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[摘要]巴里坤段家地煤矿A2、A1煤层全区、大部可采，A3煤层局部可采，A3、A2、A1煤层平均可采厚度分别为3.2m、1.64m、2.76m。本文从煤层实际赋存条件出发，参照同类矿井采煤工艺及相关规范标准，对段家地煤矿采煤工艺的选择进行了探讨，对相关采煤工艺的设备配置及优缺点进行了分析，得出段家地煤矿采用长壁滚筒采煤机综采采煤工艺更合理。
[关键词]段家地采煤工艺选择
中图分类号：U671 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）28―0384―01
巴里坤同和矿业段家地煤矿位于巴里坤县城西北117km处，隶属哈密地区巴里坤县管辖，段家地煤矿东西长6.32km，南北宽1.85～3.69km，面积为19.40 km2，总资源量为8367.29万t，可采储量为5683.5万t，矿井规划生产能力为0.9Mt/a，服务年限45.1a。
1.段家地煤矿煤层开采条件
1.1 井田地质构造
巴里坤段家地煤矿总体构造呈“半环形”或“盆型”形态，井田东部受F17断层影响，地层错段缺失；西北部一翼地层抬起，东南部地层较缓延伸至井田外。井田西部地层平缓，倾角4°～14°；东部地层近水平，倾角5°～7°；北部受F17斷层及向斜构造影响，倾角局部变陡，倾角5°～38°。根据二维地震资料及钻孔揭露，井田发育的断层主要有两条，井田总体构造复杂程度中等。
1.2 煤层特征
井田内八道湾组含3层可采煤层（自上而下分别为A3、A2、A1煤层），其中A2、A1煤层全区、大部可采，A3煤层局部可采。A3、A2、A1煤层平均可采厚度分别为3.2m、1.64m、2.76m。煤层特征详见下表：
可采煤层特征表
煤层
编号 全层厚度（m）
两极值
平均值（点数） 可采厚度（m）
两极值
平均值（点数） 煤层间距（m）
两极值
平均值 结构 夹矸
层数 稳定性 可采性
A3 0.60～3.80
2.45（7） 0.70～3.80
3.20（5） 109.31～247.91
172.95
简单 0 较稳定 局部可采
A2 0.50～3.05
1.53（31） 0.70～3.05
1.64（28） 简单 0～1 较稳定 全区可采
5.05～23.44
12.63
A1 0.40～5.90
2.53（29） 0.70～5.78
2.76（26） 简单 0～2 较稳定 大部可采
2.采煤工艺选择分析
根据段家地煤矿煤层赋存条件及相邻生产矿井实际开采情况，依据煤矿设计相关规范及上述原则，确定本井田首采区各煤层采煤方法为走向长壁采煤方法。
2.1 选择采煤工艺原则
与煤层赋存条件向适应，有利于提高工作面单产；有利于提高机械化水平，降低工人体力劳动，提高工效，减少工作面人数；简化采煤工艺，减少运输环节，降低掘进率，采区巷道尽可能煤巷布置；保证矿井安全生产，有效地防止煤层自然发火和其它灾害，有利于降低井下环境温度，创造较舒适的工作环境；提高资源回收率，最大限度地减少资源损失。
2.2 可供选择采煤工艺设备配置及优缺点分析
滚筒采煤机经过近年来技术装备水平提高，现滚筒采煤机骑输送机式最低割煤高度可至0.8～0.9m，爬底板式最低割煤高度可至0.6～0.8m。刨煤机综采采高范围多在0.7～1.5m之间，最大采高可达1.8m。
2.2.1 长壁刨煤机综采
