11-连续采煤机在小窑短壁复采中的应用-2016年第6期
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plication situation were introduced，which include layout method of short-wall roadway，high efficient equipment，tunneling and min-
a ing industrial art，ventilation pattern，roadway supporting and roof control and so on. The practical showed that the technology ap期 c peared the following preponderance，roadway layout flexibility，equipment safety and high efficient and better for roof control，so the a difficulty mining problems that induced by disorder layout of residual coal pillar layout of small coal mine，then the coal resource was炭 ted was decreased of Zhaowu coal mine，the recovery ratio was improved obviously，the problems of sustainable development was imin peded and mine life was shorted obviously were solved，it referencing for similar situation. 煤 h Key words： continuous coal cutter，resource integration，broken zone of small coal mine，shuttle car，forced roof caving
［DOI］ 10. 13532 / j. cnki. cn11－3677 / td. 2016. 06. 011
［基金项目］ 山西省青年科技研究基金项目： “旺采” 条件下地表沉陷规律和预测方法研究 （ 2012021022－2）
［作者简介］ 马进功 （ 1986－） ，男，山西汾阳人，助理研究员，硕士，主要从事煤矿边角煤连续采煤机短壁开采方法及矿山压力控制等方
［关键词］ 连续采煤机； 资源整合； 小窑破坏区； 梭车； 强制放顶 ［中图分类号］ TD823. 94 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1006-6225 （ 2016） 06-0038-04
Application of Short-wall Ｒepeated Mining of Small Coal Mine with Continuous Coal Cutter
国内对小窑破坏区的安全开采方法仍处于不断摸索 板安全管理等进行完整的研究与应用，为其他矿井
和发展阶段，越来越多的矿井开始尝试不同方法进 行小窑复采， 例 如 周 保 精、 徐 金 海 等［4］ 提 出 采 用
分层注浆充填法进行特厚煤层小窑开采，金声尧、 华心祝［5］等 提 出 采 用 巷 采 进 行 复 采 等， 均 在 试 验
成大量优质资源的浪费，也使矿井面临服务年限急 段，对此笔者提出了全新的连续采煤机小窑短壁工 剧缩短、可 持 续 发 展 受 阻 等 生 存 问 题［3］，因 此， 艺对连采首个工作面，即 206 工作面进行回采，并
开展小窑区的安全复采技术研究意义重大。目前， 对掘采工艺、设备配套、运支工艺、通风方式、顶
最大 5. 0m，相邻采硐间留设煤柱 0. 8m，相邻支巷
t 间留设 2m 宽煤柱，各支巷口留设 6m 护巷煤柱。 网 e 以首采支巷为例，回采工艺如下： 给料破碎机在距 刊 j.n 离三支巷口 3m 处，满足一、二和三支巷的回采任
第 21 卷 第 6 期 （ 总第 133 期） 2016 年 12 月
煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY
Vol. 21No. 6 （ Series No. 133） December 2016
连续采煤机在小窑短壁复采中的应用
马进功1，2 ，周茂普1，2 ，高云峰1，2 ，石 亮1，2
39
总第 133 期
煤矿开采
2016 年第 6 期
表 1 206 工作面短壁设备配套选型
设备名称
规格型号
数量 备注
连续采煤机
EML340
1
梭车
SC15 /182F
1 分体式
履带行走式液压支架 XZ7000 /25. 5 /50
2
行走式破碎转载机
LY2000 － 1
1 连运一号车
防爆柴油铲运车
WJ－ 4FB
2. 3 回采工艺 工作面在完成老巷扩巷和新巷掘进后，迎头布
Baidu Nhomakorabea
18. 5kW； 全 风 压 为 450 ～ 5500Pa； 风 量 250 ～ 500m3 / min； 转速为 2800r / min。
置 2 台履带行走式液压支架，连续采煤机从距离支 2. 5 巷道支护与顶板安全控制
巷迎头 6m 左右开始由里向外，两翼进刀式回采巷
面的研究。
［引用格式］ 马进功，周茂普，高云峰，等 . 连续采煤机在小窑短壁复采中的应用 ［J］． 煤矿开采，2016，21 （ 6） ： 38－41，64.
