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[摘 要]采煤方法及工艺的选择是否合理直接影响着整个矿井的安全生产和经济效益。本文结合小黄山煤矿的地质条件，提出了适合本矿厚煤层的采煤工艺。
[关键词]厚煤层；采煤工艺；方案比较
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0347-01
1、工程概况
小黄山煤矿位于阜康市东南约18km，矿井设计生产能力0.9Mt/a。井田内含煤12层，可采煤层7层，其中A1+2、A0号煤层属于厚煤层，其他煤层都小于3.5m。A0煤层位于井田内含煤地层最深部，该煤层全层厚5.00～31.17m，平均11.98m，为全井田较稳定、可采、结构简单～复杂的厚煤层，顶板岩性为粉砂岩及粉砂质泥岩，底板岩性为粉砂岩、泥岩。A1+2煤层全层厚12.21～44.67m，平均33.19m，为全井田较稳定、可采、结构简单—较简单的巨厚煤层。顶板岩性为粉砂岩及粉砂质泥岩，底板岩性为粉砂岩、泥岩。煤层倾角一般10～35°，属缓倾斜煤层。本矿井水文地质复杂，煤与瓦斯有突出危险性，各煤层均有爆炸性危险。井田内的煤一般属不自燃～不易自燃的煤。
2、采煤方法
根据矿井煤层赋存情况，结合矿井设计和平安煤矿瓦斯治理国家研究中心有限责任公司编制的《优派能源矿井初设及建设技术咨询评估意见》，矿井选择A0煤层顶分层（2m）作为保护层，上保护A1+2煤层，下保护A0煤层底部煤层。煤层经过保护层开采并经过防突检测确定煤层无突出危险性后，可采用放顶煤开采方法。本矿井开采煤层推荐采用走向长壁采煤方法，全部垮落法管理顶板。
3、采煤工艺选择
3.1 采煤工艺的选择原则
根据初期采区开采技术条件和国内采煤技术的发展，针对本矿井煤层的赋存特点，同时考虑本矿井主采的A1+2、A0煤层平均厚度大于10m，在选择采煤方法和工艺时主要考虑了以下原则：
（1）与煤层赋存条件相适应，有利于提高工作面单产，实现矿井生产的集中化，以达到矿井高产高效的目的。
（2）依靠科技进步，采用国内外新技术、新工艺、新设备、新材料，大力提高采煤机械化水平，降低工人劳动强度。
（3）简化采煤工艺，减少运输环节，降低巷道掘进率。尽量减少煤层之间的联络巷道，降低矸石掘进量。
（4）保证矿井安全生产，有效地防止煤层自然发火和其它灾害，为工人创造较舒适的井下工作条件。
（5）提高资源回收率，减少资源损失。
（6）根据煤层赋存，选择适当保护层位，确保矿井消突效果，有利于矿井安全生产。
3.2 采煤工艺的选择
根据上述原则及初期采区开采技术条件，参照国内的突出矿井先进生产经验，设计对煤层平均厚度小于3.5m的煤层采用走向长壁采煤法，综合机械化一次采全高采煤工艺。A6煤层平均厚度约为2.63m，该煤层设计采用走向长壁综合机械化一次采全高采煤法。工作面开采高度2.63m。工作面长100m，每天9个循环，循环进度0.6m，日推进度5.4m。日生产能力1755t。工作面生产能力0.46Mt/a。
本矿井除一采区外，其余采区均先开采A0煤层上部保护层后（采高2.6m），再按照由上向下的顺序开采各煤层。通过该保护层的开采在不破坏上部A1+2煤层资源的条件下可增加上部的A1+2煤层的透气性能，有利于消突及瓦斯抽采，对矿井达产时开采A1+2煤层时创造良好的开采条件。