工作面刨煤机选用BH34/2×200Z型刨煤机，刨煤机性能参数：采高范围0.7m～1.8m，适应软或中硬煤，刨速0.57/1.7m/s，功率2×200kw，刨厚达250mm。工作面支护选用ZY4400/08/18两柱掩护式液压支架，支架性能参数：高度0.8m～1.8m，宽度1.44m～1.60m，工作阻力4400kN，移架步距0.8m，重量14.5t。
优点：结构简单，无采煤机复杂的牵引部分，无复杂的液压系统；操作方便，可实现无人工作面开采，在巷道进行遥控采煤，代表薄煤层开采技术的发展方向；随时刨煤随时推进，实现了连续采煤，提高了时间利用率；截深小，仅刨落煤壁压酥区表层，故刨落单位煤量能耗少；适合厚度小于1.5m煤层，并且煤质要求较高的矿井。
缺点：井下工作面管理困难，对煤层厚度变化适应性较差；适应于较软煤层（硬度系数在1.5以下），对井下地质构造适应性较差；现刨煤机最大采高1.8m，对于煤层厚度大于1.8m区域开采难度较大；刨煤机在推进过程中会出现“飘刀”、“啃底”现象；设备投资高，技术要求高。
2.2.2 长壁滚筒采煤机综采
根据A2煤层工作面厚度情况，需配套两套综采设备（综采Ⅰ、综采Ⅱ），可基本涵盖A2煤层的采高范围（并可用下部A1煤层开采）。
综采Ⅰ：采煤机选用MG80/200-WD型交流电牵引采煤机，采煤机性能参数：采高范围0.85m～1.6m，适应煤层倾角小于30º，适应中硬以下煤，牵引速度0～4m/min，截割功率150kw，总功率200kw。工作面支护选用ZY3200/07/18两柱掩护式液压支架，支架性能参数：高度0.7m～1.8m，宽度1.44m～1.60m，工作阻力3200kN，移架步距0.8m，重量12.0t。
综采Ⅱ：采煤机选用MG250/556-WD型无链电牵引采煤机，采煤机性能参数：采高范围1.3m～2.2m，适应煤层倾角小于35º，适应中硬或硬煤，牵引速度0～6m/min，截割功率2×250kw，总功率550kw。工作面支护选用ZY4000/11/24两柱掩护式液压支架，支架性能参数：高度11m～2.4m，宽度1.44m～1.60m，工作阻力4000kN，移架步距0.8m，重量14.5t。
优点：端头斜切进刀，双向割煤，往返进2刀，采煤工艺简单；采用电牵引装置，增强工作面弯曲和起伏的适应性，提高采煤机工作可靠性；适应煤层厚度变化的能力强；对井下地质构造（小断层、褶曲）适应性较强；设备投资较长壁刨煤机综采投资低，较长壁滚筒采煤机普采高。
缺点：滚筒采煤机的工作性能受到诸多因素的限制，如操作人员不能快速调转采煤机的采煤方向，采煤机切割速度减小；由于作业空间狭小，作业循环时间长，工作面产量受到一定限制。
2.2.3 长壁滚筒采煤机普采
工作面支护选用多套单体液压支柱配金属铰接顶梁支护，支护高度0.8m～2.4m，移架步距0.8m，其他设备同“长壁滚筒采煤机综采”。
优点：长壁滚筒采煤机综采。缺点：滚筒采煤机的工作性能受到诸多因素的限制；工作面产量受到作业空间一定限制；采煤工作面人员劳动强度较大。
3.结论
综上三种采煤工艺设备配置及优缺点分析，考虑到A2煤层厚度变化较大，刨煤机适应煤层厚度变化能力低、对井下构造的适应能力低，且刨煤机综采初期设备总投资高，因此长壁刨煤机综采和长壁采煤机综采比较，首先淘汰长壁刨煤机综采采煤工艺。长壁滚筒采煤机普采与长壁滚筒采煤机综采比较，工作面设备相同，仅工作面支护设备不同。滚筒采煤机普采工作面初期设备投资较低，但工作面工人劳动强度大，管理难度大，从矿井人性化管理、建设高产高效现代化矿井考虑，A2煤层采用长壁滚筒采煤机综采工艺更合理、科学。
