急倾斜厚煤层采煤方法的优化研究

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1、急倾斜厚煤层采煤方法的优化研究王海峰大同煤矿集团有限责任公司晋华宫煤矿摘要：针对晋华矿急倾斜煤层赋存状况，通过新技术、新方法对赋存条件相对恶劣的急倾斜厚煤层进行开采研究，结合实例，提出了如何对急倾斜厚煤层采煤方法进行优化。现场应用效果表明，通过对采煤方法的优化，能够有效地提高采煤效率,降低采煤成本，提高煤矿企业的效益。关键词：急倾斜厚煤层;采煤方法优化;水平滑移支架放顶煤;采煤效率;作者简介：王海峰（1984-）,男，工程师，毕业于中国矿业大学采矿工程专业，主要从事采煤技术工作。收稿日期：2017-06-30Received：2017-06-300引言在能源资源Z屮，我国煤炭的储量是最多

2、、同时也是分布最为广泛的一种资源。煤炭作为我国的第一能源，为我国的社会以及经济发展起到了极大的推动作用Hlo预计在未来很长一段时间之内，煤炭将仍是我国各行各业生产的重要能源保障。但是，随着对煤炭资源的不断开采，一些具有相对优良赋存条件的煤层基本上被开采完，很多地区煤炭资源储备逐渐岀现了不足的问题，对于一些赋存条件相对复杂、恶劣煤层的进一步开采，己经成为了煤炭资源开采不可避免的问题。而对于赋存条件恶劣的煤层来说，大部分煤层屈于急倾斜煤层，因此，对于急倾斜煤层开采方法的研究与优化，越来越受到人们的重视，是现阶段煤层开采必须解决的问题[1-3]o1晋华宫矿急倾斜厚煤层采煤方法优化分析1.1矿区

3、地质概况晋华宫矿地处大同煤田的北部，属于丘陵区域，井田绝大部分区域被黄土覆盖，地表的植被非常少。在晋华宫矿井出中，最高位置是在北部区域的甘庄三角点，标高是500m,井田内最大高差达到250m,一般高差在100^200m范围内。晋华宫矿所处位置受到大同向斜的严重影响，在边缘区域地层所拥有的倾斜角度逐渐增加，而由边缘向内倾角有所减小。晋华宫矿井田内共含有3个断层带，分别为青磁窑逆断层、F0451正断层以及F0452正断层。向斜东部地层的倾角基本上都超过30°,而在西侧则相对较为平缓，基本上都在10°左右。1.2煤层特性晋华宫矿井［□内含有多个含煤的地层，分别为侏罗系的大同组煤层以及石炭系的太

4、原组煤层，能够开采的主要是大同组煤层的4号煤层以及9号煤层。4号煤层的平均厚度为15.6m,属于稳定的可采煤层;9号煤层平均厚度为18.9m,煤层结构简单，同样属于稳定的可采煤层。2晋华宫矿现有采煤方法分析在晋华宫矿的采煤过程屮，目前采用急倾斜厚煤层的开采方法主要是H梁放顶煤和急倾斜水平分层开采方法。这2种方法相对来说机械化水平不高，在开采过程中主要存在不能及时支护、支护结构稳定性相对较差、开采工艺较为复杂、人工作业条件恶劣、人工劳动量大、开采整体效率偏低以及煤炭资源回收效率不高等问题，导致煤炭资源冋收率低，煤矿生产的整体效益不高。因此，对于晋华宫矿采煤方法的进一步优化是非常必要的。3晋

5、华宫矿采煤方法优化3.1采煤方法优化原则依照晋华宫矿目前所具有的技术条件和现阶段我国在急倾斜厚煤层开采工作中相关技术的研究现状，在采煤方法优化过程屮，应当遵循以下原则：(1)安全生产原则。所采用的采煤方法应当和煤层的赋存条件较相适宜，耍确保煤矿在开采过程中作业人员的安全，同时要改善作业人员的工作条件。(2)工艺先进。应用先进技术手段，通过对新工艺、新技术以及新设备等应用，进一步改善煤矿开采机械化程度，确保人工工作量有所减少，提升生产效率以及单位产能。(3)简化工序，去除不必要的运输环节，优化巷道掘进率。(4)改善煤炭资源回收情况，提升煤炭资源回收质量，最大限度地避免出现资源浪费问题。3.

6、2采煤方法选择滑移支架放顶采煤方法的掘进率相对较低，单位产能较高，而見所需的成木相对低;另外滑移支架的体积也相对较小，自重轻，结构较为简单，在使用以及安装过程屮均非常方便。滑移支架工作面相关设备的投资仅仅为综采设备投资的10%~20%,同时，此种工艺技术具有相对强的适应性，不仅能够用于机采方式之中，而且也能应用在炮采方式之中。晋华宫矿目前开采的煤层倾角相对较大，煤层较厚，工作面也较短。采用综采方法在前期所需的资金相对较多，设备购进成本高，维护与保养费用高。另外，由于综采支架自身体积相对大，在目前已开拓完成的井下巷道屮，安装以及运输采煤工作面各大型设备，均存在较大难度。应用水平滑移支架采煤

7、方法，将滑移支架结构应用于短壁工作面中，能够确保工作面支护结构的稳定性。滑移支架的体积不仅非常小，自身重量也相对轻，前期所需的成木投入也会少很多，不仅在运输以及安装过程中非常便捷，同吋在进行机械搬家过程中也可以节约成本，具有非常显著的经济效益。所以综合考虑多方面因素，选用水平滑移支架放顶采煤方法。4现场应用效果3.1现场应用自2015-11-10起，晋华宫矿开始采用水平分段滑移支架放顶采煤方法。开采过程屮，分段高度设定为80),采高