A0煤层保护层工作面采用走向长壁采煤法，综合机械化一次采全高采煤工艺。工作面支护采用支撑掩护式液压支架和过渡支架，配备1台双滚筒电牵引采煤机割煤，配备1台与采煤机配套的可弯曲刮板输送机运煤，工作面开采高度2.6m。每天6个循环，循环进度0.6m，日推进度3.6m。日生产能力1483t。工作面生产能力0.39Mt/a，年推进度950m。由于该工作面主要作用是释放瓦斯，保护A1+2煤层及A0煤层下部的开采，矿井在实际生产中可根据瓦斯涌出情况进行调整，优先保证瓦斯抽采质量，对工作面产量及进度不做硬性要求。
对煤层厚度大于3.5m的A1+2、A0煤层经过穿层钻孔、开采A0煤层保护层等防突措施及瓦斯抽采后，确定煤层无突出危险性后，可采用走向长壁综合机械化倾斜分层放顶煤采煤法、综合机械化倾斜分层一次采全高采煤法进行开采。本文对上山两种采煤工艺进行比较如下：
方案一：走向长壁倾斜分层综合机械化放顶煤采煤法
A1+2煤层：根据煤层赋存条件，该煤层平均厚度约为32.96m ，A1+2煤层倾斜共分3层开采，工作面分层采高11m，其中开帮高度3m，放顶高度7.99m。工作面长120m，每天4个循环，循环进度0.6m，日推进度2.4m。日生产能力3386t。工作面生产能力0.89Mt/a，年推进度634m。工作面支护采用支撑掩护式液压支架和过渡支架，配备1台双滚筒电牵引采煤机割煤，配备2台与采煤机配套的可弯曲刮板输送机运煤，支架顶部铺设金属网，布置一个工作面可满足矿井设计生产能力要求。
A0煤层：根据煤层赋存条件，该煤层平均厚度约为10.19m，开采保护层后A0煤层剩余开采厚度为7.59m，工作面开采高度7.59m，工作面开帮高度3m，放顶高度4.59m。每天6个循环，循环进度0.6m，日推进度3.6m。日生产能力3779t。工作面生产能力1.00Mt/a，年推进度950m。工作面支护采用支撑掩护式液压支架和过渡支架，配备1台双滚筒电牵引采煤机割煤，配备2台与采煤机配套的可弯曲刮板输送机运煤，支架顶部铺设金属网，布置一个工作面可满足矿井设计生产能力要求。
方案二：走向长壁综合机械化倾斜分层采煤法
A1+2煤层：根据煤层赋存条件，该煤层平均厚度约为32.96m ，A1+2煤层倾斜共分10层开采，工作面分层采高3.3m，长度120m，工作面支护采用支撑掩护式液压支架和过渡支架，配备1台双滚筒电牵引采煤机割煤，配备1台与采煤机配套的可弯曲刮板输送机运煤，支架顶部铺设金属网，每天11个循环，循环进度0.6m，工作面生产能力0.87Mt/a，布置一个工作面并考虑掘进出煤可满足矿井设计生产能力要求。
A0煤层：根据煤层赋存条件，该煤层平均厚度约为10.19m，A0煤层倾斜共分3层开采，工作面开采高度3.3m，工作面长度120m，工作面支护采用支撑掩护式液压支架和过渡支架，配备1台双滚筒电牵引采煤机割煤，配备1台与采煤机配套的可弯曲刮板输送机运煤，支架顶部铺设金属网，每天11个循环，循环进度0.6m，日推进度6.6m。日生产能力3454t。工作面生产能力0.91Mt/a，布置一个工作面可满足矿井设计生产能力要求。
3.3 方案比较
倾斜分层综合机械化放顶煤采煤工艺与倾斜分层综合机械化一次采全高采煤工艺相比，具有下列优点：（1）推进度较低，搬家次数较低，有利于矿井产量的稳定；（2）工作面开采高度较大，有利于发挥机械设备能力，提高产量；（3）回采工效较高，成本较低；（4）可满足井田内主采煤层的开采条件，一个工作面即可达到矿井设计产能。
倾斜分层综合机械化放顶煤采煤工艺与倾斜分层综合机械化一次采全高采煤工艺相比有下列缺点：（1）推进度较低，对防止煤层自燃较困难；（2）放顶煤瞬间产量变化较大，工作面瓦斯变化较大。
4、结束语
为了保证矿井的安全生产和矿井经济效益，同时兼顾矿井瓦斯安全管理，根据矿井设计生产能力和煤层开采技术条件，经综合考虑各方面因素后，推荐采用倾斜分层综合机械化放顶煤采煤工艺。