38
马进功等： 连续采煤机在小窑短壁复采中的应用
2016 年第 6 期
5°。煤层顶板为 K2 灰岩，厚度平均 7. 20m，顶板 裂隙较发育，单向抗压强度 49. 3MPa； 底板为泥 岩，厚度平均 6. 28m，底板较稳定，单向抗压强度 6. 1MPa。煤层自燃倾向等级为Ⅰ类，属容易自燃 煤层。
（ 1. 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西 太原 030006； 2. 山西天地煤机装备有限公司，山西 太原 030006）
［摘 要］ 针对资源整合兼并小矿井中小窑破坏区残留煤柱的突出难采问题，以赵屋煤矿 15 号 煤为工程背景，首次提出了连续采煤机短壁复采方法，介绍了短壁巷道布置方法、高效装备、掘采工 艺、通风方式、巷道支护与顶板控制等方面的应用情况。现场实践表明，连续采煤机短壁复采技术的 巷道布置灵活性、设备安全高效性、顶板控制有利性等优势，较好地克服了小窑区残留煤柱分布繁杂 无序带来的开采难题，有效减少了赵屋煤矿优质资源浪费，提高了资源采出率，解决了矿井服务年限 急剧缩短、可持续发展受阻等生存问题，该技术的成功应用也为其他兼并矿井小窑区复采提供了宝贵 的现场经验和技术解决途径。
小窑区复采提供了宝贵的实践经验和技术支持。 1 工程概况
赵屋煤矿为低瓦斯矿井，主采 15 号煤，埋深
矿井取得不错的效果。
约 150 ～ 180m，煤层厚度平均 4. 19m，煤层结构简
赵屋煤矿由 9 处小煤矿整合而成，井田内有小 单，局部夹 0 ～ 2 层泥岩夹矸，煤层倾角一般 3 ～
［收稿日期］ 2016－05－10
C，D，E 5 个区并按照先后顺序进行回采。A 区： 118m，最短支巷 21m； E 区位于辅运巷两侧，由于
位于切眼外 100m 范围内，共布置支巷 13 条，其 未进行详细勘探，因此遵循 “以掘带探，边探边
中新掘支巷 5 条，原有老巷改造 8 条，除一、二、 掘”原则，从辅运巷两侧布置支巷，掘进时遇老
国 .c 资源整合矿井［1－2］在整合前多数采用高落式、 中 w 旧式房柱式等落后采煤法，开采无序、资源采出率 w 极低，形成小窑区，导致诸多矿井不能完整布置综 w 采工作面开采，复采难度大，若弃之不采，不仅造
窑 21 个，均为私挖滥采所致，大多数采用斜硐开 采，硐深一般 40 ～ 60m，很少进行大面积开采，导 致小窑区遗留下很多规格不一的采空区老巷，将煤 层切割成长宽约 20 ～ 50m 不等的不规则多边形块
中新掘支巷 7 条，利用原有第九和第十支巷，沿切 六和八支巷，支巷布置方向均平行于 206 切眼工作
眼垂直方向布置 6 条附属支巷，工作面下部沿切眼 面，最长支巷 109m，最短 38m。
平行方向布置西六支巷，其中最长支巷 108m，最 2. 2 设备配套
短支巷 22m； C 区： 位于主运巷外 侧 至 工 作 面 边
206 为首采连采面，储量约为 0. 35Mt，巷道布 置按照综采工作面的设计已经掘进完成，回采巷道 均为矩形断面，由于综采工作面范围内原有老巷 多，将整个工作面切割成方形或长方形的小块段， 导致综采工作面开采难度加大且不经济，因此采用 连续采煤机开采，将原先的胶带巷经过扩巷后改造 为连采面的主运巷，实现煤炭运输和进风，原先辅 运巷扩巷改造后作为材料以及大型设备拆解件运输 和回风用。206 连采面原小窑巷道布置如图 1。
为了实现安全高效开采，根据工作面地质条件
界，新掘 4 条支巷，均沿与支巷平行方向布置，其 以及巷道布置特点，采用煤炭科工集团太原研究院
中最长支巷 31m，最短支巷 17m； D 区： 位于 206 自主研发的成套连续采煤机装备完成采、掘、装、
工作面最外侧，共布置 10 条支巷，其中新掘支巷 运、支全部工序，主要设备配套如表 1 所示。
MA Jin-gong1，2，ZHOU Mao-pu1，2，GAO Yun-feng1，2，SHI Liang1，2
t （ 1. CCTEG Taiyuan Ｒesearch Institute，Taiyuan 030006，China； 2. Shanxi Tiandi Coal Machine Equipment Co. ，Ltd. ，Taiyuan 030006，China） 网 e Abstract： In order to solve the difficulty mining problems of residual coal pillar of broken zone of small coal mine，it taking the 15th 刊 j.n coal seam of Zhaowu coal mine as background，short-wall repeated mining with continuous coal cutter was put forward firstly，the ap-
