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【摘要】 根据煤炭科学研究总院沈阳研究院对该矿的瓦斯基础参数测定报告及矿井瓦斯抽放设计，适宜的采煤方法是建设高产高效矿井的关键，制定高瓦斯矿井合理的瓦斯治理方案措施。
【关键词】 高瓦斯矿井综放工作面设计
工艺流程 瓦斯治理方案
山东盛泉矿业山西沈家峁煤矿10101综采放顶煤工作面作为沈家峁煤矿第一个试验开采工作面，综采放顶煤工作面开采技术又是一项制约盛泉公司发展的一大瓶颈。因此，必须把10101综放工作面开采技术作为一个新的课题，摆在公司发展前沿。
1.根据煤炭科学研究总院沈阳研究院对该矿的瓦斯基础参数测定报告及矿井瓦斯抽放设计，矿井瓦斯绝对涌出量12.86m3/min，瓦斯相对涌出量27.27 m3/t，属高瓦斯矿井。
2.适宜的采煤方法是建设高产高效矿井的关键
采煤方法的选择，应根据煤层赋存状况、开采技术条件、设备发展水平以及安全、产量、效率、成本和煤的回收率等因素综合比较后确定。
2.1综放开采最适宜的顶板岩性是泥岩和砂质泥岩，因为这种顶板能随采随冒，从而使冒落的顶煤与垮落的直接顶能在放煤过程中形成统一的松动冒落体。而我们沈家峁煤矿10101工作面顶底板岩性就为砂质泥岩，偶见炭质泥岩或细砂岩，底板为细砂岩。该煤层厚度为4.25～6.44m，平均厚度为6.11m，厚度变异系数仅为10.85％，煤层厚而稳定，全区可采。煤层结构较复杂。
2.2放顶煤综采法自应用于生产以来，放顶煤开采技术已趋成熟，在我国条件合适的矿井中基本得到了广泛采用，将在今后相当长的时间内，成为我国厚煤层开采的主要技术。
2.3支架是综放开采技术的关键设备，我国综放支架的研制已居世界领先水平，我国目前已拥有适合不同倾角、不同厚度煤层和不同顶底板條件的系列产品以及相配套的设备。我国已成功地设计制造了过渡支架和端头支架两个特殊品种，使综放开采技术具有更好的适应性和安全性。
2.4综放开采一次开采厚度大幅度增加，煤层开采强度加大，实现了垂直集中生产，而且低位放项煤支架工作面有两个出煤点，在同样工作面长度和工作面推进速度的情况下，综放开采较分层综采和单一煤层综采工作面的单产可以成倍地增长。综合以上原因：我矿确定10101工作面为综采放顶煤开采。实践证明，在厚及特厚煤层中，综采放顶煤较分层开采，简化了巷道布置和回采工序，节省了人力、财力、物力、时间消耗，降低了成本；提高了工作面单产和工效；生产高度集中，有利于矿井的管理与控制，实现了矿井安全文明生产。
3. 放顶煤开采其工艺流程
放顶煤开采其工艺流程为：采煤机割煤、装煤、移架、推前部输送机、放顶煤、拉后部输送机，采空区顶板自行垮落。
3.1割煤：利用采煤机进行割煤，利用ZF3600/15/28四柱支撑掩护式正四连杆大插板低位放顶煤液压支架进行放煤，二采一放，割、放煤工序单独作业。
3.2装煤：利用采煤机配合前部刮板运输机、支架配合后部刮板运输机进行装煤。
3.3运煤：利用前后部刮板运输机、装载机、胶带运输机等联合进行运煤。
3.4支护：使用ZF3600/15/28四柱支撑掩护式正四连杆大插板低位放顶煤液压支架、ZFG4000/17/30过渡液压支架管理工作面顶板，采用全部跨落法管理采空区。
3.5工作面初次来压后必须再向前推进6个循环方可进行放煤作业。利用矿山压力、支架反复支撑、尾梁上、下摆动和预松动爆破等综合方式预裂顶煤，支架收回插板，上、下摆尾梁进行放煤。本工作面放煤采用二采一放，割、放煤工序单独作业。放煤，循环放煤步距1.2m。为有利于端头管理，机头、机尾各5个支架原则上不考虑放煤。
3.6采放比：工作面采高2.5m，放煤高度3.61m，采放比为1：1.44。
3.7放煤步距与采煤机截深：放煤步距为2倍的采煤机截深，采煤机截深为0.6m，采放关系为两采一放，放煤循环进度为1.2m，日循环3个，日推进度为1.2×3＝3.6m。放煤方式：采用单轮间隔放煤。
3.8初次放煤距离：工作面初次来压后，根据其他矿井经验及本矿的管理能力，工作面再推采3.6m，即推采6刀后开始工作面全长第一次放煤。
