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摘 要：合理的采煤方法及采煤工艺是建设高产高效矿井的关键，本文结合西北某矿21306工作面的煤层地质特点，提出了合适的采煤方法及工艺，对建设现代化高产高效矿井意义重大。
关键词：采煤方法 综采工作面 煤层
一、引言
我国自1974年引进综采设备后，通过吸收、完善和改进，综合机械化开采水平大幅度提高，矿井安全与装备水平明显好转，而且在神华集团的大柳塔矿、补连塔矿及山西晋城煤业集团公司寺河矿等煤矿已有成功实践。随着中国市场经济的发展，煤炭工业会逐渐向大型化、集中化、安全高效的方向发展，建设安全高效矿井，提高矿井经济效益已成为煤矿企业经营的基本理念。同时，煤矿安全条件将进一步得到改善，采煤生产技术必将达到国际先进水平。
二、工作面概况
21306工作面位于南一下山采区，南一5#煤输送机大巷西侧，为南一下山采区第一个3#煤综采工作面。该工作面沿走向条带布置。工作面走向长（平均）1999m，工作面倾向宽215m。3#煤岩层类型为半亮型，煤岩结构简单，煤层下部局部含夹矸，夹矸厚度0.1-0.2m，底部有0.2-0.3m厚粉末煤层。运回两巷煤层厚度较稳定，1.4m～2.7m，一般厚度1.8m左右。
根据勘探及掘进所揭露的地质资料分析，现将顶板岩性分述如下：（1）伪顶：伪顶厚度在0.10m～0.20m之间，一般均在0.15m左右，岩性为灰黑色泥岩，呈块状、易破碎，回采时随煤层垮落。（2）直接顶：工作面直接顶以泥质粉砂岩和粉砂巖为主，底部有一层0.2m～0.3m厚的中、细粒砂岩，致密坚硬。（3）老顶：老顶由中细砂岩、泥岩组成，砂岩为中厚层状，致密坚硬，厚度有一定变化，一般厚度在6.5m左右。（4）底板：该工作面伪底不发育，煤层直接底为灰色粉砂岩，泥质胶结，中厚层状，厚度在3.8m～5.2m之间，一般在4.2m左右。
三、采煤方法及采煤工艺的选择
21306工作面采用走向长壁采煤法，综采一次采全高，全部垮落法管理顶板。作业形式：“三八”制，两采一准。循环方式：每天完成约9个循环，日推进度5.4m。
1.采煤工艺。本工作面采用MG2×150/700-WD型交流电牵引采煤机，双向割煤（无论采煤机在工作面的上口或下口，在前进方向前滚筒割上部煤，后滚筒割下部煤并装煤），通过滚筒螺旋叶片将煤输送到工作面SGZ800/1050型中双链刮板输送机上。
1.1工艺顺序：割煤→拉架→移溜。
1.2回采工艺说明：（1）机头（机尾）斜切进刀方式：采煤机由机头20—30米处进刀，滚筒按照前顶后底方向斜切进入煤墙。推机头溜子，调整采煤机上、下滚筒割煤割机头三角煤。机头割透后，采煤机返空刀至斜切进刀处，再次调整上、下滚筒，开始割机尾方向煤，然后跟机拉架移溜。机尾割透后，采煤机返空刀至溜子弯曲段（距机尾20—30米处）滚筒按照前顶后底方向斜切进入煤墙，至采煤机两滚筒完全进入煤墙。推机尾溜子，调整采煤机上、下滚筒割煤割机头三角煤。机尾割透后，采煤机返空刀至斜切进刀处，再次调整上、下滚筒，开始割机头方向煤，然后跟机拉架移溜。（2）落煤方式：工作面使用煤机双向割煤，滚筒截深0.63米，往返一次进二刀，煤机司机应随时调整滚筒，保证采高不低于1.6米，工作面机头、机尾过渡支架范围内煤壁高度不低于1.9m。当工作面煤层厚度低于1.6米时，可以进行挑顶或破底保证工作面高度。（3）装煤方式：采煤机螺旋滚筒割煤并将大部分煤装入工作面溜子，余煤在推工作面溜子过程中挤入工作面溜子。