大采高综采工作面通过煤层变薄区域的方案与实践

摘 要：我国煤炭矿藏资源丰富，但赋存条件千差万别，受限于地理环境的复杂性，薄煤层的煤矿存储量也占据矿藏资源的很大部分，如何对这部分矿藏进行高效的开采，是摆在煤矿企业面前一个亟待解决的问题。文章以晋华宫矿开采的8210大采高工作面为例，对煤层变薄区域的方案与实践作了简要介绍。

关键词：大采高工作面；煤层变薄；浅孔震动爆破

中图分类号：TD355 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）27-0175-02

我国幅员辽阔，矿藏丰富，其中煤矿产业作为我国重要能源供给产业之一，始终受到广泛的关注。当前，煤炭产业遭遇了前所未有的寒流，煤矿生产必须把高效开采和开发利用放在首位，以节约资源、增加效益。众所周知，薄煤层开采难度较高而开采效率较低，变薄区薄煤层的开采一直是困扰煤矿生产的技术难题，但若放弃开采，又会造成能源的浪费。

我国煤炭矿藏资源丰富，但赋存条件千差万别，受限于地理环境的复杂性，薄煤层的煤矿存储量也占据了矿藏资源的很大部分，如何对这部分矿藏进行高效开采，是摆在煤矿企业面前一个亟待解决的问题。

1 工作面概况

影响簿煤层开采技术的因素很多，因此在进行开采时必须根据具体情况进行科学的可行性分析。影响薄煤层开采的主要因素有：地质条件复合因素、地质构造复杂程度、煤层的稳定性、煤层厚度、煤层倾角、煤层坚硬性、煤层顶底板条件、工作面块度等因素。

晋华宫矿开采的8210大采高工作面采用沿顶板掘进双巷布置方式，可采走向1 703 m，倾斜长163.7 m，煤层厚度为1.4～7.3 m，平均厚度为5.7 m。在现场地质工作中，煤层厚度在2.8 m以上的地带，其直接顶板为泥岩或砂质泥岩，整体性好；南山12#层煤层赋存不稳定，8210大采高工作面2210巷和5210巷均采至201 m时，发现有煤层变薄趋势。当工作面采至2210巷211 m，5210巷214 m时，工作面出现地苞，50#～80#架煤层厚度为2.1～2.8 m。煤层在2.1～2.8 m地段，顶板则相变为砂泥岩互层或薄层砂岩与砂质泥岩互层，不同岩层间呈交错状，为典型的河漫滩相沉积产物。由于地苞岩石属于白砂岩，岩石硬度比较大，机组直接截割比较困难，并且截齿损耗量大。已经严重影响了大采高工作面的安全高效生产。采用浅孔震动爆破方式进行松动岩石，减少了截齿损耗，机组顺利通过。实测结果表明，采取的安全措施能够满足安全生产要求。而在煤层<2.1 m的地段，顶板则完全由粉砂、中砂以至粗砂岩替代。且砂岩中含有深色泥岩块，为河床相之沉积物，其胶结物多为泥质类，砂岩表层遇水浸润后呈松散状，但岩层整体性尚好，岩石f值达到10。实践表明，通过采用浅孔震动爆破方式进行松动岩石后，采煤机可以顺利通过，有效的控制了截割坚硬岩石对采煤机的损坏和截齿损耗量。

2 爆破技术要求

矿山开采中影响爆破工作的因素很多，如爆区的地形地质条件、爆破参数、起爆网络、起爆顺序和穿爆的工程质量等，爆破方法因其所涉及的爆破参数是整个矿山开采工作中不可忽略的指标，因而选择什么样的爆破方法将对矿山开采产生很大的影响，如果选取不当，会使矿山的生产安全得不到保障，也会使矿山的开采成本上升。

2.1 炮孔施工技术

①炮眼的布置。当起底岩石厚度<0.6 m时，打一排钻孔，钻孔间距为0.5 m。

当起底岩石厚度0.6 m

当起底岩石厚度1.2 m

②炮孔角度。底排钻孔俯角为20 ？觷，其它钻孔垂直于工作面煤壁施工。

③炮孔深度为2 m。

④炮孔装药长度为0.66 m。

⑤炮孔装药量为3卷。

⑥封孔要求。

炸药外剩余部分用黄土充填好，雷管、导爆索绝对不得露出孔外，如图1所示。

⑦爆破炮孔装药参数表格，见表1。

2.2 拉炮要求

放炮员要从头至尾依次拉炮，每次最多爆破3个孔，并要求各孔采取大串联的联接方式。

处理大块矸石时，将大块矸石拉到溜头，根据实际情况打眼放炮处理，严禁放明炮、糊炮。

根据现场情况，实时调整工作面的炮眼间距，深度及装药量，以保证松动效果，如图2所示。

3 回采工艺

我国煤炭资源丰富，但煤层构造较为复杂，同时面临着开采较薄煤层的问题。对薄煤层进行高效开采，成为可持续发展的一个关键所在。在煤矿生产过程中，为了实现最优方式回采，必须对矿井的生产因素与地质构造因素进行综合考虑后，再行确定回采方式，科学的回采方式势必为保证矿井生产安全提供有力的技术支撑。

①在煤层变薄区域，保证采高不低于3.7 m，机组、支架顺利通过，同时视工作面实际情况，尽量减少割底量。

②变薄区底板岩石属深灰色粉砂岩，质硬，工作面揭露最厚处约1.7 m，当岩石薄、松软先采用机组小截深及调低牵引速度，多次往返直接截割岩石的方法通过，截深及牵引速度根据岩石硬度变化及保证不损坏机组的前提下调整；当岩石厚、且硬度大、对设备损坏严重时，采取打眼松动爆破机组截割工艺措施进行回采作业。

③工作面打一茬眼放炮后，及时清理支架前的浮煤浮矸，保证能够割煤两刀，同时保证支架行程符合措施要求。

④采煤机割完煤后，必须将采煤机放到尾上，方可进行下个循环的打眼、拉炮工作。

4 结 语

通过采用浅孔震动爆破方式进行松动岩石技术后，解决了因采煤机直接截割坚硬岩石而产生的设备损坏概率和配件消耗量。采用该技术后，工作面过煤层变薄区域时，截齿消耗量减少了70%；每个圆班至少割煤5刀，提高了生产效率。该方案和实践为大采高工作面安全快速顺利通过煤层变薄区域提供了基础和依据。

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