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成 果应用 倾斜长壁采煤法在张集煤矿 的应用 淮南矿业集团公司 张集煤矿， 安徽 凤台 2 a 7 1 7 4 摘要 介绍了倾斜长壁采煤法在张集煤矿的应用及主要参数， 分析了巷道布置形式及特点 ， 简述了回采 工艺及安全生产。 关键 词 倾斜长壁 ； 巷道 布置 ； 生产 系统 ； 高产高效 中图分类号 T D 8 2 3 ． 4 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 5 - 2 7 9 8 2 0 0 3 } 0 4 - 0 0 1 5 - 0 2 1 矿井概况 淮南张集煤 矿设计生产能 力为 4 0 0万 t ／ a 。采 用立井开拓 ， 东西两翼集 中大巷的开拓布置方式 ， 第 一 运输水平 一6 0 0 m井底 车场位 于 1 3 1 煤层 底板 。 井 田内含可采煤层 1 2层 ， 煤层倾 角一般 3 ～1 0 。 ， 局 部 1 0 。 以上。矿 井首先 开采 的 1 3 1煤层 ， 一6 0 0 m 水平大巷上方采 用倾 斜长壁 、 顶板全部垮 落 的采煤 方法 ， 实行综合机械化开采 。 2 倾斜长壁开采主要参数 2 ． 1 工作面长度 综采工作面长度要求相对 固定。据统计， 国外 先进采煤国家综采工作面平均长度约为 2 5 0 1T I ， 最 长达 4 1 5 1T I ， 国内综采放顶煤工作面平均长度约为 1 7 0 1 T I ， 最长达 2 2 0 1 T I 。根据 1 3 1煤 层 的地 质开 采 条件， 借鉴兖州等兄弟局矿的经验， 对综采设备进行 合理选型 ， 确定工作 面长度为 2 0 0 1T I 。 2 ． 2工作面推进方向 ． 考虑到井 田内煤质松软易片帮及瓦斯含量较大 等因素， 根据矿井开拓布局， 一6 0 0 m水平大巷上方 采区均划分条带采用俯斜长壁开采 。 2 ． 3工作面推进长度 从减少工作面搬家次数考虑， 工作面推进长度 越长越好 ， 但同时 又存在 回采巷道维 护及综采设备 的使用期限问题 6张集煤矿工作 面推进长度则根据 煤层 自然条件 即采区边界确定 ， 西一 1 3 1上采 区上 至井 田回采上限防水煤柱线 ， 下至水平 大巷 的保护 煤柱线 ， 各工 作面 可推进长 度为 9 0 0 ～1 5 0 0 m； 东 一 1 3 1采区则上至采区边界大断层 ， 下 至水平大巷 的保护煤柱线 ， 各工作面可推进长度为 1 5 0 0 ～ 2 0 0 0 1 T I 。 3 巷道布置及回采工艺 3 ． 1 巷道布置形式 按照少投入 、 早 投产 、 滚 动发展 的精神 ， 矿井首 采区选择在紧邻工业广场煤柱的西一 1 3 1 上采区。 首采 区 内布置 两个工 作 面 1 2 1 2 3 工作 面和 1 2 1 5 3 工作面， 见图 1 。矿井井筒和井底车场工程 完毕后， 西翼轨道大巷、 西翼胶带机大巷和西翼回风 大巷共 3条水 平大巷各 向前 掘进一段 约 7 0 0 m ， 即可施工首采面准备巷道。准备巷道仅有 4条 1 2 1 2 3 进风提料小 上 山、 1 2 1 2 3 工作面煤仓 、 1 2 1 2 3 轨道回风斜巷 、 1 2 1 2 3 运输回风斜巷， 最长 线工期不超过半 年 ， 然后 可转 入轨道巷和运输 巷的 掘进， 1 2 1 2 3 工作面可以很快准备出来投入生产； 1 2 1 5 3 工作面巷道布置形式与 1 2 1 2 3 工作面完 全相同。 3 ． 2 巷道布置特点 由图 1 可见 ， 在准备或回采工作面的同时， 水平 大巷之间每隔一定距 离增加必要 的联 络巷道 ， 仍 可 以继续向前施工。大巷每到一个工作面位置， 可以 根据生产安排预留位置或施工工作面准备巷道； 随 着水平大巷的向前推进 ， 同一采区同一煤层可以布 置多工作面同时开采。 另外 ， 综 采工作面轨道巷和运输巷均是沿 中线 跟煤层掘进的， 通常情况下煤层底板等高线的波状 起伏是存在的， 这就使走向长壁工作面巷道存在波 状起伏， 从而影响巷道内轨道或胶带机正常运行， 排 水系统等也不畅； 而倾斜长壁工作面巷道是沿倾 向 收稿日期 2 0 0 3 - 0 4 - 2 3 作者简介 唐黄松 1 9 6 7 一 ， 男 ， 安徽宿松人 ， 工程师 ， 从事井巷设计工作。 煤 第 l Z黼 ‘囊1 5 维普资讯 布置的， 由于存在倾角因素 ， 煤层巷道总的趋势是一 定的 向上或向下 ， 与走向巷道相比 ， 倾 向工作面巷 道形成波状 『 U 1 洼 的情况极少 ， 从 而使巷 道 内轨道或 胶带机的趋 向一定 向下或 向上 ， 运行就 比较稳定 ， 排水系统等也较通 畅。