・ｍ 的 预 紧 ０Ｎ 扭 矩 ，主 动 支 护 系 数 达 到 了 ０ ５ ， 实 现 了 高 主 动 ．５
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｍ ｉ ｎｇ ｐｒ ｃ ｉｅ ｏ ｕ ｌ ｅ ｈａ ｉｅ ｏ ｏ ｌｃ ｖｎｇ ｉ ｔ ａ ｔ ｃ ｅ ｍ ｓ ｎ ｍ ｉ ｅ ｈ ｓ ｎｉ ａ ｔｃ ｆ ｆ ｌｙ ｍ ｃ ｎｚ ｄ ｔ ｐ ｃ ａ ａ ｉ ｎ ｕｌｒ ｈｉｋ ｓ ａ ｏｆＴａ ｈａ ｎ ａ
作 面 两 顺 槽 巷 道 的 支 护 出 现 以 下 新 困 难 ： ① 综 放 工 作 面 要 求 回 采 巷 道 沿 煤 层 底 板 掘 进 ，巷 道 顶 板 是煤 层 。在 同 样 采 高 的 条 件 下 ，煤 层 厚 度 越 大 ，
综 放开 采 技 术 因其 高产 高 效 、低 能 耗 、经 济
效 益显 著 ，已成 为我 国厚 煤 层 开 采 的 主要 技 术 途
径 。但 对 于 厚 煤 层 综 放 开 采 的 研 究 与 实 践 ， 一 般
层 ，煤 层埋深 ４ ０ ２ ｍ，与上覆侏 罗纪煤层 间距 ０ ￣５ ０
为 ３ ４ ０ ｍ。３ 煤层 为 合并 层 ，煤层 赋存 稳 ７ ￣４ ０ ～５
１ ２ 开 采 技 术 条 件 ．
３０ ０ ｍｍｘ ｌ ｍｍ 平 托 板 。 ③ 在 煤 层 条 件 变 差 时 ，锚 Ｏ 杆 排 距 调 整 为 ７０ ０ ｍｍ。 ④ 内 侧 帮 采 用 １ ８～ １ ０ ｍｍ 圆钢 锚 杆 ，树 脂 端 部 锚 固 ， 托 盘 为 混 凝 土 ８０
已开 采 的 ８ ０ 、 ８ ０ 、 ８ ０ 、 ８ ０ 、 ８ ０ １ ２ １ ３ １ ４ ２ ２ ２ ６等 ５个 工 作 面 ，开 采 条 件 大 致 相 同 ， 工 作 面 两 巷 布 置
顶 板 ， 顶 板 岩 石 抗 压 强 度 一 般 为 ２ Ｍ Ｐ ６ ＭＰ 。 ９ ａ ７ ａ 但 距 煤 层 上 部 １ ～ ２ ｎ ５ ０ｒ ，局 部 发 育 有 较 厚 层 的 粉
作 者 简介 ：张 有 喜 （ ９ ８ １ ５ 一） ，男 ， 山 西 忻 州 人 ，高 级 工 程 师 ，现
ｓ ｌ ｅ ｓｃ ｌ ， ｓ ｈ ａ ａ ｇｅ ｓ ｃ ｉ ｏ ｔ ｒ ｏ ｖ ｄ ｂａ ｉａｌｙ ｕｃ ｓ ｌ ｒ ｅ ｔｏｎ ｓ ｆ ｂ ｏｋｅ ｃ ｌ ａ ｅ ｙ ｓ ｐ ｔ ｃ ｔｏｌｏｆｅ ｄ ａｃ ｂ ｏｋｅ ｏ ｎ ｏａ ｇ ｔ ｗａ ｕｐ ｏｒ ， ｏｎ ｒ ｎ ｆ ｅ ｒ ｎ ｔｐ
摘 要 ： 山 矿 特厚 煤 层 综 放 开 采 实践 已完 成 ５个 工 作 面 ，通 过 在 实 践 中不 断摸 索 ，基 本 解 决 了 松 塔
软 破 碎 大 断 面煤 层 巷 道 支 护 、端 面破 碎 顶 煤 控制 、工 作 面 压架 防治 、支 架 适 应 性 等 几 大 难 题 。 开 采 实 践 表 明 ，塔 山矿 在 特 厚 煤 层 采 用 综 放 开 采 技 术 是 成 功 的 。对 塔 山 矿 特 厚 煤 层 综 放 开 采 的 未 来 发 展 进 行 了