【文章內(nèi)容簡介】 綜采具有更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢， 近十年來，以神東礦區(qū)為代表的現(xiàn)代化礦井建設(shè)，依靠得天獨(dú)厚的厚煤層覆存條件和先進(jìn)的管理模式，采用國際一流裝備，進(jìn)行 4～ 6m一次采全高，不斷刷新工作面高產(chǎn)高效紀(jì)錄，工作面年產(chǎn)超過 1000 萬 t。晉城寺河煤礦采用國產(chǎn)大采高液壓支架，成功實(shí)現(xiàn) 6元 ，月產(chǎn)突破 80萬 t，創(chuàng)造了世界最大采高高產(chǎn)高效紀(jì)錄 國外主要產(chǎn)煤國家厚煤層開采主要采用一次采全高長壁開采，美國、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家家的煤礦普遍采用高效集約化生產(chǎn)，最大采高 4． 5m；南非和捷克最大采高達(dá)到 6m 液壓支架向高工作阻力的兩柱掩護(hù)式支架發(fā)展，支護(hù)工作阻力達(dá) 6 000～ 12 000kN，支護(hù)高度 3一 6m，支架立柱缸徑 320～ 440mm，支架中心距 1． 75m和2． om，支架控制方式為環(huán)形供液及電液控制，支架的降、移、升循環(huán)時間小于 10s，支架的壽命試驗(yàn)高達(dá) 50 000次以上 . 世紀(jì)之交的十多年間，以長壁高效綜采為代表的煤炭井工開采技術(shù)取得前所未有的新進(jìn)展。高效綜采發(fā)展主要體現(xiàn)在以下三方面：一是綜采工作面生產(chǎn)能力大幅度提高，采區(qū)范圍不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了“一礦 一面”年產(chǎn)數(shù)百萬噸煤炭的高產(chǎn)高效和集約化生產(chǎn)模式；二是高效綜采裝備和開采工藝不斷完善，推廣使用范圍不斷擴(kuò)大，中厚煤層開采、厚煤層一次采全高開采和薄煤層全自動化生產(chǎn)等技術(shù)和工藝取得巨大成功；三是高效綜采裝備的研制開發(fā)取得新的技術(shù)突破，年生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到 10 Mt，并實(shí)現(xiàn)了綜采工作面生產(chǎn)過程自動化，大型綜采礦井技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到大型先進(jìn)露天礦水平。鑒于我國煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)和當(dāng)前煤炭需求快速增長，高效綜采也將成為能源開發(fā)技術(shù)重要的競爭領(lǐng)域一次采全高工作面的循環(huán)進(jìn)度主要考慮采煤機(jī)的截深，放頂煤開采工作面的循環(huán)進(jìn) 度 .考慮采煤機(jī)截深和放煤步距。截深的確定首先是根據(jù)工作面整體生產(chǎn)能力進(jìn)行考慮，綜合機(jī)械化開采初期，工作面截深均選用 o． 6m 標(biāo)準(zhǔn)截深，隨著技術(shù)的進(jìn)步，工作面裝備能力的加大提供了采煤機(jī)足夠的截割功率和輸送機(jī) 足夠的輸送能力，巷道支護(hù)技術(shù)的提高保證了大斷面巷道的掘進(jìn)和維護(hù) , 給工作面加大截深提供了有力的技術(shù)支持，近年來，高產(chǎn)高效礦井能夠普遍采用 0． 8m 和 1． om截深，有力保證了礦井生產(chǎn)能力的提高。 實(shí)際生產(chǎn)中，截深的確定首先考慮煤層地質(zhì)條件的影響，其考慮因 素包括：工作面頂板的破碎程度、工作面煤質(zhì) (硬度、節(jié)理層 理發(fā)育程度 )、煤層的瓦斯含量等。其次要考慮工作面設(shè)備能力；截深的加大是伴隨著采煤機(jī)截割功率的增加而實(shí)現(xiàn)的，同時對采煤機(jī)截齒、截割部受力、整體結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，采煤機(jī)的能力增加一方面體現(xiàn)在截割功率的增加，另一方面體現(xiàn)在牽引速度的增加；同時截深的選取還應(yīng)考慮支架的支護(hù)強(qiáng)度和 防護(hù)能力以及輸送機(jī)的運(yùn)輸能力。采煤機(jī)截深不但要考慮傳統(tǒng)的截割功率大小，而且對于綜采放頂煤工作面還要考慮與放煤步距的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。放頂煤工作面實(shí)踐證明合理的放煤步距為 1 m 左右。即采煤機(jī)截深為 0． 6 m 時采用兩刀一放，采煤機(jī)截深為 0． 8m和 1． 0m時采用一刀一放。合理的放煤步距是提高回采率、降低含矸率的重要因素。放煤步距應(yīng)該滿足兩個條件，一是與支架放煤口的縱向尺寸的水平投影一致，二是與采煤機(jī)截深成整數(shù)倍關(guān)系。三、工作面生產(chǎn)能力工作面的生產(chǎn)能力與采煤機(jī)截深、牽引速度及設(shè)備開機(jī)率有關(guān)。國產(chǎn)綜采工作面裝備經(jīng)過近十幾年的 發(fā)展，技術(shù)水平及可靠性得到了很大的提高，采煤機(jī)的牽引速度可以達(dá)到 6～ 8m／min，綜采工作面的開機(jī)率已經(jīng)由 50％左右提高到 70％以上。 