【導讀】黃陵縣腰坪鄉(xiāng)管轄。為了適應國家開發(fā)大西北的戰(zhàn)略部署，加快陜西經(jīng)濟發(fā)展速

　　

【正文】 單、外形尺寸小、沒有復雜的液壓元件和液 壓 系統(tǒng)，可開采厚度較小的煤層且易于維護；采用 刨煤機 刨陜 西 煤 業(yè) 集 團 黃 陵 建 莊 礦 業(yè) 有 限 公 司 礦井二盤區(qū)開采初步設計 咸陽星城礦山工程服務有限公司 33 煤、裝煤，采出原煤塊率高、塊度大，粉塵少、粉塵濃度低、外在灰分混 入 少、原煤灰分降 低 ，煤質和價格大大提高且減少了粉塵治理環(huán)節(jié) ；采用小截深、多循環(huán)的方式緊貼著煤壁快速 割 煤，利用礦壓僅需刨落煤壁壓酥區(qū)表層，破煤能耗少、對頂板的振動小，割煤后頂板暴露的面積小、時間短、所需液壓支架 頂 梁端 面 距小、頂板壓力小、有利于頂板管理和減少因漏頂而混進煤中的頂板巖石量，使原煤的質量大大提高且可適應破碎頂板；刨頭外形尺寸小對工作面通風斷面影響甚微，靜力刨煤、裝煤極少產(chǎn)生火星 ，原煤塊率高、塊度大則釋放瓦斯均勻，因此刨煤機可在高瓦斯煤層中使用；全自動化刨煤機同 樣 具有電液控制系統(tǒng)的液壓支架配套后可采用定量推進替代傳統(tǒng)的定壓推進，保證了以固定刨深隨時刨煤隨時推進，實現(xiàn)了連續(xù)循環(huán)作業(yè)，工作時間利用率高、效率高、產(chǎn)量高；操作和監(jiān)控系統(tǒng)設置在回采巷道內(nèi)，工作面無人化、工人無需跟機作業(yè)、勞動條件好、勞動強度小、事故少、人員少、便于生產(chǎn)管理、有利于安全生產(chǎn)和降低用人成本；開采薄煤層時對長工作面有較強的適應性，相對減少了巷道掘進量，這對于薄煤層開采尤其重要。缺點是刨煤機鑄件單一化、形狀復雜、精度 較高、自動化程度高，要求工作人員具備較高的 技術 水平；對工作面地質條件要求較高、適應性不如滾筒采煤機，不能隨時調(diào)整刨頭的高度、頂板起伏時要留頂 底煤 或通過困難，不能隨時大量提高刨頭起底量、底板起伏不平和調(diào)向裝置靈敏度不夠時會造成“飄刀”或“啃底”，底板松軟或煤粘頂時移架困難會影響自動化程度，靜力刨煤遇到煤層夾矸或煤質太硬（普氏系數(shù) f≥ 4）時會降低生產(chǎn)率。 陜 西 煤 業(yè) 集 團 黃 陵 建 莊 礦 業(yè) 有 限 公 司 礦井二盤區(qū)開采初步設計 咸陽星城礦山工程服務有限公司 34 （三） 滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采方法的實踐效果 我國一些省區(qū)薄煤層儲量比重很大，如安徽占 72%、四川占 60%、山東占 54%、黑龍江占 51%、貴州占 37%，其它產(chǎn)煤省份如山西、內(nèi)蒙、河北、吉林等也有豐富的薄煤層資源 ，他們積累了豐富的薄煤層綜合機械化采煤法經(jīng)驗 。 據(jù)調(diào)研 山西大同同家梁煤礦 408 盤區(qū) 8層8805 工作面 ， 山西焦煤汾西礦業(yè)集團賀西煤礦的二采 4煤層 2404工作面 ， 河北峰峰集團黃沙礦 112 上 89 薄煤層工作面綜采工藝試采 ，都去得了良好的安全、技術和經(jīng)濟效果。 綜上分析， 炮采、機采工作面 雖技術簡單、投資小，但安全條件差，勞動強度大，工作面單產(chǎn)低，勞動效率低； 螺旋鉆采煤機僅適于開采極薄煤層和回收邊角；煤滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采方法、刨煤機配液壓 支架綜合機械化采 煤 方法相比，薄煤層滾筒 式 采煤機綜采比刨煤機對煤層賦存的地質條件適應性較強、過斷層能力高，破煤能力較高、機械化程度高、可有效控制和易于管理頂板、減少了安全隱患、改善了工人勞動條件和減輕了勞動強度，工作面推進速度快、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)量高、效益好。