作者简介
杜学渊（1963），男，本科，高级工程师，现就职于新疆煤矿设计研究院有限责任公司，主要从事采矿设计等方面的工作。
[关键词]厚煤层；采煤工艺；方案比较
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0347-01
1、工程概况
小黄山煤矿位于阜康市东南约18km，矿井设计生产能力0.9Mt/a。井田内含煤12层，可采煤层7层，其中A1+2、A0号煤层属于厚煤层，其他煤层都小于3.5m。A0煤层位于井田内含煤地层最深部，该煤层全层厚5.00～31.17m，平均11.98m，为全井田较稳定、可采、结构简单～复杂的厚煤层，顶板岩性为粉砂岩及粉砂质泥岩，底板岩性为粉砂岩、泥岩。A1+2煤层全层厚12.21～44.67m，平均33.19m，为全井田较稳定、可采、结构简单—较简单的巨厚煤层。顶板岩性为粉砂岩及粉砂质泥岩，底板岩性为粉砂岩、泥岩。煤层倾角一般10～35°，属缓倾斜煤层。本矿井水文地质复杂，煤与瓦斯有突出危险性，各煤层均有爆炸性危险。井田内的煤一般属不自燃～不易自燃的煤。
2、采煤方法
根据矿井煤层赋存情况，结合矿井设计和平安煤矿瓦斯治理国家研究中心有限责任公司编制的《优派能源矿井初设及建设技术咨询评估意见》，矿井选择A0煤层顶分层（2m）作为保护层，上保护A1+2煤层，下保护A0煤层底部煤层。煤层经过保护层开采并经过防突检测确定煤层无突出危险性后，可采用放顶煤开采方法。本矿井开采煤层推荐采用走向长壁采煤方法，全部垮落法管理顶板。
3、采煤工艺选择
3.1 采煤工艺的选择原则
根据初期采区开采技术条件和国内采煤技术的发展，针对本矿井煤层的赋存特点，同时考虑本矿井主采的A1+2、A0煤层平均厚度大于10m，在选择采煤方法和工艺时主要考虑了以下原则：
（1）与煤层赋存条件相适应，有利于提高工作面单产，实现矿井生产的集中化，以达到矿井高产高效的目的。
（2）依靠科技进步，采用国内外新技术、新工艺、新设备、新材料，大力提高采煤机械化水平，降低工人劳动强度。
（3）简化采煤工艺，减少运输环节，降低巷道掘进率。尽量减少煤层之间的联络巷道，降低矸石掘进量。
（4）保证矿井安全生产，有效地防止煤层自然发火和其它灾害，为工人创造较舒适的井下工作条件。
（5）提高资源回收率，减少资源损失。
（6）根据煤层赋存，选择适当保护层位，确保矿井消突效果，有利于矿井安全生产。
3.2 采煤工艺的选择
根据上述原则及初期采区开采技术条件，参照国内的突出矿井先进生产经验，设计对煤层平均厚度小于3.5m的煤层采用走向长壁采煤法，综合机械化一次采全高采煤工艺。A6煤层平均厚度约为2.63m，该煤层设计采用走向长壁综合机械化一次采全高采煤法。工作面开采高度2.63m。工作面长100m，每天9个循环，循环进度0.6m，日推进度5.4m。日生产能力1755t。工作面生产能力0.46Mt/a。
本矿井除一采区外，其余采区均先开采A0煤层上部保护层后（采高2.6m），再按照由上向下的顺序开采各煤层。通过该保护层的开采在不破坏上部A1+2煤层资源的条件下可增加上部的A1+2煤层的透气性能，有利于消突及瓦斯抽采，对矿井达产时开采A1+2煤层时创造良好的开采条件。
A0煤层保护层工作面采用走向长壁采煤法，综合机械化一次采全高采煤工艺。工作面支护采用支撑掩护式液压支架和过渡支架，配备1台双滚筒电牵引采煤机割煤，配备1台与采煤机配套的可弯曲刮板输送机运煤，工作面开采高度2.6m。每天6个循环，循环进度0.6m，日推进度3.6m。日生产能力1483t。工作面生产能力0.39Mt/a，年推进度950m。由于该工作面主要作用是释放瓦斯，保护A1+2煤层及A0煤层下部的开采，矿井在实际生产中可根据瓦斯涌出情况进行调整，优先保证瓦斯抽采质量，对工作面产量及进度不做硬性要求。
