单体长壁采煤法在我矿薄硬煤层开采中实践应用

单体长壁采煤法在我矿薄硬煤层开采中实践应用

【内容摘要】本文从分析斜坡开采存在的问题入手，着重介绍丰海矿近年来单体长壁采煤法在薄硬煤层开采中实践应用情况以及所采取的主要技术与管理措施。

【关 键 词】单体采煤法 斜坡采面法 薄硬煤层

一、斜坡采煤法开采薄硬煤层采面布置及存在的主要问题 ⒈斜坡采煤法开采薄硬煤层采面布置

斜坡采煤法开采薄硬煤层，即在联络眼施工到位后，主斜坡向外施工至贯通上风巷，再根据煤层厚度、倾角、顶底板情况等，每隔一定间距从上至下向里施工若干条分斜坡，形成斜坡后退推采。采面布置如图1所示。

上风巷采空区线停采斜坡分斜坡3-5m采区边界主石门护巷下运巷图1:斜坡采煤法开采薄硬煤层采面布置示意图

⑴工作面布置参数：联络眼间隔15-20m，分斜坡在主斜坡中的间距为15-18米，斜坡坡度为220。

⑵回采顺序：按从上至下、由里往外的顺序进行割块开采。 ⑶煤柱留设：每道分斜坡回采至斜坡口5m左右应暂停回采，每道分斜坡工作面顶部必须留设隔离煤柱3-5m。主斜坡煤柱最后从上至下进行回收。

⒉斜坡采煤法开采薄硬煤层存在的主要问题

⑴采面回采率低。从图1采面布置示意图中看出，每道分斜坡工作面顶部都必须留设3-5m隔离煤柱, 每道分斜坡工作面斜长按15米，隔离煤柱按3m算，一道分斜坡的回采率为（15-3）/15*100%＝80%。

⑵安全保障差。由于采面上部隔离煤柱控制或保护不当，常常会出现爆通上部采空区，容易造成采面上部采空区矸石窜入工作面造成人员伤害，

停采线坡分斜煤柱 1

不利于安全生产。

⑶材料消耗高。从图1采面布置示意图中看出，斜坡采煤法小眼掘进工程量大，且多数薄煤层硬度较大，材料、火工等消耗较高，特别是打眼时钻头、钻杆、火工等消耗比采面回采高出10%以上。

因此，要改变这种较为传统的采煤方法和回采工艺，必须积极推行采煤工作面单体液压支柱支护走向长壁后退式采煤法，达到安全、高效、低耗的效果。

二、改进回采工艺，推行正规单体长壁采煤法

丰海矿307采区-60C2N工作面，走向长度约380m，平均斜长60m，平均倾角35°，平均煤厚0.65m，煤层硬度F＝3-4，属于薄硬煤层。煤层顶底板为细粉砂岩、细砂岩，较为完整。该工作面采用正规单体长壁采煤法。采面布置如图2所示。

巷-20C2N北一号皮 巷-60C2北保护煤柱线带斜 井 图2：307采区-60C2N采面布置示意图

⒈采面支护方式：采用DW-150/63型单体柱、戴帽点柱支护，帽板规格300*150*80mm，排柱距1.0*1.0m。

⒉顶板管理方式：采用全部垮落法管理顶板，工作面保持“见五回一留四”的顶板管理方式，第四排密柱切顶管理顶板。最大控顶距为4.8m，最小控顶距为3.8m，放顶步距为1.0m，炮道宽度0.6m。最大、最小控顶距如图3所示。

图3：最小、最大控顶距 2

⒊技术与管理措施：⑴优化炮眼布置，避免炮眼口直接对准单体柱，减轻放炮时对柱子造成冲击力。⑵若底板有伪底时，柱窝必须挖到实底，并对点柱底板进行打麻，确保柱子牢靠。⑶在采面上部及沿放顶线上设挡矸密柱，防止矸石窜入工作面。⑷采面使用麻绳拉线打柱和专用尺子控制排柱距和成排成行。⑸局部顶板破碎时，应缩小柱距，并用半圆木作梁进行护顶。⑹若局部煤层倾角在450以上时，应采取①将单体柱成排用∮4钢丝绳进行窜绑，形成一体。②每三排用板皮设一道档板，防止杂物坠落造成伤人。③采面上部作业时，下方禁止有人，并严格执行“工作面下煤不行人，行人不下煤”制度。④采面必须配备保险绳，方便行人、送料。

⒋工作面开采情况：307采区-60C2N采面自2008年4月份开始回采，2009年3月份回采结束，连续开采时间12个月，实际采出煤量20246吨，核定可采储量20650吨，回采率达98%，工作面平均单产1613吨，无出现垮面事故，达到安全、技术、经济三者齐头并进的良好效果。

三、其他薄硬煤层工作面推广应用情况

正规单体采煤法在307采区-60C2N采面试采取得成功后，我矿积极在其他有条件的薄硬煤层工作面推广应用单体采煤法。

⒈210采区+190C0S采面：工作面走向长度约450m，平均斜长80m，平均倾角25°，平均煤厚0.60m。煤层硬度F＝4-5，属于薄硬煤层。煤层顶底板为细粉砂岩、细砂岩，较为完整。2009年3月份开始该工作面采用高位贯通单体采煤法（工作面布置如图4所示），至7月份已实际采出煤量10805吨，目前仍在回采。

上部煤柱或构造带高位石门护巷煤柱下运巷眼米采区边界图4：高位单体采煤法布置示意图

⒉308采区-45C2N采面：工作面走向长度约240m，平均斜长50m，平均倾角40°，平均煤厚0.65m，煤层硬度F＝3-4，属于薄硬煤层。煤层顶底板为细粉砂岩、细砂岩，较为完整。2009年6月份开始该工作面采用正规

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单体长壁采煤法（工作面布置如图5所示），至7月份已实际采出煤量3199吨，目前仍在回采。 上风巷采区边界0.5米图3：最小、最大控顶距石门护巷煤柱下运巷图5：正规单体采煤法布置示意图

四、几点体会和建议

⒈采面遇断层、压薄等构造时，根据采面条件变化及时安排破压改造，调整采面及小眼布置，避免因构造影响造成重新起面和装面，实现采面连续推采。

⒉薄硬煤层局部块段储量在5000吨以上、能连续推采3个月以上且符合单体生产条件的，均可要求采煤队组织单体生产，充分发挥和挖掘单体柱采煤的综合效益。

⒊在条件具备的情况下，单体工作面每班配备一台便携式单体支柱阻力检测仪（KBY-60型），监测采面顶板压力情况，避免单体柱处于“等劲状态”，确保初撑力达到规定要求。

⒋在单体戴帽点柱支护时，因单体柱初撑力较大，半圆木帽板容易凹陷爆裂，造成帽板的护顶作用效果差。因此建议试用废旧皮带加工成规格为25*25厘米的两片皮带用钉子固定叠合一起替代木帽板。

⒌在薄煤层单体面推采过程中，必须建立和制定单体丢失抵押、单体现场管理、单体台帐清点等制度，有效控制单体柱及铰接顶梁丢失。

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