最大缺點是最小采高受到一定限制，“小機身、大功率”問題很難有效解決，造成薄煤層綜采一般只用于厚度大于 m 的薄煤層 。 薄煤層滾筒式采煤機綜采 采 煤法 為 近年來在 大中型礦井中普遍采用的一種采煤方法 。我省焦家溝煤礦采用 薄煤層滾筒式采煤機綜采采 煤法也取得了成功， 經(jīng)濟安全效果俱佳。 該采煤方法技術先進， 機械化程度高， 管理集中 ，單產(chǎn)較高， 采用液壓支架支撐頂板，生產(chǎn)安陜 西 煤 業(yè) 集 團 黃 陵 建 莊 礦 業(yè) 有 限 公 司 礦井二盤區(qū)開采初步設計 咸陽星城礦山工程服務有限公司 35 全 ， 人員少， 勞動強度低，工作面推進速度快，有利于回采巷道維護和煤炭自燃的防治 。但本礦 4－ 1 煤層 厚度 相對較小， 平均 只有 ，二盤區(qū) 4－ 1 煤層的幾何形狀極不規(guī)則，不利于綜合機械化采煤工藝的充分發(fā)揮， 另外， 工作面 整體投資相對較高。 從提高 機械化程度 ，減少工人勞動強度，提高礦井 生產(chǎn) 安全 性 角度考慮，設計推薦 4－ 1煤層 采用長壁 式 滾筒式采煤機 綜 合機械化采 煤 工藝 采煤法。此采煤方法也符合 我國目前煤炭工業(yè)的方針政策， 提高礦井安全裝備水平、改進落后采煤工藝、提高 勞動效 率 、降低勞動強度 。 二、 4－ 2煤層采煤方法選擇 4－ 2煤層屬于厚煤層，可采厚度 ～ ，平均 根據(jù)上述 4－ 2煤層的具體條件、該礦的生產(chǎn)規(guī)模、技術管理水平，結合我省目前 厚 煤層開采技術經(jīng)驗、機械化發(fā)展水平及生產(chǎn)管理水平，可提出三個方案： 方案Ⅰ：傾斜分層、分層分采，長壁式布置綜采采煤法 即將 4－ 2煤層沿傾斜分成上下兩個分層，整個盤區(qū)先采上分層，利用黃泥灌漿形成再生頂板，再采下分層。采煤工作面采用 長壁 式布置，普通綜合機械化采煤工藝采煤法。即滾筒式采煤機 破煤和裝煤、可彎曲刮板輸送機運煤、自移式液壓支架支護頂板、全部垮落法管理頂板。 該采煤方法 利用再生頂板采用普通綜合機械化采煤工藝，技術簡單，經(jīng)驗成熟，安全性相對較好，工作面 整體投資相對較 低，管理方便，煤炭回收率較高 。 但分層開采工作面單產(chǎn)低，掘進率高，工作面搬遷次數(shù)多，勞動效率低，不有利于煤炭自燃的預防，噸煤成本高。陜 西 煤 業(yè) 集 團 黃 陵 建 莊 礦 業(yè) 有 限 公 司 礦井二盤區(qū)開采初步設計 咸陽星城礦山工程服務有限公司 36 另外，再生頂板下開采頂板管理較困難，分層厚度不好控制。 方案Ⅱ：長壁式布置大采高一次采全厚綜采采煤法 即選用大采高綜合機械化采煤設備，一次采全厚。采煤工作面采用 長壁 式布置，大采高綜合機械化采煤工藝 采煤法。即滾筒式采煤機破煤和裝煤、可彎曲刮板輸送機運煤、自移式液壓支架支護頂板、全部垮落法管理頂板。 該采煤方法 利用大采高綜合機械化采煤工藝，具有工作面單產(chǎn)高，掘進率低，工作面搬遷次數(shù)少，勞動效率高，有利于煤炭自燃的預防，煤炭回收率高，噸煤成本較低等優(yōu)點。但技術難度大，經(jīng)驗不成熟，煤壁片幫嚴重，采煤機、液壓支架穩(wěn)定性差，安全性相對較差，工作面 整體投資相對 高，工作面工程質量管理難度大 。 另外， 4－ 2 煤層厚度變化大，一般厚度 ～ ，不利于采煤機和液壓支架設備選型。 方案Ⅲ：長壁式布置一次采全厚綜合機械 化放頂煤采煤法 即選用 綜合機械化放頂煤采煤設備，一次采全 厚。采煤工作面采用 長壁 式布置，綜合機械化放頂煤采煤工藝采煤法。即滾筒式采煤機破煤和裝煤、可彎曲刮板輸送機運煤、放頂煤自移式液壓支架放煤和支護頂板、全部垮落法管理頂板。 