参考文献
[1] 郑玉军.我国井下采煤工艺分析与探讨.科技视野（矿业科技），2012.7（19）
[2] 侯邵君.井下采煤技术及采煤工艺的选择.煤炭技术，2008（12）
[3] 巴里坤同和矿业段家地煤矿初步设计
[关键词]段家地采煤工艺选择
中图分类号：U671 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）28―0384―01
巴里坤同和矿业段家地煤矿位于巴里坤县城西北117km处，隶属哈密地区巴里坤县管辖，段家地煤矿东西长6.32km，南北宽1.85～3.69km，面积为19.40 km2，总资源量为8367.29万t，可采储量为5683.5万t，矿井规划生产能力为0.9Mt/a，服务年限45.1a。
1.段家地煤矿煤层开采条件
1.1 井田地质构造
巴里坤段家地煤矿总体构造呈“半环形”或“盆型”形态，井田东部受F17断层影响，地层错段缺失；西北部一翼地层抬起，东南部地层较缓延伸至井田外。井田西部地层平缓，倾角4°～14°；东部地层近水平，倾角5°～7°；北部受F17斷层及向斜构造影响，倾角局部变陡，倾角5°～38°。根据二维地震资料及钻孔揭露，井田发育的断层主要有两条，井田总体构造复杂程度中等。
1.2 煤层特征
井田内八道湾组含3层可采煤层（自上而下分别为A3、A2、A1煤层），其中A2、A1煤层全区、大部可采，A3煤层局部可采。A3、A2、A1煤层平均可采厚度分别为3.2m、1.64m、2.76m。煤层特征详见下表：
可采煤层特征表
煤层
编号 全层厚度（m）
两极值
平均值（点数） 可采厚度（m）
两极值
平均值（点数） 煤层间距（m）
两极值
平均值 结构 夹矸
层数 稳定性 可采性
A3 0.60～3.80
2.45（7） 0.70～3.80
3.20（5） 109.31～247.91
172.95
简单 0 较稳定 局部可采
A2 0.50～3.05
1.53（31） 0.70～3.05
1.64（28） 简单 0～1 较稳定 全区可采
5.05～23.44
12.63
A1 0.40～5.90
2.53（29） 0.70～5.78
2.76（26） 简单 0～2 较稳定 大部可采
2.采煤工艺选择分析
根据段家地煤矿煤层赋存条件及相邻生产矿井实际开采情况，依据煤矿设计相关规范及上述原则，确定本井田首采区各煤层采煤方法为走向长壁采煤方法。
2.1 选择采煤工艺原则
与煤层赋存条件向适应，有利于提高工作面单产；有利于提高机械化水平，降低工人体力劳动，提高工效，减少工作面人数；简化采煤工艺，减少运输环节，降低掘进率，采区巷道尽可能煤巷布置；保证矿井安全生产，有效地防止煤层自然发火和其它灾害，有利于降低井下环境温度，创造较舒适的工作环境；提高资源回收率，最大限度地减少资源损失。
2.2 可供选择采煤工艺设备配置及优缺点分析
滚筒采煤机经过近年来技术装备水平提高，现滚筒采煤机骑输送机式最低割煤高度可至0.8～0.9m，爬底板式最低割煤高度可至0.6～0.8m。刨煤机综采采高范围多在0.7～1.5m之间，最大采高可达1.8m。
2.2.1 长壁刨煤机综采
工作面刨煤机选用BH34/2×200Z型刨煤机，刨煤机性能参数：采高范围0.7m～1.8m，适应软或中硬煤，刨速0.57/1.7m/s，功率2×200kw，刨厚达250mm。工作面支护选用ZY4400/08/18两柱掩护式液压支架，支架性能参数：高度0.8m～1.8m，宽度1.44m～1.60m，工作阻力4400kN，移架步距0.8m，重量14.5t。
