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摘 要：石台矿业自投产以来已开采近四十年，随着矿井的衰老，煤炭资源日益枯竭，薄煤层开采比重逐渐加大，但是薄煤层开采灰份较难控制，大大影响薄煤层开采效益，制约薄煤层开采技术发展。在采掘机械化率不断提高的同时，薄煤层半煤岩巷道综掘煤矸分运技术应用，能有效降低掘进过程中煤质灰份，为矿井持续高效生产提供了保障。
关键词：薄煤层 综掘 煤矸分运
前言
据初步统计，全国95个重点矿业集团公司中有80个集团公司的445处矿井都赋存着薄煤层，可采储量达61.5亿吨，约占煤炭总可采储量的19%左右。煤炭作为不可再生能源，在煤炭需求不断增加的今天，煤炭开采不断加大，资源不断减少，薄煤层开采的重要性已逐渐显现。在薄煤层开采之前，即薄煤层掘进工作面施工中，如何实现煤与矸石分运，也成为一个重要课题。
1.工作面概况
石台矿业煤矿是一座拥有三十多年开采历史的综合机械化矿井，现核定生产能力为150万吨/年，立井暗斜井多水平开拓，采区式准备，长壁采煤法，炮采、综采工艺，主采3#煤层，平均厚度3.5m，地质构造复杂，复合型顶板，随着矿井逐年老化，煤炭储量日益枯竭，现有3个开采水平，3个生产采区，目前各生产采区均已经或即将全面进入回收主体岩巷保护煤柱和残余边角煤阶段。5煤局部可采，平均厚度1.1～1.2米，顶板稳定，主要为砂岩顶板。
Ⅱ511工作面位于Ⅱ1采区中部，Ⅱ1采区主体上山与辅助上山之间，煤层赋存基本稳定，煤厚0.5～2.04m，平均1.1m。，倾角4°～14°，平均8°，底板为泥岩。工作面两侧均具备布置生产系统，经过经济技术比较，生产系统生根在Ⅱ1辅助上山与三主暗斜井比较经济可行，掘进巷道相比较少;机巷由二水平南大巷经Ⅱ1辅助轨道上山进风，出煤经溜煤眼直接进入三主暗斜井系统，然后经-375强力皮带、主暗斜井至主井煤仓。风巷回风经回风联巷进入三总回风巷，回至中央风井，系统简单、易于组织生产。Ⅱ511工作面风巷沿Ⅱ1五煤可采边界上侧布置，全长950m，设计断面为净宽*净高=4.2*2.5，采用煤锚支护，综掘机掘进，皮带机、链板机紧跟综掘机二运。该掘进工作面掘进综掘机落煤后，煤由后运皮带机、链板机经Ⅱ511风巷煤眼直接进入三主暗斜井。
图1 Ⅱ511风巷煤眼、矸子仓平面布置图
Ⅱ511风巷岩性为半煤岩，巷道净高2.5m，煤厚按1.1m计算，在整个掘进过程中，预计约有1.97万吨矸石混入主运系统，将对煤质灰份造成巨大影响，给洗选煤带来巨大压力。
由上述可知，因Ⅱ511块段煤层较薄，为保证综掘机施工安全间距，巷道施工高度2.5米，这样以来会破大量底板泥岩，若这些矸石处理不当，混入主运系统，将大大提高矿井原煤灰份，给企业造成巨大经济损失。为保证煤质灰份，在充分研究Ⅱ1采区地质资料及周围巷道布置情况后，通过安全技术经济论证，结合我公司近年来在煤矸分运成功经验的基础上，决定在Ⅱ511风巷掘进工作面溜煤眼后约80米，平面位置靠近Ⅱ511回风上山下口与三主暗斜井联巷处施工一矸石仓（如图1所示位置），利用皮带机、链板机、挡煤板综合布置采用煤矸分运技术。
2.主要内容
为保证将煤矸分运工作对掘进生产期间的影响降到最低，并尽可能减少改造工程量，经过详细调查施工现场巷道布置情况，反复优化设计，最后决定利用提料上山下口与三主暗斜井原已施工的联巷作为矸石仓下口车场，并在风巷后运二部皮带机头向下10m处右帮施工一个硐室，硐室正下方即为矸石仓车场，在硐室内施工矸石仓，矸石仓深度9m，支护采用￠20×2000mm高强螺纹锚杆、金属网网、喷浆支护。煤眼上口浇灌2米，使用长度4m的20a普通工字钢和11#工字钢配合15kg/m钢轨封口;上口安装转载机，并将机尾搭设在后运二部皮带机头处。下口浇灌深度2米，用20a、25a普通槽钢、20a普通工字钢配合混泥土锁口，并在下口安设放矸装置（矸石仓支护如图2所示）。