該采煤方法 利用放頂煤綜合機械化采煤工藝，具有工作面單產(chǎn)高，技術較簡單，經(jīng)驗成熟，掘進率低，工作面搬遷次數(shù)少，勞動效率高，安全性相對高，工作面 整體投資相對 較低，對煤層厚度變化適應性強，噸煤成本較低等優(yōu)點。但工作面煤炭回收率低，煤塵較大，不有利于煤炭自然發(fā)火的預防 。 另外，采煤工作面推進速度較 慢，不陜 西 煤 業(yè) 集 團 黃 陵 建 莊 礦 業(yè) 有 限 公 司 礦井二盤區(qū)開采初步設計 咸陽星城礦山工程服務有限公司 37 利于回采巷道的維護，加大了煤炭自燃的可能性。另外， 二 盤區(qū)北部的薄煤層需另選設備（可利用 4－ 1煤層設備）。 綜合機械化放頂煤采煤 法在該礦一 盤區(qū) 應用比較成功，僅在設備選型上有些不足，如液壓支架工作阻力和采煤機裝機功率偏低等，需要改進。二 盤區(qū) 與一 盤區(qū) 相鄰，條件相近。 綜上 述 ，從提高礦井 生產(chǎn) 安全 可靠、經(jīng)濟 、 高產(chǎn) 、 高效和有利于綜合機械化設備選型 角度考慮，設計推薦 4－ 2煤層 采用 方案Ⅲ長壁式布置一次采全厚綜合機械化放頂煤采煤法。 此采煤方法符合 該礦設計生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)技術管理水平和 4－ 2煤層的具體賦存條件 。 陜 西 煤 業(yè) 集 團 黃 陵 建 莊 礦 業(yè) 有 限 公 司 礦井二盤區(qū)開采初步設計 咸陽星城礦山工程服務有限公司 38 第四章 盤區(qū)巷道布置 第一節(jié) 盤區(qū)巷道 布置 方案 一、概述 二盤區(qū) 東 西長約 4650m；南北寬約 2500m。有 2 層可采煤層，自上而下為 4－ 4－ 2煤層。 42煤層為區(qū)內(nèi)的主采煤層，基本全區(qū)可采，幾何形狀分布規(guī)則，可采煤層厚度 ～ ，平均 ，結構簡單； 4－ 1 煤層為局部可采煤層，幾何形狀分布極不規(guī)則，可采煤層厚～ ，平均 ，結構簡單。兩層煤層間距約 ～ ，一般 1～ 3m。煤層埋深約 155～ 655m?？傮w趨勢為一大體西傾，傾角3176。左右的寬緩單斜，并 在此基礎上發(fā)育了幅度不大的波狀起伏， 地質構造 較簡單。低瓦斯，煤塵具有爆炸性， 4－ 1煤層屬易自燃 、 4－ 2煤層 屬 自燃 。 水文地質較簡單。煤層直接頂板巖性為泥巖、粉砂質泥巖等，屬中等穩(wěn)定性性頂板，煤層直接底板為一套厚度不大的 粘土質沉積物，含粉砂質、炭質、鈣質及鐵質鮞粒和植物根化石，遇水膨脹易變形。 礦井主要大巷 即 運輸大巷、輔助運輸大巷和回風大巷 均貫穿二盤區(qū)南部邊界。主要大巷的南部為正在生產(chǎn)的一盤區(qū)。地表無需要留設保安煤柱的重要建構筑物和大的水體。 二、 盤區(qū)巷道布置方案 比選 （一）帶區(qū)式布置與盤區(qū)下山式布置 方案 的比選 方案 陜 西 煤 業(yè) 集 團 黃 陵 建 莊 礦 業(yè) 有 限 公 司 礦井二盤區(qū)開采初步設計 咸陽星城礦山工程服務有限公司 39 帶區(qū)式布置即 將二盤區(qū)沿東西方向劃分為南北方向的帶區(qū)，在帶區(qū)內(nèi)布置采煤工作面。 直接 利用 礦井的運輸大巷、輔助運輸大巷和回風大巷 由南向北開掘采煤工作面的運輸巷、輔助運輸巷和回風巷 至北部可采邊界，開切眼貫通運輸巷、輔助運輸巷和回風巷， 布置工作面安裝設備進行開采。 帶區(qū)式布置取消了盤區(qū)準備巷道（三條盤區(qū)下山），井巷工程量少 ，準備時間短 ；巷道 萬噸 掘進率低，有利于 緩和 采掘關系；生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)節(jié)少，設備占有量少，人員少，管理簡單 ；煤炭折返運輸 。 