综放综采混合开采技术研究

摘要：本文介绍了厚煤层下分层采用外错式布置时，在同一工作面利用综放综采混合采煤方法，对工作面下分层和外错部分顶煤进行回收的技术。研究了混合采条件下工作面设备选型与配套、回采工艺参数等问题。通过实施取得良好的经济效益。

关键字：综放综采；混合开采；设备选型；工艺参数

1、工作面概况

7510工作面所采煤层为山西组中下部3#煤层，煤层平均厚度6.59m。工作面沿倾斜布置，沿走向推进，煤层倾角平均8°，沿走向方向平均坡度2°～10°。其东部为7508工作面采空区，西部为原7510放水巷，北部为7510（上）切眼，南部为75.3#轨道保安煤柱。工作面走向长630m、倾斜宽216m。回风巷采用内错式布置，内错距离8m，运轨巷采用外错式布置，外错距离为78m。距工作面切眼约120m处有一落差为0.6m的正断层。7510上分层切眼长150m，走向长650m。见图1：7510工作面布置示意图

图1  7510工作面布置示意图

7510（上）工作面受当时技术、装备条件的制约，工作面布置较窄。以往下分层工作面设计为外错式布置时，只采下分层，使外错部分的顶煤丢弃，造成资源浪费。每个工作面丢弃储量一般达10～30万吨。7510工作面采用综放综采混合回采技术，一次性对下分层和外错部分的顶煤进行回收，提高了类似条件下的资源回收率，同时该项目研究了混合采条件下工作面设备选型与配套，回采工艺参数等问题，在采煤方法上属创新技术。

2、混合开采工作面设备的选型设计与改造

综放综采混合开采工作面设备的正确选型与配套，特别是综放、综采交界域的设备配套问题是发挥其生产效能，达到高产高效和经济牢靠运行的前提，是工作面生产的关键技术之一。

2.1设备选型配套的基本原则：

综放综采工作面设备的选型配套遵循以下原则：

（1）       立足国产，自行设计与改造；

（2）       能适应工作面地质条件；

（3）       作者简介：刘克功（1962.2-），男，1985年毕业于中国矿业大学，现任五阳煤矿矿长，成绩优异高级工程师，在读博士研究生，中国矿业大学名誉教授，从事煤矿生产技术管理工作。能满足工作面生产能力的需要；

（4）       设备的主要技术参数、结构性能相匹配；

（5）       与矿井原有的运输，通风系统相匹配；

（6）       前后运输机能力相互匹配，最大限度地保证采放平行作业。

2.2设备配套方案的确定及相关设备优化与改造：

2.2.1设备配套方案的确定

根据理论分析和计算，7510工作面选用MXA-300型采煤机，西北煤机厂生产的双中板双速SGZ-764/630型前刮板输送机，SGZ-830/250型后刮板输送机，综放段液压支架为ZZP-4800/17/33，综放段液压支架为ZY-35。主要设备见表1。

表1    7510工作面主要设备配套方案

2．2．2 设备改造

综放综采混合开采工作面交界域靠采区空侧空间小，使得后部输送机机尾无法安装，且电机减速机检修不便，更换困难，经常影响工作面正常生产。经分析调研，在保证其牵引功率的基础上，对后部运输机进行了改造，将SGZ-764/2×250型输送机改造为现使用的单机牵引，成功地解决了上述问题。

3、混合开采工作面工艺方式选择

综放综采工作面欲取得较好的技术经济效果，除提高工作面装备水平外，还应选择合理的循环作业方式，保障工序的合理匹配与协调运行，从而减少循环作业时间，提高工作面开机率和推进速度。对于综放综采混合开采工作面，综放开采工艺相对复杂程度高，因此主要对工作面综放区域工艺方式进行优化选择。

混合开采工作面综放区域的工序作业方式及相互关系，可分为采煤方式，进刀方式采煤作业顺序，放煤作业方式等多个层次。这些工序的合理组合是混合开采工作面提高工作面开机率的关键，保证循环作业时间最短的循环作业方式为最合理的作业方式。

混合开采工作面有6种循环作业方式：①双向采煤,一刀一放,由一端向另一端放煤；②双向采煤,二刀一放,由一端向另一端放煤；③双向采煤,二刀一放,由中间向两端或由两端向中间放煤；④双向采煤二刀一放,工作面一分为二,采放错开,由中间向两端放煤；⑤单向采煤,二刀一放,由一端向另一端放煤；⑥单向采煤一刀一放,由一端向另一端放煤。

通过对上述工艺组合方式在采煤机不同割煤速度条件下生产过程的模拟，随着割煤速度的加快,工作面循环作业时间逐渐减少。但当采煤机速度超过4.0m/min时,循环作业时间曲线明显减缓;当v<3.5m/min时。几种方式的循环时间接近，说明对于混合开采工作面,采用易操作管理的一刀一放循环作业方式是合理的。再通过采煤机割煤速度与放煤速度的匹配分析模拟,并通过工作面实测验证,五阳矿7510综放综采混合开采工作面,采用一刀一放,端部斜切进刀，双向采煤，并由一端向另一端是合理的。

4、技术经济效益分析

在五阳煤矿7510综放综放混合开采工作面实践中,实现了安全、高效、低耗的目标,最高月产达10.21万吨,平均9.52万吨,最高日产0.62万吨。采用综放综采混合法采煤,避免了单纯采用综采采煤法需要分别布置综采和综放两个工作面，降低了巷道掘进率，减少了工作搬家和安装次数,也提高了资源回收率。综采综放工作面合二为一,少掘巷道1780m,节省掘进费633.26万元;减少工作面搬家、安装一次，节省费用约100万元;采用混合采煤技术可多回收煤炭5.9万吨,按吨煤售价230元,利润92元计,则增加产值1357万元,净赢利543万元。根据以上计算,7510混合开采工作面直接经济效益达1276.26万元。