因此 ， 倾斜长 壁工作面各生 产系统 能力优 于走 向长壁 。 1 H 1 1 I 1 一 ⋯ ， 一， 一 t a 一 剧 塞 0 带 1 1 带 l 巷 l __ 道 1 I ， 、 _ ● - 巷 一 l 5QQ I 1 放 l 首 采 面 I 巷 一 瓦 1 嚣 l 西 一 1 3 1上 采 区 放 l 运输 回风 斜巷 巷 5 5 - _ ● _ 风 L 溜 煤 眼 l ／进 料 n l溜 煤 盟 一 l l 西 翼 回 风 大 巷 7 ’ ． ～ ● I I IJ 1 _ 一J ■ _ -， ，■ 一 I 一 _ ， I I■ - 一 』 坩 A I ． I■ ／ 翼 大 巷 ＼ 、 ＼ J I I 2 j [ 图 1 首采 区巷道布 置平 面 综合分析可知， 倾斜长壁采煤法与走向长壁采 煤步距为 1 ． 2 1T I 。作业方式为两采一准， 即夜、 早班 煤法相 比， 表现有如下优点 采煤 ， 中班检修。 1 倾斜长壁开采取消了采区上 下 山巷道 ， 2 大 采 高 综 采 工 艺 矿 井投 产 第 二 个 面 而工作面的车场 、 回风斜巷等联络巷道与走向长壁 1 2 1 5 3 工作面设计为一次采全高综合机械化开采， 开采中工作面与采区上 下 山之间的联络巷道相 其回采工艺过程为 割煤一移架一推刮板输送机一 似 ， 工程量也相当 ， 因此 ， 万吨掘进率低 ， 矿井投产前 割煤 。采用煤机端头斜切进刀 ， 双 向割煤 ， 往返进两 工程量相应较少 。 刀 ， 割煤步距为 0 ． 6 1 T I 。工作面采高为 3 ． 6 ～3 ． 8 m。 2 倾斜长壁采煤法划分条带 ， 实现 了采区集 作业方式为两采一 准， 即夜 、 早班采煤 ， 中班检修。 中生产 。与走 向长壁采煤 法的多采 区布置相 比， 减 少了井巷维护工程量等， 可以有效地提高经济效益。 3 倾斜长壁工作面巷道转折环节少 ， 系统简 单 ， 其实质在于把走 向长壁开采的生产系统流程 采 面系统采区系统矿井系统 ， 简化为 采面系统一矿 井系统 ， 从而大大提高了生产系统的能力和可靠性。 4 倾斜长壁 条带对煤层底板 等高线变化适 应性强 ， 在一定的回采上限标高 内， 条带长度可随煤 层底板等高线变宽缓而加长， 反之可缩短， 从图 1 中 的 1 2 1 1 3 工 作面可看 出这一点 ， 而走 向长壁工作 面则不能适应这一变化 。 3 ． 3 回采工艺 1 综放工艺 首采面 1 2 1 2 3 工作面设 计为 综合机械化放顶煤开采， 其回采工艺过程为 割煤一 移架一推前刮板输送机一拉后刮板输送机一割煤一 移架一推前刮板输送机一 放煤一拉后 刮板输送机 。 采用煤机端头斜 切进刀 ， 双 向割煤 ， 往 返进 两刀 ， 割 煤步距 为 0 ． 6 1 T I 。工作面采高为 2 ． 2 ～2 ． 4 1 T I ， 放煤 高度为 1 ． 2 --2 ． 5 5 1 T I ， 采放 比为 1 0 ． 5 5 ～1 ． 1 6 。放 1 6 C l舳 I 4／ 2 0 0 3 4 安全生产效果 4 ． 1 安全 情 况 1 斜巷运输 与走向长壁开采相比， 倾斜长 壁开采长距离的巷道斜巷增加了许多不安全因素， 虽然采用 了先进 的 S Q一1 2 0 0型无极绳绞 车 ， 但矿 车掉道时有发生， 处理起来则非常困难和不安全。 另外 ， 紧随工作面 的开关列 车时刻悬 挂在运输巷道 斜巷 内， 由于移动频繁且重量大 ， 给安全管理增加了 难度。首采面 1 2 1 2 3 工作面接近收作段， 煤层倾 角局部偏大， 检修班下移开关列车时， 发生了一起放 大滑事故， 撞坏几台大设备， 直接经济损失达 2 0 0 0 万元。因此， 倾斜长壁工作面要特别加强巷道的运 输管理工作。 2 瓦斯管理 由于是俯斜开采， 工作推进方 向与瓦斯上浮方向相反， 另外又采取了沿工作面煤 层打顺层钻孔抽放煤层瓦斯及工作面顶板距回风巷 侧 1 8 1T I 布置瓦斯抽排巷及合理配置风量等综合治理 措施， 两工作面均无瓦斯超限现象 ， 下转 第 2 6页 ⋯i f i 垂 ■ I l 誓■啊l 噩 一 ’ 维普资讯 收工艺如下 调整 2 架方向， 使其底座落在工作面 铺设的特制轨道的滑道上， 通过安装在正对切眼方 向上的J M一1 4慢速回柱绞车， 缓慢拖动至出口处， 将其交由装车站的牵引绞车拉至装车站。在拖动过 程中， 由于底座与特制轨道滑道轨面相接触， 不与底 板接触 ， 减小 了拖动过程 中运行阻力 ； 而特制轨道的 护道起 到导 向作用 ， 不使 液压支架发 生偏移。