（4）运煤方式：工作面采用SGZ800/1050型刮板输送机，辅助进风巷采用一部SZZ900/315转载机，二部DSJ120/150/2×315胶带输送机，经21306辅助进风巷→溜煤眼→5#煤皮带下山→南翼胶带巷→大煤仓。（5）移架支护：移架在煤机滚筒过后3～5架进行，采用邻架操作、顺序移架、追机作业方式，移架步距600mm。移架遵循收回侧护板—降柱子—提架—拉架—升柱—打出侧护板的原则。（6）移溜：滞后采煤机后滚筒10—15米开始移溜，移溜时一次推移到位，并使溜子的弯曲段不小于21米，溜子水平弯曲角度不大于1°，垂直弯曲角度不大于3°。（7）清理浮煤：移溜后，要将工作面溜子至支架之间的浮煤攉入工作面溜子，清理干净框架内浮煤，为拉架做好准备。（8）转载机的拉移：工作面每割两刀，辅助进风巷的转载机必须用推移大油缸拉移一次，拉移进度每次1.2米。（9）移工作面机头、机尾：煤机割透端头煤壁后，退出机头（机尾）15～20米，端头过渡架必须及时伸出前探梁，必须保证机头工作地点顶板和帮部支护完好，才能派人清理机头（机尾）和过渡槽的浮煤，用机头（机尾）架推移千斤顶推移机头（机尾），推移点5米范围里不得有其他作业人员。
2.工作面生产能力计算。
2.1工作面基础参数。工作面长度215m，平均采高1.8m，3#煤容重1.36t/m3，截深0.6m。
2.2工作面生产能力计算。
Q循=L×S×H×R×C=300t
式中：Q循—循环产量t；L—工作面长度215m；S—循环进度0.6m；H—采高1.8m；R—3#煤容重1.36T/m3；C—回采率，取95%。
经计算，日生产能力：9×300=2700t；月生产能力：2700×30×93%=75330t。
3.顶板支护设计。
3.1支护强度计算。
Pt=9.81×h×γ×k=353.16kN/m2
式中：Pt—工作面合理支护强度，kN/m2；h—采高，取1.8m；γ—岩石容重，取2.5t/m3；k—工作面支柱应支护的上覆岩层厚度与采高之比，取最大值8。
3.2支架实际支撑能力计算。
Rt=Kg×Kz×Kb×Kh×Kα×R=3386.72kN/架
式中：Rt—支架实际支撑能力，kN；Kg—工作系数取0.99；Kz—增阻系数取0.95；Kb—不均匀系数取0.95；Kh—采高系数取0.95；Kα—倾角系数取0.95；R—支架额定工作阻力4200kN/架。（21306工作面使用液压支架为ZY4200/12/24X支架）
3.3工作面合理支护密度：n=Pt÷Rt=353.16÷3386.72=0.104架/m2
3.4合理支架间距为：D=Rt÷（pt×Lmax）=3386.72÷（353.16×6.02）=1.59>1.5m
3.5支架的支护强度：Rt=3386.72÷（6.02×1.3）=432.75kN/m2>Pt=353.16kN/m2
3.6支护设备选择：根据上述有关参数，结合采高等因素，21306工作面选用ZY4200/12/24X型液压支架。
3.7合理控顶距的选择：根据工作面顶底板条件及支护设备配备情况，工作面最大控顶距为5.1m，最小控顶距为4.5m。
四、结语
根据矿井设计生产能力，综合矿井地质构造、煤层埋深、煤层赋存状况、煤层厚度及硬度、煤层结构、顶底板条件、煤质条件及矿井生产能力等各方面因素，本工作面采用走向长壁采煤法，综采一次采全高，全部垮落法管理顶板的采煤工艺。经过现场实践应用，该采煤工艺有利于实现矿井的高产、高效，将为该煤矿建成安全、高效、现代化矿井奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]张先尘，钱鸣高等。采煤学[M].煤炭工业出版杜.2003（5）.