对煤层厚度大于3.5m的A1+2、A0煤层经过穿层钻孔、开采A0煤层保护层等防突措施及瓦斯抽采后，确定煤层无突出危险性后，可采用走向长壁综合机械化倾斜分层放顶煤采煤法、综合机械化倾斜分层一次采全高采煤法进行开采。本文对上山两种采煤工艺进行比较如下：
方案一：走向长壁倾斜分层综合机械化放顶煤采煤法
A1+2煤层：根据煤层赋存条件，该煤层平均厚度约为32.96m ，A1+2煤层倾斜共分3层开采，工作面分层采高11m，其中开帮高度3m，放顶高度7.99m。工作面长120m，每天4个循环，循环进度0.6m，日推进度2.4m。日生产能力3386t。工作面生产能力0.89Mt/a，年推进度634m。工作面支护采用支撑掩护式液压支架和过渡支架，配备1台双滚筒电牵引采煤机割煤，配备2台与采煤机配套的可弯曲刮板输送机运煤，支架顶部铺设金属网，布置一个工作面可满足矿井设计生产能力要求。
A0煤层：根据煤层赋存条件，该煤层平均厚度约为10.19m，开采保护层后A0煤层剩余开采厚度为7.59m，工作面开采高度7.59m，工作面开帮高度3m，放顶高度4.59m。每天6个循环，循环进度0.6m，日推进度3.6m。日生产能力3779t。工作面生产能力1.00Mt/a，年推进度950m。工作面支护采用支撑掩护式液压支架和过渡支架，配备1台双滚筒电牵引采煤机割煤，配备2台与采煤机配套的可弯曲刮板输送机运煤，支架顶部铺设金属网，布置一个工作面可满足矿井设计生产能力要求。
方案二：走向长壁综合机械化倾斜分层采煤法
A1+2煤层：根据煤层赋存条件，该煤层平均厚度约为32.96m ，A1+2煤层倾斜共分10层开采，工作面分层采高3.3m，长度120m，工作面支护采用支撑掩护式液压支架和过渡支架，配备1台双滚筒电牵引采煤机割煤，配备1台与采煤机配套的可弯曲刮板输送机运煤，支架顶部铺设金属网，每天11个循环，循环进度0.6m，工作面生产能力0.87Mt/a，布置一个工作面并考虑掘进出煤可满足矿井设计生产能力要求。
A0煤层：根据煤层赋存条件，该煤层平均厚度约为10.19m，A0煤层倾斜共分3层开采，工作面开采高度3.3m，工作面长度120m，工作面支护采用支撑掩护式液压支架和过渡支架，配备1台双滚筒电牵引采煤机割煤，配备1台与采煤机配套的可弯曲刮板输送机运煤，支架顶部铺设金属网，每天11个循环，循环进度0.6m，日推进度6.6m。日生产能力3454t。工作面生产能力0.91Mt/a，布置一个工作面可满足矿井设计生产能力要求。
3.3 方案比较
倾斜分层综合机械化放顶煤采煤工艺与倾斜分层综合机械化一次采全高采煤工艺相比，具有下列优点：（1）推进度较低，搬家次数较低，有利于矿井产量的稳定；（2）工作面开采高度较大，有利于发挥机械设备能力，提高产量；（3）回采工效较高，成本较低；（4）可满足井田内主采煤层的开采条件，一个工作面即可达到矿井设计产能。
倾斜分层综合机械化放顶煤采煤工艺与倾斜分层综合机械化一次采全高采煤工艺相比有下列缺点：（1）推进度较低，对防止煤层自燃较困难；（2）放顶煤瞬间产量变化较大，工作面瓦斯变化较大。
4、结束语
为了保证矿井的安全生产和矿井经济效益，同时兼顾矿井瓦斯安全管理，根据矿井设计生产能力和煤层开采技术条件，经综合考虑各方面因素后，推荐采用倾斜分层综合机械化放顶煤采煤工艺。
作者简介
杜学渊（1963），男，本科，高级工程师，现就职于新疆煤矿设计研究院有限责任公司，主要从事采矿设计等方面的工作。