图2 矸石仓支护剖面图
采用煤矸分运系统后，掘进施工期间，综掘机在工作面迎头先切割顶煤，落煤后由综掘机耙爪、二运、链板机、皮带机运至后运二部皮带机头卸载，碎煤在皮带机头挡煤板的反作用下，碎煤落入一部链板机机尾，然后由链板机运入Ⅱ511风巷煤眼，然后经三主暗斜井强力皮带、-375强力皮带、主暗斜井强力皮带运至主井煤仓。待切割完顶部煤层后，切割巷道底部岩石，破碎后矸石运至后运二部皮带机头处，此时将原皮带机头挡煤板放下，利用挡煤板及矸石在运动惯性作用下进入矸石仓转载机，并由转载机将矸石运入矸石仓，然后在矸石仓下口利用放矸装置将矸石仓内矸石放入矿车，经Ⅱ1辅助轨道上山，二水平南大巷运至新副井，由新副井升井，卸载至矿井矸石处理场。（如图3所示Ⅱ511风巷煤矸分运示意图）
Ⅱ511风巷掘进后运煤矸分运装置操作简便，易于操作。采用煤矸分运设施后，既大大减少了矸石混入主运系统的可能，又在实现煤矸分装分运过程中大大降低了职工劳动强度，易于在施工中实现煤矸分运，职工也乐意去采用此装置落实公司的煤矸分运要求。
图3 Ⅱ511风巷煤矸分运示意图
3.结束语
Ⅱ511风巷经出矸系统改造设计后，可减收1.97万吨矸石混入主运系统，风巷施工周期约4.5个月，石台矿业月产原煤10万吨，经过计算仅此一项改造可以降低全矿煤质灰份约4个百分点，煤质灰份每降低0.01个百分点，每吨原煤即可增收0.1元，合计共可增收1800万元，经济效益可观。
Ⅱ511风巷经后运出矸系统优化改造，既发挥了综掘施工机械化快速的优点，大大降低了职工的劳动强度，又极大的减少了掘进期间主运系统的矸石混入量，给企业带来巨大的经济效益与社会效益，此方法在类似薄煤层施工中值得推广应用。
作者简介
马帅帅（1989年-），男，安徽淮北人，淮北矿业集团公司石台矿业有限责任公司技术科技术员。
关键词：薄煤层 综掘 煤矸分运
前言
据初步统计，全国95个重点矿业集团公司中有80个集团公司的445处矿井都赋存着薄煤层，可采储量达61.5亿吨，约占煤炭总可采储量的19%左右。煤炭作为不可再生能源，在煤炭需求不断增加的今天，煤炭开采不断加大，资源不断减少，薄煤层开采的重要性已逐渐显现。在薄煤层开采之前，即薄煤层掘进工作面施工中，如何实现煤与矸石分运，也成为一个重要课题。
1.工作面概况
石台矿业煤矿是一座拥有三十多年开采历史的综合机械化矿井，现核定生产能力为150万吨/年，立井暗斜井多水平开拓，采区式准备，长壁采煤法，炮采、综采工艺，主采3#煤层，平均厚度3.5m，地质构造复杂，复合型顶板，随着矿井逐年老化，煤炭储量日益枯竭，现有3个开采水平，3个生产采区，目前各生产采区均已经或即将全面进入回收主体岩巷保护煤柱和残余边角煤阶段。5煤局部可采，平均厚度1.1～1.2米，顶板稳定，主要为砂岩顶板。
Ⅱ511工作面位于Ⅱ1采区中部，Ⅱ1采区主体上山与辅助上山之间，煤层赋存基本稳定，煤厚0.5～2.04m，平均1.1m。，倾角4°～14°，平均8°，底板为泥岩。工作面两侧均具备布置生产系统，经过经济技术比较，生产系统生根在Ⅱ1辅助上山与三主暗斜井比较经济可行，掘进巷道相比较少;机巷由二水平南大巷经Ⅱ1辅助轨道上山进风，出煤经溜煤眼直接进入三主暗斜井系统，然后经-375强力皮带、主暗斜井至主井煤仓。风巷回风经回风联巷进入三总回风巷，回至中央风井，系统简单、易于组织生产。Ⅱ511工作面风巷沿Ⅱ1五煤可采边界上侧布置，全长950m，设计断面为净宽*净高=4.2*2.5，采用煤锚支护，综掘机掘进，皮带机、链板机紧跟综掘机二运。该掘进工作面掘进综掘机落煤后，煤由后运皮带机、链板机经Ⅱ511风巷煤眼直接进入三主暗斜井。