[2]张增峰.采煤工艺的选择与思考[J].科技创业月刊.2007（2）
作者简介：李阳（1987—），男，硕士，陕西省咸阳市，教师，现就职于陕西能源职业技术学院，主要从事煤矿开采技术方面的教学工作。
关键词：采煤方法 综采工作面 煤层
一、引言
我国自1974年引进综采设备后，通过吸收、完善和改进，综合机械化开采水平大幅度提高，矿井安全与装备水平明显好转，而且在神华集团的大柳塔矿、补连塔矿及山西晋城煤业集团公司寺河矿等煤矿已有成功实践。随着中国市场经济的发展，煤炭工业会逐渐向大型化、集中化、安全高效的方向发展，建设安全高效矿井，提高矿井经济效益已成为煤矿企业经营的基本理念。同时，煤矿安全条件将进一步得到改善，采煤生产技术必将达到国际先进水平。
二、工作面概况
21306工作面位于南一下山采区，南一5#煤输送机大巷西侧，为南一下山采区第一个3#煤综采工作面。该工作面沿走向条带布置。工作面走向长（平均）1999m，工作面倾向宽215m。3#煤岩层类型为半亮型，煤岩结构简单，煤层下部局部含夹矸，夹矸厚度0.1-0.2m，底部有0.2-0.3m厚粉末煤层。运回两巷煤层厚度较稳定，1.4m～2.7m，一般厚度1.8m左右。
根据勘探及掘进所揭露的地质资料分析，现将顶板岩性分述如下：（1）伪顶：伪顶厚度在0.10m～0.20m之间，一般均在0.15m左右，岩性为灰黑色泥岩，呈块状、易破碎，回采时随煤层垮落。（2）直接顶：工作面直接顶以泥质粉砂岩和粉砂巖为主，底部有一层0.2m～0.3m厚的中、细粒砂岩，致密坚硬。（3）老顶：老顶由中细砂岩、泥岩组成，砂岩为中厚层状，致密坚硬，厚度有一定变化，一般厚度在6.5m左右。（4）底板：该工作面伪底不发育，煤层直接底为灰色粉砂岩，泥质胶结，中厚层状，厚度在3.8m～5.2m之间，一般在4.2m左右。
三、采煤方法及采煤工艺的选择
21306工作面采用走向长壁采煤法，综采一次采全高，全部垮落法管理顶板。作业形式：“三八”制，两采一准。循环方式：每天完成约9个循环，日推进度5.4m。
1.采煤工艺。本工作面采用MG2×150/700-WD型交流电牵引采煤机，双向割煤（无论采煤机在工作面的上口或下口，在前进方向前滚筒割上部煤，后滚筒割下部煤并装煤），通过滚筒螺旋叶片将煤输送到工作面SGZ800/1050型中双链刮板输送机上。
1.1工艺顺序：割煤→拉架→移溜。
1.2回采工艺说明：（1）机头（机尾）斜切进刀方式：采煤机由机头20—30米处进刀，滚筒按照前顶后底方向斜切进入煤墙。推机头溜子，调整采煤机上、下滚筒割煤割机头三角煤。机头割透后，采煤机返空刀至斜切进刀处，再次调整上、下滚筒，开始割机尾方向煤，然后跟机拉架移溜。机尾割透后，采煤机返空刀至溜子弯曲段（距机尾20—30米处）滚筒按照前顶后底方向斜切进入煤墙，至采煤机两滚筒完全进入煤墙。推机尾溜子，调整采煤机上、下滚筒割煤割机头三角煤。机尾割透后，采煤机返空刀至斜切进刀处，再次调整上、下滚筒，开始割机头方向煤，然后跟机拉架移溜。（2）落煤方式：工作面使用煤机双向割煤，滚筒截深0.63米，往返一次进二刀，煤机司机应随时调整滚筒，保证采高不低于1.6米，工作面机头、机尾过渡支架范围内煤壁高度不低于1.9m。当工作面煤层厚度低于1.6米时，可以进行挑顶或破底保证工作面高度。（3）装煤方式：采煤机螺旋滚筒割煤并将大部分煤装入工作面溜子，余煤在推工作面溜子过程中挤入工作面溜子。（4）运煤方式：工作面采用SGZ800/1050型刮板输送机，辅助进风巷采用一部SZZ900/315转载机，二部DSJ120/150/2×315胶带输送机，经21306辅助进风巷→溜煤眼→5#煤皮带下山→南翼胶带巷→大煤仓。