图 1 206 工作面老巷分布
2 开采技术方案
2. 1 巷道布置 为了满足生产需要，在 206 工作面进行采空区
复采前，应先将原有宽度为 3 ～ 5m 不等的老巷扩至 5. 5m，巷高扩至 3. 5m。巷道布置如图 2。
中国w图煤w2 w工炭作面.新c期、h老巷i刊道n综合a网布c置 aj.net
巷道布置特点： 将 206 工作面共划分为 A，B， 5 条，支巷沿与切眼方向平行布置，其中最长支巷
三支巷外，其余支巷均沿与切眼平行方向布置，其 巷或其垮落区时进行回采，工作面共布置支巷 9
中最长支巷为 150m，最短为 14m； B 区： 位于工 条，辅运 巷 东 翼 布 置 5 条 支 巷，分 别 是 一、三、
作面中部，属煤层低洼处，共布置支巷 10 条，其 五、七和九支巷，西翼布置 4 条，分别是二、四、
1
防爆无轨胶轮车
WC5EB
1
风动锚杆机
MQT130
3
局部通风机
FBD6. 3 /2×18. 5
2
有采硐回采完毕。 2. 4 通风方式
206 工作面采用全负压结合局部通风机扩散通 风的方式，全负压配风量 580m3 / min，其中局部通 风 机 工 作 风 量 为 307m3 / min， 巷 道 需 风 量 为 273m3 / min，选用 2 组型号为 FBD6. 3 /2×18. 5 型对 旋轴流压入式局部通风机，采用直径 800mm 的柔 性胶 质 风 筒， 风 机 技 术 特 征： 风 机 功 率 2 ×
（ 1） 巷道永久支护 巷道断面均为宽 × 高 =
道两侧煤柱，即采硐，单刀采硐长度视工作面两支 5. 5m×3. 5m，根据工作面的地质条件以及短壁开
巷间煤柱而定，最长为 11m，采硐与支巷呈 40°夹 采工艺对支巷、主辅运巷不同支护要求，工作面采
角，采硐宽度为 3. 3m，回采高度视煤层厚度而定， 用锚网索联合支护方式［6－8］。支巷掘进过程中，5
a ing industrial art，ventilation pattern，roadway supporting and roof control and so on. The practical showed that the technology ap期 c peared the following preponderance，roadway layout flexibility，equipment safety and high efficient and better for roof control，so the a difficulty mining problems that induced by disorder layout of residual coal pillar layout of small coal mine，then the coal resource was炭 ted was decreased of Zhaowu coal mine，the recovery ratio was improved obviously，the problems of sustainable development was imin peded and mine life was shorted obviously were solved，it referencing for similar situation. 煤 h Key words： continuous coal cutter，resource integration，broken zone of small coal mine，shuttle car，forced roof caving
［DOI］ 10. 13532 / j. cnki. cn11－3677 / td. 2016. 06. 011
［基金项目］ 山西省青年科技研究基金项目： “旺采” 条件下地表沉陷规律和预测方法研究 （ 2012021022－2）
［作者简介］ 马进功 （ 1986－） ，男，山西汾阳人，助理研究员，硕士，主要从事煤矿边角煤连续采煤机短壁开采方法及矿山压力控制等方
［关键词］ 连续采煤机； 资源整合； 小窑破坏区； 梭车； 强制放顶 ［中图分类号］ TD823. 94 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1006-6225 （ 2016） 06-0038-04