图1 Ⅱ511风巷煤眼、矸子仓平面布置图
Ⅱ511风巷岩性为半煤岩，巷道净高2.5m，煤厚按1.1m计算，在整个掘进过程中，预计约有1.97万吨矸石混入主运系统，将对煤质灰份造成巨大影响，给洗选煤带来巨大压力。
由上述可知，因Ⅱ511块段煤层较薄，为保证综掘机施工安全间距，巷道施工高度2.5米，这样以来会破大量底板泥岩，若这些矸石处理不当，混入主运系统，将大大提高矿井原煤灰份，给企业造成巨大经济损失。为保证煤质灰份，在充分研究Ⅱ1采区地质资料及周围巷道布置情况后，通过安全技术经济论证，结合我公司近年来在煤矸分运成功经验的基础上，决定在Ⅱ511风巷掘进工作面溜煤眼后约80米，平面位置靠近Ⅱ511回风上山下口与三主暗斜井联巷处施工一矸石仓（如图1所示位置），利用皮带机、链板机、挡煤板综合布置采用煤矸分运技术。
2.主要内容
为保证将煤矸分运工作对掘进生产期间的影响降到最低，并尽可能减少改造工程量，经过详细调查施工现场巷道布置情况，反复优化设计，最后决定利用提料上山下口与三主暗斜井原已施工的联巷作为矸石仓下口车场，并在风巷后运二部皮带机头向下10m处右帮施工一个硐室，硐室正下方即为矸石仓车场，在硐室内施工矸石仓，矸石仓深度9m，支护采用￠20×2000mm高强螺纹锚杆、金属网网、喷浆支护。煤眼上口浇灌2米，使用长度4m的20a普通工字钢和11#工字钢配合15kg/m钢轨封口;上口安装转载机，并将机尾搭设在后运二部皮带机头处。下口浇灌深度2米，用20a、25a普通槽钢、20a普通工字钢配合混泥土锁口，并在下口安设放矸装置（矸石仓支护如图2所示）。
图2 矸石仓支护剖面图
采用煤矸分运系统后，掘进施工期间，综掘机在工作面迎头先切割顶煤，落煤后由综掘机耙爪、二运、链板机、皮带机运至后运二部皮带机头卸载，碎煤在皮带机头挡煤板的反作用下，碎煤落入一部链板机机尾，然后由链板机运入Ⅱ511风巷煤眼，然后经三主暗斜井强力皮带、-375强力皮带、主暗斜井强力皮带运至主井煤仓。待切割完顶部煤层后，切割巷道底部岩石，破碎后矸石运至后运二部皮带机头处，此时将原皮带机头挡煤板放下，利用挡煤板及矸石在运动惯性作用下进入矸石仓转载机，并由转载机将矸石运入矸石仓，然后在矸石仓下口利用放矸装置将矸石仓内矸石放入矿车，经Ⅱ1辅助轨道上山，二水平南大巷运至新副井，由新副井升井，卸载至矿井矸石处理场。（如图3所示Ⅱ511风巷煤矸分运示意图）
Ⅱ511风巷掘进后运煤矸分运装置操作简便，易于操作。采用煤矸分运设施后，既大大减少了矸石混入主运系统的可能，又在实现煤矸分装分运过程中大大降低了职工劳动强度，易于在施工中实现煤矸分运，职工也乐意去采用此装置落实公司的煤矸分运要求。
图3 Ⅱ511风巷煤矸分运示意图
3.结束语
Ⅱ511风巷经出矸系统改造设计后，可减收1.97万吨矸石混入主运系统，风巷施工周期约4.5个月，石台矿业月产原煤10万吨，经过计算仅此一项改造可以降低全矿煤质灰份约4个百分点，煤质灰份每降低0.01个百分点，每吨原煤即可增收0.1元，合计共可增收1800万元，经济效益可观。
Ⅱ511风巷经后运出矸系统优化改造，既发挥了综掘施工机械化快速的优点，大大降低了职工的劳动强度，又极大的减少了掘进期间主运系统的矸石混入量，给企业带来巨大的经济效益与社会效益，此方法在类似薄煤层施工中值得推广应用。
作者简介
马帅帅（1989年-），男，安徽淮北人，淮北矿业集团公司石台矿业有限责任公司技术科技术员。