王莊煤礦自 1988 年探索綜放開采技術(shù)以來，經(jīng)過近二十年的發(fā)展，這種對厚煤層的采煤技術(shù)日趨成熟 ,目前已經(jīng)成為我國厚煤層的主要開采方法之一。但近年來，隨著綜采設(shè)備制造技術(shù)的飛速發(fā)展，綜采設(shè)備走向重型化、強(qiáng)力化和自動化，使設(shè)備的可靠性得到保證，有力的推動了大采高綜采技術(shù)的發(fā)展，帶來了新一輪采煤技術(shù)的革命，目前在神東、晉城等礦區(qū)已率先在 f=高綜采設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)工效最高，噸煤成本最低的成果，極大地提高了煤炭市場的競爭能力。 為了研究大采高綜采技術(shù)在王莊礦現(xiàn)有生產(chǎn)條件下的可行性，王莊礦于 2020年 11月成立了由機(jī)電、生產(chǎn)、地質(zhì)、通風(fēng)、運(yùn)輸、自動化、計劃及綜采安裝等科室、隊組人員組成的調(diào)研小組，詳細(xì)地分析王莊礦的煤層賦存和現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)狀況，并對神東上灣、晉城寺河及趙莊等礦進(jìn)行了現(xiàn)場考察，收集了各礦使用大采高綜采設(shè)備開采的有關(guān)技術(shù)資料，經(jīng)過分析對比認(rèn)為，目前大采高綜采工作面采用大功率，高可靠性設(shè)備，具有較強(qiáng)地適應(yīng)能力，在王莊礦使用是可行的，必將進(jìn)一步加快王莊礦以減隊減面，增產(chǎn)增效為主要內(nèi)容的集約化發(fā)展步伐，推動王莊乃至潞安的采煤技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)安全高效礦井的建設(shè)。 王莊煤礦概況 王莊煤礦于 1966年 12月建成投產(chǎn)，原設(shè)計能力為 90萬噸 /年，先后經(jīng)過兩次改擴(kuò)建和多次系統(tǒng)環(huán)節(jié)改造，礦井集約化程度、綜合生 產(chǎn)能力和可持續(xù)發(fā)展能力大幅度提高，目前礦井安全生產(chǎn)許可能力達(dá)710 萬噸 /年。王莊礦井田面積 （包括后備區(qū) 28Km2），開采深度由 +880 米至 +350 米標(biāo)高 . 礦井開拓 :礦井開拓方式為立、斜井綜合開拓，現(xiàn)有 +740和 +630兩個生產(chǎn)水平，上下水平通過暗斜井溝通。目前，正在準(zhǔn)備 +540水平的開拓延深?，F(xiàn)有 4 5 6 62四個生產(chǎn)盤區(qū)。 主提升運(yùn)輸系統(tǒng) :王莊礦有兩套主提升運(yùn)輸 系統(tǒng)， +740 水平為立井箕斗 ()提升， +630水平為斜井膠帶提升。主斜井膠帶年提升能力為 537萬噸，主立井箕斗年提升能力為 175萬噸，通過主提升運(yùn)輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)改造，溝通了兩水平的主運(yùn)輸提升系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了兩水平提升能力互補(bǔ)，礦井綜合提升能力超過 710 萬噸 /年。 輔助運(yùn)輸系統(tǒng) : 輔助運(yùn)輸為軌道運(yùn)輸 ,軌道軌距為 900mm。斜井軌道提升方式為斜井串車提升。水平大巷均采用架線電機(jī)車牽引材料列車運(yùn)送生產(chǎn)材料、設(shè)備等。采區(qū)車場及采區(qū)軌道，采用無極繩絞車與小絞車接力運(yùn)輸方式運(yùn)送材料。工作面風(fēng)、運(yùn)巷軌道采用無極繩絞車與小絞車牽引運(yùn)輸方式。 地質(zhì)概況：王莊煤礦現(xiàn)開采的 3號煤層賦存于二疊系下統(tǒng)山西組地層的中下部，煤層厚度 ～ ，平均厚度 ，硬度f=13,6 43采區(qū)稍硬， f=23，結(jié)構(gòu)一般較簡單，該煤層厚度變異系數(shù)Ｙ＝ ％。其可采指數(shù)Ｋ m＝１，屬穩(wěn)定煤層。 3號煤層直接頂板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、局部為粉砂巖，厚 0～ 。老頂為中 粒砂巖、細(xì)粒砂巖，厚 ～ 。裂隙發(fā)育，呈張開狀，無充填物充填。煤層上覆巖性 ,從直接頂?shù)嚼享敒檐浫酢珗杂残?，堅硬～堅硬型。上部覆巖為軟弱～堅硬相 間平行復(fù)合結(jié)構(gòu)。巖層傾角為 3～11176。直接底板為炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，厚度 0～ 。其下部為細(xì)粒砂巖和中粒砂巖。 現(xiàn)有儲量：截止 2020年 12 月末，王莊煤礦現(xiàn)開采的 3號煤層儲量 /資源量為 ，其中現(xiàn)生產(chǎn)水平 +740及 +630水平 萬噸， +540水平 。現(xiàn)生產(chǎn)水平工作面圈定儲量為 萬噸，工作面可采儲量為 。 +540水平除去村莊及高速路壓煤，河下壓煤外，可供開采設(shè)計的儲量為 萬噸。 綜上所述，王莊礦在生產(chǎn)規(guī)模、地質(zhì)條件和煤層 儲量等方面上具備應(yīng)用大采高綜采設(shè)備的能力和條件。