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[摘 要]随着现代社会的科技发展，煤炭开采基本实现机械化，大大提高了回采煤炭的水平，可是总体来说因为设计或者规划不合理，仍然存在很大一部分的煤炭资源浪费，为了提高资源回收率，本文主要介绍了几种优化工作面设计，从设计出发、全盘考虑，提高资源回收率的设计与应用。
[关键词]回采率；生产；设计；机械化；水平
中图分类号：TD163.1 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2018）23-0041-01
一、提高煤炭资源回采率的重要性
煤炭是一种不可再生的重要矿产和基础能源。长期以来，相当一部分煤炭企业片面追求短期效益，不按照批准的开发利用方案或设计组织生产，采厚弃薄，采易弃难，导致资源回采率偏低，造成了煤炭资源的极大浪费，同时也使矿井服务年限大大縮短。因此提高煤炭资源的回收率，对于实现国民经济和社会可持续发展，具有十分重要的意义。
二、柳塔煤矿介绍
柳塔煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，行政区划隶属于伊金霍洛旗乌兰木伦镇管辖，距东胜市区45km。
1、煤层产状。根据矿井资源储量报告，该矿井可采煤层为侏罗系中下统延安组煤系地层。在井田内较稳定的煤层是：1-2上、1-2、2-2、3-1下、4-2上、4-3、5-2煤层。井田内煤层绝大部分属中厚煤层，煤层赋存稳定，构造简单，煤层向南西倾斜，倾角1～3°，地质构造，水文地质条件简单，开采技术条件比较优越，有利于机械化开采。
2、煤层。井田共含可采煤层15层，主要可采煤层为1-2上、1-2、2-2、3-1、3-1下、4-2上、4-3、5-2共8层。
三、优化工作面设计，提高资源回收率
神东煤炭集团柳塔煤矿极为重视高产高效矿井建设工作，为了提高煤炭资源回收率，从根本设计上出发，优化工作面设计，大大提高了煤炭资源的回收率。以下从几个工作面来介绍以下通过优化设计来提高工作面的资源回收率。
（1）过空巷布置工作面。柳塔煤矿12113-2工作面为了提高资源回收率，原先计划旺采区域综合考虑，重新设计了工作面的主辅回撤，工作面在推进古过程中，需要过原先工作面的主辅回撤通道，增加了21万吨的产量，大大提高了资源回收效率（图1）。
（2）过断层优化设计工作面。12115工作面附近存在一条落差15.2m的大断层，严重影响工作面的正常布置，为了提高资源回收率，在设计工作面时充分考虑断层影响，在巷道掘进过程中，及时探巷道距离断层的位置，尽量的减少丢煤，将工作面设计成为刀把子面，大大提高了工作面的煤炭资源回收率（图2）。
（3）过冲刷优化设计工作面。针对井田内受冲刷影响的工作面，在详细分析冲刷影响范围、冲刷厚度、岩石硬度的基础上，设计布置凹型工作面。避免了由于冲刷影响工作面跳采丢失煤量，降低了巷道掘进率，有效提高了回采率。如12117综采面距切眼360-560m位置处受冲刷影响，冲刷段靠工作面回顺侧影响范围长且冲刷岩石厚，靠工作面运顺侧影响小，一般情况下工作面需要跳采过冲刷。现将冲刷段综采面设计成凹形工作面，既减少了跳采主辅回撤、跳采切眼需要掘进的645m巷道，又增加了回收煤量21万吨。回采煤量可采期指标更高，矿井采掘比更合理。
12117工作面区域内存在一定的冲刷，根据12117工作面切眼揭露以及生产办提供的地质资料情况来看，工作面存在冲刷，切眼最大切割煤层厚度2.1m（回风侧），最小切割煤层厚度0.9m（运顺侧），煤层厚度1.1-2.4m（运顺厚回风薄）；回风顺槽内，切眼至推进方向188m范围内存在冲刷，最大切割煤层厚度2.1m，随着推进逐渐变小，最小切割煤层厚度0.2m，煤层厚度1.1-3m；运输顺槽内，切眼至推进方向144m范围内存在冲刷，最大切割煤层厚度1m，随着推进逐渐变小，煤厚2.4-3m；冲刷体影响工作面推进长度约188m（图3）。