4. 高瓦斯矿井合理的瓦斯治理方案
4.1瓦斯治理方面，矿井在地面建有瓦斯抽放泵站，安装有三台2BEC62型瓦斯抽放泵，两开一备，每台最大抽气量260 m3/min， 井下实现了高低压分源抽采。其中，高负压预抽系统2010年8月1日开始运转，低负压采空区抽放系统2010年10月1日开始运转。2010年8月～2011年7月瓦斯抽采总量321.16万m3，矿井瓦斯抽采率达69%左右。建矿至今，从未出现过瓦斯燃烧爆炸和瓦斯窒息事故发生，我矿领导高度重视瓦斯安全问题，引进先进的管理理念，加强技术装备的大量投入，实现了对矿井瓦斯安全管理。
4.2优化工作面通风系统，改变通风方式，在工作面布置拖后瓦斯尾巷，采用Y型通风，同时调整工作面风量，确定工作面合理的配风量，提高风排瓦斯量，有效稀释工作面和回风中的瓦斯浓度，消除工作面上隅角和上出口瓦斯积聚和超限，其工作面瓦斯浓度控制在0.4%以下，回风瓦斯浓度控制在0.7%以下，确保了工作面安全正常推进。
4.3完善超前高位抽放，消除瓦斯异常涌出，同时加强本煤层预抽放，减少抽放盲区，提高了抽放效果，整个瓦斯抽放浓度由原先的平均3%左右提高到了平均7%左右，最高可达到16%。
4.4优化采空区低负压抽放系统，使低负压抽放系统抽放效果得到了明显提高，瓦斯抽放浓度由原先的1%左右提高到了平均4%左右，最高可达到10%。
4.5加强对井下安全监测系统进行日常维修和维护，每7天对井下的监测探头报警和断电功能进行标校试验，保证了安全监测设备灵敏可靠，数据传输准确，系统运转正常。
4.6坚持科学发展观为指导思想，坚持“管理、装备、培训”三并重的原则。通过10101综放工作面试验开采，大家众志成城，团结一心，历尽困难，一路坎坷，工作不断前进，产量稳步上升。1—9月份取得了较好成绩，特别是在9月份的生产中更是创出了月产超过10万吨的好水平。同时也为沈家峁煤矿和盛泉矿业公司的长远发展奠定了坚实的基础。
作者简介：张光山，男，1964年8月9日，大专，山东科技大学，盛泉公司安监处副处长，助理工程师，采煤工程，山东盛泉矿业有限公司山西中阳沈家峁煤业公司安全矿长。
（作者单位：山西中阳沈家峁煤业有限公司）
【关键词】 高瓦斯矿井综放工作面设计
工艺流程 瓦斯治理方案
山东盛泉矿业山西沈家峁煤矿10101综采放顶煤工作面作为沈家峁煤矿第一个试验开采工作面，综采放顶煤工作面开采技术又是一项制约盛泉公司发展的一大瓶颈。因此，必须把10101综放工作面开采技术作为一个新的课题，摆在公司发展前沿。
1.根据煤炭科学研究总院沈阳研究院对该矿的瓦斯基础参数测定报告及矿井瓦斯抽放设计，矿井瓦斯绝对涌出量12.86m3/min，瓦斯相对涌出量27.27 m3/t，属高瓦斯矿井。
2.适宜的采煤方法是建设高产高效矿井的关键
采煤方法的选择，应根据煤层赋存状况、开采技术条件、设备发展水平以及安全、产量、效率、成本和煤的回收率等因素综合比较后确定。
2.1综放开采最适宜的顶板岩性是泥岩和砂质泥岩，因为这种顶板能随采随冒，从而使冒落的顶煤与垮落的直接顶能在放煤过程中形成统一的松动冒落体。而我们沈家峁煤矿10101工作面顶底板岩性就为砂质泥岩，偶见炭质泥岩或细砂岩，底板为细砂岩。该煤层厚度为4.25～6.44m，平均厚度为6.11m，厚度变异系数仅为10.85％，煤层厚而稳定，全区可采。煤层结构较复杂。
2.2放顶煤综采法自应用于生产以来，放顶煤开采技术已趋成熟，在我国条件合适的矿井中基本得到了广泛采用，将在今后相当长的时间内，成为我国厚煤层开采的主要技术。
2.3支架是综放开采技术的关键设备，我国综放支架的研制已居世界领先水平，我国目前已拥有适合不同倾角、不同厚度煤层和不同顶底板條件的系列产品以及相配套的设备。我国已成功地设计制造了过渡支架和端头支架两个特殊品种，使综放开采技术具有更好的适应性和安全性。