优点：结构简单，无采煤机复杂的牵引部分，无复杂的液压系统；操作方便，可实现无人工作面开采，在巷道进行遥控采煤，代表薄煤层开采技术的发展方向；随时刨煤随时推进，实现了连续采煤，提高了时间利用率；截深小，仅刨落煤壁压酥区表层，故刨落单位煤量能耗少；适合厚度小于1.5m煤层，并且煤质要求较高的矿井。
缺点：井下工作面管理困难，对煤层厚度变化适应性较差；适应于较软煤层（硬度系数在1.5以下），对井下地质构造适应性较差；现刨煤机最大采高1.8m，对于煤层厚度大于1.8m区域开采难度较大；刨煤机在推进过程中会出现“飘刀”、“啃底”现象；设备投资高，技术要求高。
2.2.2 长壁滚筒采煤机综采
根据A2煤层工作面厚度情况，需配套两套综采设备（综采Ⅰ、综采Ⅱ），可基本涵盖A2煤层的采高范围（并可用下部A1煤层开采）。
综采Ⅰ：采煤机选用MG80/200-WD型交流电牵引采煤机，采煤机性能参数：采高范围0.85m～1.6m，适应煤层倾角小于30º，适应中硬以下煤，牵引速度0～4m/min，截割功率150kw，总功率200kw。工作面支护选用ZY3200/07/18两柱掩护式液压支架，支架性能参数：高度0.7m～1.8m，宽度1.44m～1.60m，工作阻力3200kN，移架步距0.8m，重量12.0t。
综采Ⅱ：采煤机选用MG250/556-WD型无链电牵引采煤机，采煤机性能参数：采高范围1.3m～2.2m，适应煤层倾角小于35º，适应中硬或硬煤，牵引速度0～6m/min，截割功率2×250kw，总功率550kw。工作面支护选用ZY4000/11/24两柱掩护式液压支架，支架性能参数：高度11m～2.4m，宽度1.44m～1.60m，工作阻力4000kN，移架步距0.8m，重量14.5t。
优点：端头斜切进刀，双向割煤，往返进2刀，采煤工艺简单；采用电牵引装置，增强工作面弯曲和起伏的适应性，提高采煤机工作可靠性；适应煤层厚度变化的能力强；对井下地质构造（小断层、褶曲）适应性较强；设备投资较长壁刨煤机综采投资低，较长壁滚筒采煤机普采高。
缺点：滚筒采煤机的工作性能受到诸多因素的限制，如操作人员不能快速调转采煤机的采煤方向，采煤机切割速度减小；由于作业空间狭小，作业循环时间长，工作面产量受到一定限制。
2.2.3 长壁滚筒采煤机普采
工作面支护选用多套单体液压支柱配金属铰接顶梁支护，支护高度0.8m～2.4m，移架步距0.8m，其他设备同“长壁滚筒采煤机综采”。
优点：长壁滚筒采煤机综采。缺点：滚筒采煤机的工作性能受到诸多因素的限制；工作面产量受到作业空间一定限制；采煤工作面人员劳动强度较大。
3.结论
综上三种采煤工艺设备配置及优缺点分析，考虑到A2煤层厚度变化较大，刨煤机适应煤层厚度变化能力低、对井下构造的适应能力低，且刨煤机综采初期设备总投资高，因此长壁刨煤机综采和长壁采煤机综采比较，首先淘汰长壁刨煤机综采采煤工艺。长壁滚筒采煤机普采与长壁滚筒采煤机综采比较，工作面设备相同，仅工作面支护设备不同。滚筒采煤机普采工作面初期设备投资较低，但工作面工人劳动强度大，管理难度大，从矿井人性化管理、建设高产高效现代化矿井考虑，A2煤层采用长壁滚筒采煤机综采工艺更合理、科学。
参考文献
[1] 郑玉军.我国井下采煤工艺分析与探讨.科技视野（矿业科技），2012.7（19）
[2] 侯邵君.井下采煤技术及采煤工艺的选择.煤炭技术，2008（12）
[3] 巴里坤同和矿业段家地煤矿初步设计