Application of Short-wall Ｒepeated Mining of Small Coal Mine with Continuous Coal Cutter
国内对小窑破坏区的安全开采方法仍处于不断摸索 板安全管理等进行完整的研究与应用，为其他矿井
和发展阶段，越来越多的矿井开始尝试不同方法进 行小窑复采， 例 如 周 保 精、 徐 金 海 等［4］ 提 出 采 用
分层注浆充填法进行特厚煤层小窑开采，金声尧、 华心祝［5］等 提 出 采 用 巷 采 进 行 复 采 等， 均 在 试 验
成大量优质资源的浪费，也使矿井面临服务年限急 段，对此笔者提出了全新的连续采煤机小窑短壁工 剧缩短、可 持 续 发 展 受 阻 等 生 存 问 题［3］，因 此， 艺对连采首个工作面，即 206 工作面进行回采，并
开展小窑区的安全复采技术研究意义重大。目前， 对掘采工艺、设备配套、运支工艺、通风方式、顶
最大 5. 0m，相邻采硐间留设煤柱 0. 8m，相邻支巷
t 间留设 2m 宽煤柱，各支巷口留设 6m 护巷煤柱。 网 e 以首采支巷为例，回采工艺如下： 给料破碎机在距 刊 j.n 离三支巷口 3m 处，满足一、二和三支巷的回采任
第 21 卷 第 6 期 （ 总第 133 期） 2016 年 12 月
煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY
Vol. 21No. 6 （ Series No. 133） December 2016
连续采煤机在小窑短壁复采中的应用
马进功1，2 ，周茂普1，2 ，高云峰1，2 ，石 亮1，2
39
总第 133 期
煤矿开采
2016 年第 6 期
表 1 206 工作面短壁设备配套选型
设备名称
规格型号
数量 备注
连续采煤机
EML340
1
梭车
SC15 /182F
1 分体式
履带行走式液压支架 XZ7000 /25. 5 /50
2
行走式破碎转载机
LY2000 － 1
1 连运一号车
防爆柴油铲运车
WJ－ 4FB
2. 3 回采工艺 工作面在完成老巷扩巷和新巷掘进后，迎头布
Baidu Nhomakorabea
18. 5kW； 全 风 压 为 450 ～ 5500Pa； 风 量 250 ～ 500m3 / min； 转速为 2800r / min。
置 2 台履带行走式液压支架，连续采煤机从距离支 2. 5 巷道支护与顶板安全控制
巷迎头 6m 左右开始由里向外，两翼进刀式回采巷
面的研究。
［引用格式］ 马进功，周茂普，高云峰，等 . 连续采煤机在小窑短壁复采中的应用 ［J］． 煤矿开采，2016，21 （ 6） ： 38－41，64.
38
马进功等： 连续采煤机在小窑短壁复采中的应用
2016 年第 6 期
5°。煤层顶板为 K2 灰岩，厚度平均 7. 20m，顶板 裂隙较发育，单向抗压强度 49. 3MPa； 底板为泥 岩，厚度平均 6. 28m，底板较稳定，单向抗压强度 6. 1MPa。煤层自燃倾向等级为Ⅰ类，属容易自燃 煤层。
（ 1. 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西 太原 030006； 2. 山西天地煤机装备有限公司，山西 太原 030006）
［摘 要］ 针对资源整合兼并小矿井中小窑破坏区残留煤柱的突出难采问题，以赵屋煤矿 15 号 煤为工程背景，首次提出了连续采煤机短壁复采方法，介绍了短壁巷道布置方法、高效装备、掘采工 艺、通风方式、巷道支护与顶板控制等方面的应用情况。现场实践表明，连续采煤机短壁复采技术的 巷道布置灵活性、设备安全高效性、顶板控制有利性等优势，较好地克服了小窑区残留煤柱分布繁杂 无序带来的开采难题，有效减少了赵屋煤矿优质资源浪费，提高了资源采出率，解决了矿井服务年限 急剧缩短、可持续发展受阻等生存问题，该技术的成功应用也为其他兼并矿井小窑区复采提供了宝贵 的现场经验和技术解决途径。
小窑区复采提供了宝贵的实践经验和技术支持。 1 工程概况
赵屋煤矿为低瓦斯矿井，主采 15 号煤，埋深
矿井取得不错的效果。
约 150 ～ 180m，煤层厚度平均 4. 19m，煤层结构简
赵屋煤矿由 9 处小煤矿整合而成，井田内有小 单，局部夹 0 ～ 2 层泥岩夹矸，煤层倾角一般 3 ～
［收稿日期］ 2016－05－10
C，D，E 5 个区并按照先后顺序进行回采。A 区： 118m，最短支巷 21m； E 区位于辅运巷两侧，由于
位于切眼外 100m 范围内，共布置支巷 13 条，其 未进行详细勘探，因此遵循 “以掘带探，边探边
中新掘支巷 5 条，原有老巷改造 8 条，除一、二、 掘”原则，从辅运巷两侧布置支巷，掘进时遇老