但這種布置 礦井開拓與采煤工作面準備和回采工作相互干擾大；盤區(qū)無 獨立生產(chǎn)系統(tǒng)，發(fā)生災害時相互影響大； 特別是 井底 車場 東北部 有大面積 的資源無法開采，更不利于開采 4－ 1 煤層 ； 4－ 2 煤 層厚度南北方向變化大，不利于采煤工作面設備選型 。 方案 盤區(qū)下山式布置即 將二盤區(qū)沿南北方向劃分為東西方向的區(qū)段，在盤區(qū)東西方向的中部 布置一套下山，形成雙翼盤區(qū)。 利用礦井的運輸大巷、輔助運輸大巷和回風大巷由南向北開掘盤區(qū)運輸下山、輔助運輸下山和回風下山至盤區(qū) 北部 可采邊界后貫通，并掘出盤區(qū) 相 關硐室 ， 再由盤區(qū)下山向兩翼區(qū)段內(nèi)開掘運輸巷、輔助運輸巷和回風巷 至盤區(qū)東西部邊界 ， 開切眼貫通運輸 巷、輔助運輸巷和回風巷，布置工作面安裝設備進行開采。 盤區(qū)下山式布置 ，建立了完整 獨立 的盤區(qū) 生產(chǎn)系統(tǒng)， 各種 災害 發(fā)生時，有利于防災抗災，安全性高 ； 礦井開拓與采煤工作面準備和回陜 西 煤 業(yè) 集 團 黃 陵 建 莊 礦 業(yè) 有 限 公 司 礦井二盤區(qū)開采初步設計 咸陽星城礦山工程服務有限公司 40 采工作相互不干擾；特別是 有利于整個盤區(qū)資源的 開采，更 有 利于開采 4－ 1煤層 ； 4－ 2煤層厚度東西方向變化小，有利于采煤工作面設備選型。 但開掘 三條盤區(qū)下山，井巷工程量 大 ，準備時間長 ；巷道 萬噸 掘進率 高 ，采掘關系 緊張 ；生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)節(jié) 多 ，設備占有量 多 ，人員 多 ，管理 復雜 。 綜上 述 ，從提高礦井 生產(chǎn) 安全 可靠性、 防災抗災 能力、有利于開采盤區(qū)資源和避免采掘干擾 角度 考慮，設計推薦 4－ 2煤層 采用 盤區(qū)下山式布置 方案 。 此 方案 符合 該礦設計生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)技術管理 水平 、 煤層的具體賦存條件 ，更有利于采煤工作面設備選型 。 （二） 4－ 4－ 2煤層采用單一 布置 與聯(lián)合 布置 方案 的比選 方案一、 4－ 4－ 2煤層單一 布置 4－ 4－ 2煤層單一布置 即在 4－ 4－ 2煤層中各布置一套盤區(qū)下山，各層煤分別開采。這種布置方式可以根據(jù) 本盤區(qū) 各層煤的具體賦存條件、幾何形狀和尺寸，選擇合理的盤區(qū)下山 巷道 位置、斷面形狀 、尺寸 及 支護方式；盤區(qū)下山巷道服務時間短，維護容易；聯(lián)絡巷工程量（巖巷）少，掘進費低； 4－ 4－ 2煤層生產(chǎn)系統(tǒng)相對獨立 ，便于管理。但是， 4－ 1煤層屬于薄煤層且為局部可采，在 4－ 1煤層中布置盤區(qū)下山巷道全為半煤巖巷，局部為巖巷，巖巷掘進工程量大， 萬噸掘進率高，不利于調(diào)節(jié)采掘關系； 布置兩套下山，總 掘進費用高 ，經(jīng)濟效果差 ；多一套生產(chǎn)系統(tǒng)，設備占有量多、人員多； 4－ 4－ 2煤 層間距?。▋H 1~3m） ，兩套 生產(chǎn) 系統(tǒng)相互干擾大； 兩套盤區(qū)巷道煤柱量大，煤炭損失多。 陜 西 煤 業(yè) 集 團 黃 陵 建 莊 礦 業(yè) 有 限 公 司 礦井二盤區(qū)開采初步設計 咸陽星城礦山工程服務有限公司 41 方案二、 4－ 4－ 2煤層聯(lián)合 布置 4－ 4－ 2 煤層聯(lián)合布置即在 4－ 2 煤層中布置一套盤區(qū)下山，兩層煤聯(lián)合開采。這種布置方式，兩層煤共用一套 盤區(qū)下山，減少了 4－ 1