2.4综放开采一次开采厚度大幅度增加，煤层开采强度加大，实现了垂直集中生产，而且低位放项煤支架工作面有两个出煤点，在同样工作面长度和工作面推进速度的情况下，综放开采较分层综采和单一煤层综采工作面的单产可以成倍地增长。综合以上原因：我矿确定10101工作面为综采放顶煤开采。实践证明，在厚及特厚煤层中，综采放顶煤较分层开采，简化了巷道布置和回采工序，节省了人力、财力、物力、时间消耗，降低了成本；提高了工作面单产和工效；生产高度集中，有利于矿井的管理与控制，实现了矿井安全文明生产。
3. 放顶煤开采其工艺流程
放顶煤开采其工艺流程为：采煤机割煤、装煤、移架、推前部输送机、放顶煤、拉后部输送机，采空区顶板自行垮落。
3.1割煤：利用采煤机进行割煤，利用ZF3600/15/28四柱支撑掩护式正四连杆大插板低位放顶煤液压支架进行放煤，二采一放，割、放煤工序单独作业。
3.2装煤：利用采煤机配合前部刮板运输机、支架配合后部刮板运输机进行装煤。
3.3运煤：利用前后部刮板运输机、装载机、胶带运输机等联合进行运煤。
3.4支护：使用ZF3600/15/28四柱支撑掩护式正四连杆大插板低位放顶煤液压支架、ZFG4000/17/30过渡液压支架管理工作面顶板，采用全部跨落法管理采空区。
3.5工作面初次来压后必须再向前推进6个循环方可进行放煤作业。利用矿山压力、支架反复支撑、尾梁上、下摆动和预松动爆破等综合方式预裂顶煤，支架收回插板，上、下摆尾梁进行放煤。本工作面放煤采用二采一放，割、放煤工序单独作业。放煤，循环放煤步距1.2m。为有利于端头管理，机头、机尾各5个支架原则上不考虑放煤。
3.6采放比：工作面采高2.5m，放煤高度3.61m，采放比为1：1.44。
3.7放煤步距与采煤机截深：放煤步距为2倍的采煤机截深，采煤机截深为0.6m，采放关系为两采一放，放煤循环进度为1.2m，日循环3个，日推进度为1.2×3＝3.6m。放煤方式：采用单轮间隔放煤。
3.8初次放煤距离：工作面初次来压后，根据其他矿井经验及本矿的管理能力，工作面再推采3.6m，即推采6刀后开始工作面全长第一次放煤。
4. 高瓦斯矿井合理的瓦斯治理方案
4.1瓦斯治理方面，矿井在地面建有瓦斯抽放泵站，安装有三台2BEC62型瓦斯抽放泵，两开一备，每台最大抽气量260 m3/min， 井下实现了高低压分源抽采。其中，高负压预抽系统2010年8月1日开始运转，低负压采空区抽放系统2010年10月1日开始运转。2010年8月～2011年7月瓦斯抽采总量321.16万m3，矿井瓦斯抽采率达69%左右。建矿至今，从未出现过瓦斯燃烧爆炸和瓦斯窒息事故发生，我矿领导高度重视瓦斯安全问题，引进先进的管理理念，加强技术装备的大量投入，实现了对矿井瓦斯安全管理。
4.2优化工作面通风系统，改变通风方式，在工作面布置拖后瓦斯尾巷，采用Y型通风，同时调整工作面风量，确定工作面合理的配风量，提高风排瓦斯量，有效稀释工作面和回风中的瓦斯浓度，消除工作面上隅角和上出口瓦斯积聚和超限，其工作面瓦斯浓度控制在0.4%以下，回风瓦斯浓度控制在0.7%以下，确保了工作面安全正常推进。
4.3完善超前高位抽放，消除瓦斯异常涌出，同时加强本煤层预抽放，减少抽放盲区，提高了抽放效果，整个瓦斯抽放浓度由原先的平均3%左右提高到了平均7%左右，最高可达到16%。
4.4优化采空区低负压抽放系统，使低负压抽放系统抽放效果得到了明显提高，瓦斯抽放浓度由原先的1%左右提高到了平均4%左右，最高可达到10%。
4.5加强对井下安全监测系统进行日常维修和维护，每7天对井下的监测探头报警和断电功能进行标校试验，保证了安全监测设备灵敏可靠，数据传输准确，系统运转正常。
4.6坚持科学发展观为指导思想，坚持“管理、装备、培训”三并重的原则。通过10101综放工作面试验开采，大家众志成城，团结一心，历尽困难，一路坎坷，工作不断前进，产量稳步上升。1—9月份取得了较好成绩，特别是在9月份的生产中更是创出了月产超过10万吨的好水平。同时也为沈家峁煤矿和盛泉矿业公司的长远发展奠定了坚实的基础。
作者简介：张光山，男，1964年8月9日，大专，山东科技大学，盛泉公司安监处副处长，助理工程师，采煤工程，山东盛泉矿业有限公司山西中阳沈家峁煤业公司安全矿长。
（作者单位：山西中阳沈家峁煤业有限公司）