国 .c 资源整合矿井［1－2］在整合前多数采用高落式、 中 w 旧式房柱式等落后采煤法，开采无序、资源采出率 w 极低，形成小窑区，导致诸多矿井不能完整布置综 w 采工作面开采，复采难度大，若弃之不采，不仅造
窑 21 个，均为私挖滥采所致，大多数采用斜硐开 采，硐深一般 40 ～ 60m，很少进行大面积开采，导 致小窑区遗留下很多规格不一的采空区老巷，将煤 层切割成长宽约 20 ～ 50m 不等的不规则多边形块
中新掘支巷 7 条，利用原有第九和第十支巷，沿切 六和八支巷，支巷布置方向均平行于 206 切眼工作
眼垂直方向布置 6 条附属支巷，工作面下部沿切眼 面，最长支巷 109m，最短 38m。
平行方向布置西六支巷，其中最长支巷 108m，最 2. 2 设备配套
短支巷 22m； C 区： 位于主运巷外 侧 至 工 作 面 边
206 为首采连采面，储量约为 0. 35Mt，巷道布 置按照综采工作面的设计已经掘进完成，回采巷道 均为矩形断面，由于综采工作面范围内原有老巷 多，将整个工作面切割成方形或长方形的小块段， 导致综采工作面开采难度加大且不经济，因此采用 连续采煤机开采，将原先的胶带巷经过扩巷后改造 为连采面的主运巷，实现煤炭运输和进风，原先辅 运巷扩巷改造后作为材料以及大型设备拆解件运输 和回风用。206 连采面原小窑巷道布置如图 1。
为了实现安全高效开采，根据工作面地质条件
界，新掘 4 条支巷，均沿与支巷平行方向布置，其 以及巷道布置特点，采用煤炭科工集团太原研究院
中最长支巷 31m，最短支巷 17m； D 区： 位于 206 自主研发的成套连续采煤机装备完成采、掘、装、
工作面最外侧，共布置 10 条支巷，其中新掘支巷 运、支全部工序，主要设备配套如表 1 所示。
MA Jin-gong1，2，ZHOU Mao-pu1，2，GAO Yun-feng1，2，SHI Liang1，2
t （ 1. CCTEG Taiyuan Ｒesearch Institute，Taiyuan 030006，China； 2. Shanxi Tiandi Coal Machine Equipment Co. ，Ltd. ，Taiyuan 030006，China） 网 e Abstract： In order to solve the difficulty mining problems of residual coal pillar of broken zone of small coal mine，it taking the 15th 刊 j.n coal seam of Zhaowu coal mine as background，short-wall repeated mining with continuous coal cutter was put forward firstly，the ap-
图 1 206 工作面老巷分布
2 开采技术方案
2. 1 巷道布置 为了满足生产需要，在 206 工作面进行采空区
复采前，应先将原有宽度为 3 ～ 5m 不等的老巷扩至 5. 5m，巷高扩至 3. 5m。巷道布置如图 2。
中国w图煤w2 w工炭作面.新c期、h老巷i刊道n综合a网布c置 aj.net
巷道布置特点： 将 206 工作面共划分为 A，B， 5 条，支巷沿与切眼方向平行布置，其中最长支巷
三支巷外，其余支巷均沿与切眼平行方向布置，其 巷或其垮落区时进行回采，工作面共布置支巷 9
中最长支巷为 150m，最短为 14m； B 区： 位于工 条，辅运 巷 东 翼 布 置 5 条 支 巷，分 别 是 一、三、
作面中部，属煤层低洼处，共布置支巷 10 条，其 五、七和九支巷，西翼布置 4 条，分别是二、四、
1
防爆无轨胶轮车
WC5EB
1
风动锚杆机
MQT130
3
局部通风机
FBD6. 3 /2×18. 5
2
有采硐回采完毕。 2. 4 通风方式
206 工作面采用全负压结合局部通风机扩散通 风的方式，全负压配风量 580m3 / min，其中局部通 风 机 工 作 风 量 为 307m3 / min， 巷 道 需 风 量 为 273m3 / min，选用 2 组型号为 FBD6. 3 /2×18. 5 型对 旋轴流压入式局部通风机，采用直径 800mm 的柔 性胶 质 风 筒， 风 机 技 术 特 征： 风 机 功 率 2 ×
（ 1） 巷道永久支护 巷道断面均为宽 × 高 =
道两侧煤柱，即采硐，单刀采硐长度视工作面两支 5. 5m×3. 5m，根据工作面的地质条件以及短壁开
巷间煤柱而定，最长为 11m，采硐与支巷呈 40°夹 采工艺对支巷、主辅运巷不同支护要求，工作面采
角，采硐宽度为 3. 3m，回采高度视煤层厚度而定， 用锚网索联合支护方式［6－8］。支巷掘进过程中，5