（4）刀把子型工作面，提高资源回收率。将井田内受大断层影响的工作面设计成缩面型，必要时一个综采面回采过程中机尾缩面两次，实现最大限度提高资源回采率，同时降低巷道掘进率。
（5）合理选择配套支架。
支架选型应做好以下几点：
A根据勘探钻孔资料及相邻工作面探煤厚资料，做出工作面等值线图，生产办根据煤厚合理设计工作面四周巷道高度。
B工作面圈定时，掘进队做好顶底煤探测及巷道标识工作。
C生产办地质人员应做好工作面四周顶底煤探测记录。
D生产办地质人员应根据顶底煤记录做出工作面煤层等厚线图。
E生产办根据工作面煤厚等值线图，最终选定工作面支架型号。
（6）合理优化工作布置、增加推采长度：生产办在对工作面设计时，优化机头硐室、切眼、主辅通道布置；边界煤回采切眼推广采用调斜布置、回撤通道布置设计与相邻工作面布置设备列车斜联巷，从而减少设备列车占用距离，增加工作面回采长度。
四、总结
通过柳塔煤矿工作面优化设计实践，阐述了采用优化工作面设计，利用布置刀把子面、过空巷、过冲刷等有效地途径，从而达到安全高效回收煤炭资源，大大提高资源的回收率的目的。
参考文献
[1] 刘振文.浅谈高产高效矿井的建设趋势[J].黑龙江科技信息，2011（10）：76-76.
[2] 陈光炎.《中国采煤方法》〔M〕.中国矿业大学出版社，1991年第一版.
[3] 叶根喜.《边角煤高回收率高效开采工艺设计优化》[J].北京科技大学学报.2007年第7期.
[4] 王永志.《中部斜切进刀方式在残采工作面的应用》[J].晋煤科技.2004年第二期.
[5] 袁海军.《边角煤回采巷道布置及支护形式探讨》[J].晋煤科技.2006年第一期.
[6] 李永平.《边角煤开采问题探讨》〔J〕.山西科技.2010年第一期.
[7] 白俊杰.《新时期提高煤炭资源采出率与矿井建设对策》[J]；科技创新导报；2013年01期.
[8] 钟天明.《浅析如何提高煤炭资源回收率》[J]；能源与环境；2009年05期.
[9] 安都勤.《浅谈影响综放工作面回采率的问题及解决方法》[J]；江苏煤炭；2001年04期.
[关键词]回采率；生产；设计；机械化；水平
中图分类号：TD163.1 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2018）23-0041-01
一、提高煤炭资源回采率的重要性
煤炭是一种不可再生的重要矿产和基础能源。长期以来，相当一部分煤炭企业片面追求短期效益，不按照批准的开发利用方案或设计组织生产，采厚弃薄，采易弃难，导致资源回采率偏低，造成了煤炭资源的极大浪费，同时也使矿井服务年限大大縮短。因此提高煤炭资源的回收率，对于实现国民经济和社会可持续发展，具有十分重要的意义。
二、柳塔煤矿介绍
柳塔煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，行政区划隶属于伊金霍洛旗乌兰木伦镇管辖，距东胜市区45km。
1、煤层产状。根据矿井资源储量报告，该矿井可采煤层为侏罗系中下统延安组煤系地层。在井田内较稳定的煤层是：1-2上、1-2、2-2、3-1下、4-2上、4-3、5-2煤层。井田内煤层绝大部分属中厚煤层，煤层赋存稳定，构造简单，煤层向南西倾斜，倾角1～3°，地质构造，水文地质条件简单，开采技术条件比较优越，有利于机械化开采。
2、煤层。井田共含可采煤层15层，主要可采煤层为1-2上、1-2、2-2、3-1、3-1下、4-2上、4-3、5-2共8层。
三、优化工作面设计，提高资源回收率
神东煤炭集团柳塔煤矿极为重视高产高效矿井建设工作，为了提高煤炭资源回收率，从根本设计上出发，优化工作面设计，大大提高了煤炭资源的回收率。以下从几个工作面来介绍以下通过优化设计来提高工作面的资源回收率。