从 而 达到快速 回收的 目的。 支架牵引至装车站后 ， 利用装 车站的特制设施 进行快速装车。装 车站工作原理如 下 将 支架平 板 车固定在装车站 内； 由装车站 内牵引绞车牵 引液压 支架， 利用装车站内特制轨道与输送轨道的高差及 装车站中护梁的导向作用， 把液压支架直接装入支 架平板车上 ； 通过适当调整后 ， 用支架夹具固定液压 支架。运至地 面支架场或下一个综采 工作面 ， 从 而 达到快速装车 目的。 回收 2 架后 ， 然后 回收 3 架 ， 其工艺过程与 回 收 2 架相同 ， 依次类推 ， 最后 回收 1 架 ， 回收过 程 见图 3 。 5 经济分析 未采用特殊轨道时 ， 支架整体拉移 阻力大 ， 支架 易偏斜， 整体拉移困难， 牵引钢丝绳易损坏， 牵引绞 上接 第 1 6页 确保 了安全生产 。 4 ． 2 高产高效 张集煤矿于 2 0 0 1年 1 1月 1 8日正式投产 ， 首采 面 1 2 1 2 3 工作 面在正常情况 生产 的 8个 月 内， 累 计出煤 1 4 1 ． 7万 t ， 平均月产 1 7 ． 7万 t ， 最高月产 2 3 ． 0 2万 t ； 第二个 面 1 2 1 5 3 工作面在正 常生产 的 4 个月内， 累计出煤 8 4 ． 1 万 t ， 平均月产 2 1 ． 0 4万 t ， 最高月产 2 2 ． 2 9 万 t 。2 0 0 2 年张集煤矿累计生产原 煤5 0 7 万 t ， 全员工 效 1 1 ． 7 4 7 t ／ S i ， 直 接工 效 达 7 9 ． 7 5 2 t ／ -5 2 ， 投产第一年达到且 超过 了设计生产 能 车功率大 一而新工艺解决了上述 问题。 图 3回收过程 不意 与框架式装 车站 相比较 ， 特殊装车站具有装车 速度快， 液压支架定位准确 ， 劳动强度低和安全性高 等优点 。 新工艺采用后， 缩短了支架回收时间， 降低了回 收成本。与传统工艺相比较 ， 其劳动生产率提高近 2倍。 6 结论 该工艺在汪家寨煤矿 2 0 0 1年运用至今 ， 已先后 在 4个工作 面成功运用 。实践证 明， 该 工艺具有 回 收快速 、 安全可靠、 劳动生产率高等优点。该工艺具 有较高的实用性 。 力， 实现了高产高效矿井 目 标。 5 结语 [ 责任 辑 宋t勋】 倾斜长壁开采 方法 ， 取 消了采区上 、 下 山巷道 ， 简化了采面生产系统， 减少了矿井投产前工程量， 实 现了建设高产高效矿井的目标。倾斜长壁采煤法在 张集煤矿的成功实践说明， 在煤层条件适宜的矿井 或采区 ， 采用倾斜长壁采煤法 ， 明显优于走 向长壁 采煤法 。 [ 责任 辑 宋t勋】 Ap p l i c a t i o n o f I n c l i n e d L o n g wa l l Mi n i n g Me t h o d i n Z h a n g j i C o a l Mi h e TANG Hu a n g - s o n g J O t a n i C o a l Mi n e ， Hu a i n a n Mi n i n g G r o u p L t d． C o ． ， F e n g t a i 2 3 2 1 7 4 ， C h i n a Ab s t r a c t Th i s p a p e r i n t r o d u c e s a p p l i c a t i o n a n d ma i n p a r a me t e r o f i n c l i n e d l o n g wa l l mi n i n g me t h o d i n Z h a n g j i c o a l mi n e ， a n a l y z e s f o r m a n d f e a t u r e o f r o a d wa y a r r a g e me n t ， d esc rib e s i t S c o a l wi n n i n g t e c h n o l o g y a n d s a f e p r o d u c t i o n ． Ke y wo r d s - i n c l i n ed l o n g wa l l ；r o a d wa y a r r a g e me n t ；p r o d u c t i o n s y s t e m ；h i g h o u t p u t a n d e f f i c i e n c y 2 6 Co a l 4 ／ 2 0 0 3 一 一～ l 馑 厦l疆阻 ■l 睡一 ’ 维普资讯