对一号井厚煤层采煤工艺的选择
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【摘 要】新疆地方煤矿由于技术力量薄弱、安全设施不完善、开采不正规等因素，事故隐患多，矿井防灾抗灾能力差。本文结合沙湾正元国际矿业有限公司一号井兼并实际，对其厚煤层采煤工艺进行了选择，对煤矿实现安全生产意义重大。
【关键词】厚煤层 采煤工艺 选型
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―381―01
1、前言
小型煤矿由于技术力量薄弱、安全设施不够完善、采掘机械装备水平低等客观条件的制约，事故隐患多，矿井防灾抗灾能力差，重、特大群死群伤事故时有发生，造成生命、财产重大损失。2005年至今，多次发生重、特大（瓦斯、顶板造成的）群死群伤的事故，给企业和当地人民财产造成了重大损失。一方面是矿业权人经济利益驱使，安全意视淡漠，另一方面也反映了小型矿山在技术力量薄弱、机械化水平低、安全投入不足的问题。因此有必要建设一些上规模、开采技术先进的大、中型重点、骨干矿井，实现集中开采，并发挥技术、管理和融资优势，建设采、掘、运等环节机械化程度高，矿井安全生产监测、监控设施完善、有较强的抗灾害能力的矿井。
2、矿井概况
新疆沙湾正元国际矿业有限公司一号井井田位于沙湾县和乌苏市的交界处，矿区煤矿有40余年的采煤历史，先后在井田内开拓的生产井及老窑有9个，即开采B煤组煤层的7个，开采A3煤层的2个，分别是由新安煤矿开采的二号斜井和西五井。目前还在开采的为红山煤矿二平峒，新安煤矿的一号斜井，其他矿井均已停闭或报废。经过考察，现将矿井拟改扩建为生产规模0.9Mt/a。本井田共有可采煤层三层，B3煤层、A3煤层为全矿井主要可采煤层，平均厚度分别为5.86m、5.80m，煤层结构较简单。各煤层均有煤尘爆炸性危险。煤的着火点温度低，自燃倾向属于Ⅰ级容易自燃～Ⅱ级自燃。
3.1采煤工艺方案的选择
根据初期采区开采技术条件和国内外采煤技术的发展，参照国内急倾斜厚煤层机械化开采的高效矿井生产经验，结合《煤炭工业矿井设计规范》，考虑到煤矿生产技术和管理水平，同时考虑本矿井煤层平均厚度大于5.0m的只有B3、A3这两层煤，对该矿井主要开采煤层提出急倾斜综合机械化采煤工艺与中厚煤层走向长壁伪倾斜柔性掩护支架炮采两种采煤工艺进行比较。
方案Ⅰ：急倾斜综合机械化采煤工艺
急倾斜煤层采煤工艺在国内经过不断的探索和攻关，已经得到迅速的发展并取得巨大成功。经调研，四川广能集团绿水洞煤业有限公司煤层倾角25°～57°采用急倾斜综合机械化采煤工艺月产量达0.078Mt。
方案Ⅱ：中厚煤层走向长壁伪倾斜扁八字形柔性掩护支架炮采采煤工艺
该采煤工艺适用于A1号煤层的开采条件，工作面回风、运输顺槽沿煤层走向布置，工作面与水平面成30°伪倾斜布置。工作面支护采用11号矿用工字钢梁扁八字形柔性掩护支架，采煤选用ZMS—12型煤电钻打眼爆破落煤，配备搪瓷溜槽运煤，工作面运输顺槽配备1台SGB—620/40T型刮板输送机运煤。采高1.8～2.2m，矿井配备1个45m长回采工作面。
各煤层采煤工艺及工作面生产能力如下：
B3煤层：可采厚度3.28m～8.08m，平均5.86m，该煤层采用急倾斜综采放顶煤法，其中工作面采高2.5m，放顶5.35m，工作面长100m，每天9个循环，循环进度1.2m，日推进度10.8m。工作面生产能力0.9076Mt/a。
A3煤层：可采厚度4.83m～6.97m，平均5.80m，该煤层采用急倾斜综采放顶煤法，其中工作面采高2.5m，放顶3.25m，工作面长100m，每天9个循环，循环进度1.2m，日推进度10.8m。工作面生产能力0.6318Mt/a。
根据国内大倾角综合机械化采煤工艺经验，1个综采工作面的生产能力约0.60Mt/a左右，本矿井煤层顶、底板，倾角，瓦斯等条件限制工作面长度可以加长到100m，这样先期开采B组煤时1个综采工作面的生产能力约0.90Mt/a左右，后期开采A组煤时A3、A1两个煤层可以搭配开采，矿井的生产能力也可以达到0.90Mt/a左右。为达到矿井设计生产能力，投产时设计在B3煤层中布置1个综采工作面。
3.2煤层冒放性分析
影响煤层冒放性的自然因素主要有：煤层开采深度、煤层厚度、煤层结构、夹矸层数及硬度和厚度、煤层顶板岩性及厚度和岩煤体发育程度，煤岩层交界面地质结构程度等。
（1）煤层强度对顶煤冒放性的影响分析
煤层强度是煤层本身抗破坏能力的主要指标，影响着顶煤在压力作用下破坏的过程和程度，与顶煤跨落角有密切的关系，即煤层强度越大，顶煤跨落角就越小，顶煤冒放性就越差，反之则较好。
（2）煤层赋存深度对顶煤冒放性的影响分析
本矿井可以采用放顶煤开采的煤层主要有B3、A3煤层，煤层埋藏深度在150m以上，从开采深度上分析，本井田煤层处于可冒放范围。
（3）采放高度对顶煤冒放的影响分析
采放比影响着顶煤冒落充分松散与否的空间条件，实践证明采放比在1：3左右时有利于顶煤的冒放和回收率的提高。B3煤层一采区内煤层厚度在7.85m，采放比1：2，相对回采率较高。
（4）顶板条件对顶煤冒放性的影响分析
井田煤层顶板岩石比较软，为不稳固型，可以随采随冒，回采后有利于顶煤和顶板的冒落。
（5）煤层夹矸对顶煤冒放性的影响分析
煤层夹矸对顶煤的冒放性影响比较复杂，其影响程度与夹矸的硬度、厚度、层数及赋存位置有关。B3、A3煤层局部含0～3层夹矸，夹矸为炭质泥岩，因煤层中夹矸易泥化硬度小，因此，夹矸对顶煤的冒放性影响不大。