原江鵬

（山西晉煤集團(tuán)大峪煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048000）

1 工程背景

山西晉煤集團(tuán)大峪煤業(yè)有限公司15號煤層采用分層綜采工藝開采。15號煤層厚度為4.5～5.2m，平均4.68m，含1～3層夾矸，煤層結(jié)構(gòu)中等，直接頂板為K2石灰?guī)r，厚度6.60～9.10m，平均7.90m，局部發(fā)育薄層黑色泥巖砂質(zhì)泥巖偽頂，厚度為0～0.40m。其底板為灰黑色泥巖、粉砂巖，厚度3.20～8.80m，平均5.91m。全井田穩(wěn)定可采。

2 一次采全高采煤法設(shè)計

根據(jù)礦井地質(zhì)報告可知，15號煤層厚度為4.5～5.2m，平均4.68m，煤層賦存穩(wěn)定，頂板為K2灰?guī)r，頂板支護(hù)條件良好?，F(xiàn)場實(shí)際施工揭露煤層及煤層底板與地質(zhì)報告所述基本一致，另，實(shí)際施工過程中發(fā)現(xiàn)煤層與煤層頂板有顯著的離層現(xiàn)象。

為進(jìn)一步提高本礦井煤炭采出率，減少工作面開采工序，用最簡易的開采系統(tǒng)對井下煤炭資源進(jìn)行充分采出，進(jìn)一步保障安全的前提下提高企業(yè)生產(chǎn)期經(jīng)濟(jì)效益。

本礦井隸屬于晉煤集團(tuán)金鼎公司，金鼎公司可生產(chǎn)絕大部分大采高采煤設(shè)備，大采高工作面所需設(shè)備，基本可實(shí)現(xiàn)全部自給。

因此，本次設(shè)計變更將15號煤層采煤方法采用大采高一次采全高。

（1）回采工作面長度

設(shè)計考慮工作面長度100m。根據(jù)工作面長度和15號煤層厚度，結(jié)合礦井開采技術(shù)條件，確定礦井以一個大采高一次采全高綜采工作面保證礦井設(shè)計規(guī)模。

（2）工作面采煤、裝煤、運(yùn)煤方式及設(shè)備選型

針對15號煤層的賦存條件及開采技術(shù)條件并結(jié)合目前國內(nèi)分層綜采工作面設(shè)備配備情況，選用性能良好，安全可靠，并能適合于礦井具體條件的較先進(jìn)設(shè)備，根據(jù)這一基本原則，對工作面采、裝、運(yùn)設(shè)備進(jìn)行選型。

① 回采工作面采煤機(jī)應(yīng)具備的生產(chǎn)能力

式中：

Qh-落煤設(shè)備應(yīng)具備的最小生產(chǎn)能力，t/h；

Qy-工作面年產(chǎn)量，30×104t；

D-年生產(chǎn)天數(shù)，330d；

f-能力富余系數(shù)，1.4；

T-每日生產(chǎn)時數(shù)，（三采一準(zhǔn)T=18h）；

K-開機(jī)率，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)取50%。

滿足回采工作面應(yīng)具備的生產(chǎn)能力時，采煤機(jī)的平均牽引速度

式中：

Qh-采煤機(jī)應(yīng)具備的最小生產(chǎn)能力，142t/h；

B-截深，0.8m；

M-采高，平均值取4.68m；

γ-15號煤層的實(shí)體密度，1.46t/m3；

C-能力富余系數(shù)，1.4。

② 回采工作面采煤機(jī)的功率

式中：

v-采煤機(jī)所需平均牽引速度，m/min；

B-工作面截深，0.8m；

M-采高，平均值取2.3m；

k-破巖能力系數(shù)，取1.2；

KW-能耗系數(shù)，取2。

根據(jù)計算采煤機(jī)需要的平均牽引速度，綜合考慮煤質(zhì)硬度、煤層傾角、采高等因素，金鼎公司設(shè)計開發(fā)的MG160/221-TWD交流電牽引采煤機(jī)，其性能與技術(shù)參數(shù)完全符合該工作面的生產(chǎn)要求。該機(jī)主機(jī)分別由煤壁側(cè)兩個支撐滑靴和老塘側(cè)的兩個導(dǎo)向滑靴支撐在運(yùn)輸機(jī)的中部槽上，由一個50kW牽引電機(jī)驅(qū)動的右行走箱中擺線輪與銷排的強(qiáng)力嚙合，再由左右兩導(dǎo)向滑靴的導(dǎo)向，來實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)沿運(yùn)輸機(jī)方向的單牽引行走，同時截割臂上的滾筒也在截割電機(jī)的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，機(jī)器割煤時從刮板輸送機(jī)機(jī)尾順槽巷道直接進(jìn)刀，采內(nèi)放外，具有功耗小、效率高、塊率高、安全性高的突出優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié)論

本文根據(jù)對山西晉煤集團(tuán)大峪煤業(yè)有限公司礦井15號煤層的煤層概況、地質(zhì)情況以及煤炭開采的要求，將原有的綜采回采的采煤方法優(yōu)化設(shè)計為大采高一次采全高采煤方法。研究表明，與分層綜采相比，具有生產(chǎn)能力大、巷道布置簡單、工序簡單、巷道掘進(jìn)量和維護(hù)量小、回采工效和采出率高、噸煤成本低的優(yōu)點(diǎn)；與綜放開采相比，具有采出率高、含矸率低、煤塵小等優(yōu)點(diǎn)。