（5）移架支护：移架在煤机滚筒过后3～5架进行，采用邻架操作、顺序移架、追机作业方式，移架步距600mm。移架遵循收回侧护板—降柱子—提架—拉架—升柱—打出侧护板的原则。（6）移溜：滞后采煤机后滚筒10—15米开始移溜，移溜时一次推移到位，并使溜子的弯曲段不小于21米，溜子水平弯曲角度不大于1°，垂直弯曲角度不大于3°。（7）清理浮煤：移溜后，要将工作面溜子至支架之间的浮煤攉入工作面溜子，清理干净框架内浮煤，为拉架做好准备。（8）转载机的拉移：工作面每割两刀，辅助进风巷的转载机必须用推移大油缸拉移一次，拉移进度每次1.2米。（9）移工作面机头、机尾：煤机割透端头煤壁后，退出机头（机尾）15～20米，端头过渡架必须及时伸出前探梁，必须保证机头工作地点顶板和帮部支护完好，才能派人清理机头（机尾）和过渡槽的浮煤，用机头（机尾）架推移千斤顶推移机头（机尾），推移点5米范围里不得有其他作业人员。
2.工作面生产能力计算。
2.1工作面基础参数。工作面长度215m，平均采高1.8m，3#煤容重1.36t/m3，截深0.6m。
2.2工作面生产能力计算。
Q循=L×S×H×R×C=300t
式中：Q循—循环产量t；L—工作面长度215m；S—循环进度0.6m；H—采高1.8m；R—3#煤容重1.36T/m3；C—回采率，取95%。
经计算，日生产能力：9×300=2700t；月生产能力：2700×30×93%=75330t。
3.顶板支护设计。
3.1支护强度计算。
Pt=9.81×h×γ×k=353.16kN/m2
式中：Pt—工作面合理支护强度，kN/m2；h—采高，取1.8m；γ—岩石容重，取2.5t/m3；k—工作面支柱应支护的上覆岩层厚度与采高之比，取最大值8。
3.2支架实际支撑能力计算。
Rt=Kg×Kz×Kb×Kh×Kα×R=3386.72kN/架
式中：Rt—支架实际支撑能力，kN；Kg—工作系数取0.99；Kz—增阻系数取0.95；Kb—不均匀系数取0.95；Kh—采高系数取0.95；Kα—倾角系数取0.95；R—支架额定工作阻力4200kN/架。（21306工作面使用液压支架为ZY4200/12/24X支架）
3.3工作面合理支护密度：n=Pt÷Rt=353.16÷3386.72=0.104架/m2
3.4合理支架间距为：D=Rt÷（pt×Lmax）=3386.72÷（353.16×6.02）=1.59>1.5m
3.5支架的支护强度：Rt=3386.72÷（6.02×1.3）=432.75kN/m2>Pt=353.16kN/m2
3.6支护设备选择：根据上述有关参数，结合采高等因素，21306工作面选用ZY4200/12/24X型液压支架。
3.7合理控顶距的选择：根据工作面顶底板条件及支护设备配备情况，工作面最大控顶距为5.1m，最小控顶距为4.5m。
四、结语
根据矿井设计生产能力，综合矿井地质构造、煤层埋深、煤层赋存状况、煤层厚度及硬度、煤层结构、顶底板条件、煤质条件及矿井生产能力等各方面因素，本工作面采用走向长壁采煤法，综采一次采全高，全部垮落法管理顶板的采煤工艺。经过现场实践应用，该采煤工艺有利于实现矿井的高产、高效，将为该煤矿建成安全、高效、现代化矿井奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]张先尘，钱鸣高等。采煤学[M].煤炭工业出版杜.2003（5）.
[2]张增峰.采煤工艺的选择与思考[J].科技创业月刊.2007（2）
作者简介：李阳（1987—），男，硕士，陕西省咸阳市，教师，现就职于陕西能源职业技术学院，主要从事煤矿开采技术方面的教学工作。