（1）过空巷布置工作面。柳塔煤矿12113-2工作面为了提高资源回收率，原先计划旺采区域综合考虑，重新设计了工作面的主辅回撤，工作面在推进古过程中，需要过原先工作面的主辅回撤通道，增加了21万吨的产量，大大提高了资源回收效率（图1）。
（2）过断层优化设计工作面。12115工作面附近存在一条落差15.2m的大断层，严重影响工作面的正常布置，为了提高资源回收率，在设计工作面时充分考虑断层影响，在巷道掘进过程中，及时探巷道距离断层的位置，尽量的减少丢煤，将工作面设计成为刀把子面，大大提高了工作面的煤炭资源回收率（图2）。
（3）过冲刷优化设计工作面。针对井田内受冲刷影响的工作面，在详细分析冲刷影响范围、冲刷厚度、岩石硬度的基础上，设计布置凹型工作面。避免了由于冲刷影响工作面跳采丢失煤量，降低了巷道掘进率，有效提高了回采率。如12117综采面距切眼360-560m位置处受冲刷影响，冲刷段靠工作面回顺侧影响范围长且冲刷岩石厚，靠工作面运顺侧影响小，一般情况下工作面需要跳采过冲刷。现将冲刷段综采面设计成凹形工作面，既减少了跳采主辅回撤、跳采切眼需要掘进的645m巷道，又增加了回收煤量21万吨。回采煤量可采期指标更高，矿井采掘比更合理。
12117工作面区域内存在一定的冲刷，根据12117工作面切眼揭露以及生产办提供的地质资料情况来看，工作面存在冲刷，切眼最大切割煤层厚度2.1m（回风侧），最小切割煤层厚度0.9m（运顺侧），煤层厚度1.1-2.4m（运顺厚回风薄）；回风顺槽内，切眼至推进方向188m范围内存在冲刷，最大切割煤层厚度2.1m，随着推进逐渐变小，最小切割煤层厚度0.2m，煤层厚度1.1-3m；运输顺槽内，切眼至推进方向144m范围内存在冲刷，最大切割煤层厚度1m，随着推进逐渐变小，煤厚2.4-3m；冲刷体影响工作面推进长度约188m（图3）。
（4）刀把子型工作面，提高资源回收率。将井田内受大断层影响的工作面设计成缩面型，必要时一个综采面回采过程中机尾缩面两次，实现最大限度提高资源回采率，同时降低巷道掘进率。
（5）合理选择配套支架。
支架选型应做好以下几点：
A根据勘探钻孔资料及相邻工作面探煤厚资料，做出工作面等值线图，生产办根据煤厚合理设计工作面四周巷道高度。
B工作面圈定时，掘进队做好顶底煤探测及巷道标识工作。
C生产办地质人员应做好工作面四周顶底煤探测记录。
D生产办地质人员应根据顶底煤记录做出工作面煤层等厚线图。
E生产办根据工作面煤厚等值线图，最终选定工作面支架型号。
（6）合理优化工作布置、增加推采长度：生产办在对工作面设计时，优化机头硐室、切眼、主辅通道布置；边界煤回采切眼推广采用调斜布置、回撤通道布置设计与相邻工作面布置设备列车斜联巷，从而减少设备列车占用距离，增加工作面回采长度。
四、总结
通过柳塔煤矿工作面优化设计实践，阐述了采用优化工作面设计，利用布置刀把子面、过空巷、过冲刷等有效地途径，从而达到安全高效回收煤炭资源，大大提高资源的回收率的目的。
参考文献
[1] 刘振文.浅谈高产高效矿井的建设趋势[J].黑龙江科技信息，2011（10）：76-76.
[2] 陈光炎.《中国采煤方法》〔M〕.中国矿业大学出版社，1991年第一版.
[3] 叶根喜.《边角煤高回收率高效开采工艺设计优化》[J].北京科技大学学报.2007年第7期.
[4] 王永志.《中部斜切进刀方式在残采工作面的应用》[J].晋煤科技.2004年第二期.
[5] 袁海军.《边角煤回采巷道布置及支护形式探讨》[J].晋煤科技.2006年第一期.
[6] 李永平.《边角煤开采问题探讨》〔J〕.山西科技.2010年第一期.
[7] 白俊杰.《新时期提高煤炭资源采出率与矿井建设对策》[J]；科技创新导报；2013年01期.
[8] 钟天明.《浅析如何提高煤炭资源回收率》[J]；能源与环境；2009年05期.
[9] 安都勤.《浅谈影响综放工作面回采率的问题及解决方法》[J]；江苏煤炭；2001年04期.