我国厚煤层开采技术的探讨

第２ ６ 卷
第４ 期
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煤炭 生产 与管理 ・
我国厚煤层开采技术的探讨
朱玉宽
（ 神达惠安煤业 有限公 司， 山西 忻州 ０ ３ ６ ５ ０ ０ ）
【 摘
要】 根据 目 前厚煤层开采技术的发展现状， 结合长平矿 ４ ３ ０ ２ 工作面将厚煤层一次采全高分别与分层开采 、 综
放开采进行比较分析 ， 分别对分层开采和综放开采的覆岩破坏规律进行研究， 一次采全高开采和放顶煤开采的安全技术 比较 ， 以及对一次采全高开采和分层开采经济效益 比较 ， 为厚煤层开采方法选择提供一定的依据 。
度， 当回采进入正常期后 ， 明显地减少 了煤 壁片帮 及 冒顶次数 ， 液压支架基本保持均匀受力 ， 有 较好 受力状态 ； 两巷的超前支护距离约为 ３ ０ ｍ。
（ 二） 工作 面管理
碎胀系数大于 ｌ ， 冒高有较大的扩大范围， 即值大； 若 两分 层开 采 间 隔时 间较 长 时，上 覆 岩层 垮 落后 重 新 压实 ， 残余胀系数值约等于 １ ， 则 冒高有较小 的扩大 范 围。
（ 二）Biblioteka Baidu综放 开 采
综 放 开采 的工作 面上覆 岩 层结 构 图 ［ ３ １ ，如 图 ２
所示 。
在综放开采工作 面回采 时 ， 煤壁 片帮 、 顶板 冒 落、 工作面端头三角煤难于控制及两巷超前支护难 度 大 的现 象 时有 发 生 。在 工作 面 末 采 时 ， 沿 顶煤 铺 网难度大 ， 容易造成煤壁片帮及顶板 冒落 ， 甚 至会 发 生空 顶现 象 。 在一次采全高的初采工作面， 煤壁片帮， 冒顶等 现象同样也会发生 ， 但在正常回采 以后 ， 这一现象会 得以改善 ， 回采巷道 的高度与顶板相同， 工作面收尾 时 在 顶板 铺设 金 属 网 ， 铺 网速 度快 ， 效果 好 ， 对 巷道 顶板 支护 控制 及施 工安 全管 理有 利 ，这也 就是 大采 高一次采全高在工作面管理方面的优势所在。 （ 三） 通 风 与 瓦斯 管理 次采全高与综放开采相 比， 工作面的断面要 大 的多 ， 优 点归纳 为 ：
采是 势 在必 行 的 。三 十年 以来 ， 我 国开 采 厚煤 层 的 主要 方 法 为分 层 开采 ， 随着煤 炭 开 采技 术 的飞速 发
分层进行 回采。虽然此方法煤炭的回采率 比较高 ， 但巷道掘进量大、 巷道维护困难 、 工序复杂 、 生产效 率低 、 成本高， 从经济 、 技术 、 安全角度考虑 ， 此方法 较 为落 后 ， 不宜采 用 ［ ］ 。
一
分层开 采工作 面上 覆岩 层结构 图 ， 如图 １ 所示。
、
图 １ 分层 开 采 覆岩 结 构 图
采用功率大 、 强度高 、 可靠性高 、 机 电一体化设备 ， 目前 我 国对 此方 法 进行 了深 入 的研 究 ， 并 在 实 际生 产 中得 到应 用 。 （ 二） 综采放顶煤开采方法 ， 沿厚煤层底板布置
一
按几何关 系可推导出第 一分层开采 冒落岩层 高度 他 及第 ｎ分层开采时冒落岩层 高度 ‰ 的计 算表 达式 ：
（ １ ）
个采 高 为 ２ ￣ ３ ｍ 的长壁 工作 面进 行 回采 ，然 后 在
工作 面 回采 后 利 用 上 覆 岩 层 的 自重 将 工 作 面 上 方
ｍ ｚ ｎ － ＋ ｍ ｃ ［ １ 一 器 】
开采 ｎ 分层时， 岩梁触矸点处 冒落岩层 碎胀系数 ； ｍ ——开采 ｎ 一 １ 分层时已冒落岩层高度 ， ｍ；
— —
Ｋ ——ｎ 分层工作面所在位置上部冒落岩层残
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ ０ — ０ ９
作者简介 ： 朱玉宽（ １ ９ ６ ３ 一 ） ， 男， 山西河 曲人 ， 神达惠安煤业有限公 司总工程师 。
２ ０ １ ３年 １ １ 月
山西 煤 炭管理 干部 学 院学报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｃｏ ａ ｌ － Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ａｄ ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ
ＮＯ Ｖ ． ， ２ ０１ ３ Ｖ０ １ ． ２ ６ Ｎｏ． ４
【 关键词 】 煤炭生产 厚煤层开采
大采高 放顶煤
分层开采
【 中图分类号】Ｔ Ｄ ４ ２ １
【 文献标识码】 Ａ
【 文章编号 】 １ ０ ０ ８ — ８ ８ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ４ ２ － ０ ３
我国的厚煤层资源分布相 当广泛 ， 具有资源储 量优 势 ， 因此我 国对厚煤层实现高产量 、 高效率开
二、 分 层开 采和 综放 开采 冒落岩 层 高度分 析
（ 一） 分层 开采
展， 近年来综放开采和大采高一次采全高技术应运 而生 ， 并成功应用于矿井生产。不论从 时间顺序上 看还是从技术等级角度分析 ， 厚煤层开采要经历分 层开采 、 综放开采和大采高一次采全高开采 ３ 个阶 段， 但 实际情 况并 不是 这样 。因此 ， 下 面主要 对长 平 矿４ ３ ０ ２工作面分层开采 、综放开采和大采高一次 采全高技术三种方法的进行分析比较。 厚 煤层 开 采方法 根据我国 目前煤炭企业的开采技术水平来看 ， 厚煤 层 的开采 方法 有 以下三种 ： （ 一） 一 次采 全 高 开 采 方 法 ， 采高为 ３ ． ５ ～ ６ ． ０ ｍ，
４ ２
余碎胀系数。 以长平矿 ４ ３ ０ ２工作 面（ 煤层平均厚度为 ４ ． ４ ｍ） 为例 ，表达式 可 以用来计算第一分层 冒落岩层 高 度 ，表达式可 以用来计算第二分层 冒落岩层高度 。 在分层开采采高相同的情况下， 若两分层开采间隔 时间较短时， 则第二分层工作面上覆岩层 冒落残余
式 中： ， ｌ －—分 层采高 ， ｍ； 开采 ｎ 分层时岩梁实际沉降值 ， ｍ；
— —
（ ２ ）
煤体压碎 冒落予 以回收的一种采煤方法。 （ 三） 传统的分层开采方法 ， 将厚煤层分为若干 个 ３ ． ０ ｍ左 右 的平 行 层 面从 上 至 下逐 层 开 采 。当从 上至下逐层开采时 ， 上一分层开采后 ， 为确保下分 层 回采安全 ， 上分层 回采必须在底板铺设金属网形 成下一分层人工假顶 ， 待垮落的岩层稳定后对下一