边角煤短壁开采方案设计

马文社

边角煤短壁开采方案设计

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(山阴兰花口前煤业有限公司，山西 朔州市 036900)

某煤矿一采区工作面受构造及村庄影响，遗留了较多的边角煤。为了回收边角煤资源，提高回收率，经考察学习并结合煤矿现场条件，设计短壁开采边角煤方案，采用双翼对拉旺格维利巷道布置，并配备连采设备。实践证明，短壁开采能够满足现场工作面的安全正常回采，回收边角煤46.6 万t，增加2.315亿元利润，为矿山带来了较好的经济利益。

边角煤；短壁开采；煤矿回收

1 工程概况

某煤矿矿井首采区位于井田东部，初期开采4#煤层，首采区煤层平均厚度为6.95 m，煤层厚度较厚，为井田内稳定可采煤层。煤层结构简单，煤层倾角3°~8°，直接顶为泥岩，泥质结构疏松，易风化，层理发育，基本顶为K8中砂岩，坚硬密实，裂隙不发育。在工作面开采过程中，由于受断层及保安煤柱影响，在采区内留有多块段边角煤。村庄压煤总量927万t，其中4-103工作面外部受村庄影响，压煤量70万t，4-112工作面外部影响压煤量160万t，一采区左翼村庄压煤量697万t。区段煤、块段煤压煤总量318.6万t。为了合理开采边角煤、块段煤，特此对边角煤开采进行研究，并设计制定方案。

2 开采方案研究

首先先开采边角煤、块段煤、构造影响压煤，而不考虑村庄压煤，待边角煤开采成功后，再研究制定村庄压煤开采方案。

根据煤矿现状，确定4-112受F15断层影响的5号块段为试采煤块。

通过对中煤东坡煤矿及神华布尔塔煤矿的考察得知，东坡煤矿采用旺格维利短壁式采煤法的开采回收率大概为53%左右，该采煤法相对工艺简单、通风及巷道布置比较合理，适用于开采边角煤、构造压煤及村庄下压煤。根据已采工作面回采时涌水量情况，预计本工作面正常涌水量为5~10 m3/h，最大涌水量为30 m3/h。

2.1 短壁开采设计

利用原4-1122巷双巷布置准备巷道，在原4-1122巷道左侧20 m处再施工一条巷道作为回风巷道，原1122巷作为进风巷，每50 m布置一条联巷，隔165 m施工两条支巷，支巷间距20 m，在主运巷后部再以204°方位角掘送两条主运巷，每间隔20 m掘送支巷，主要推采外部不规则三角区部分，村庄煤柱预留，采用双翼对拉旺格维利巷道布置，每采3~5个支巷留设一段10 m煤柱，采硐长度9 m（回采时根据顶板变化情况及时调整）。开采方案设计如图1所示。

2.2 设备配备

根据考察掌握的信息，在矿井使用的设备中，连采机及配套系统相对比较成熟，能够满足矿井的生产要求，通过设备对比，预计配备装备见表1。

2.3 生产能力

（1）掘进时生产能力。循环产量149.3 t，日产量895.8 t，月产量21499 t，班运量384 t。每小时铲车运输4次可满足每班2个循环掘进出煤量。

（2）采硐回采时生产能力。循环出煤量205.3 t，日产量1848 t，月产量44352 t，班运量640 t。每9 min铲车运输1次可满足每班3个采硐出煤量。

3 经济效益分析

3.1 产出指标分析

该区段地质储量量约88万t。采用长臂开采该区段，可以布置一个顺槽长度750 m，采面长度100 m的工作面，可采储量为40.8万t。采用短壁开采该区段，根据工作面巷道和采硐布置及东坡煤矿工作面回采率约为53%的情况，可采储量为46.6万t。

图1 双翼对拉旺格维利巷道布置

表1 设备配备

相对比而言短壁开采可回收长臂开采所不能回收的资源，长臂开采虽然可大面积回收资源，但留设煤柱较大，边角煤、块段煤的资源回收率相对短壁开采较低，因此边角煤、块段煤采取短壁开采比较合适。

3.2 成本指标分析

（1）采用长臂开采需投用支架57架、采煤机1套、回采溜子、转载溜子机破碎机各1部、皮带机1部、负荷中心4台及相配套的各类设备等，根据现有装备水平，100 m长工作面需投入资金大概8000万元（采煤机1000万元、顺槽皮带1500万元、支架2400万元、回采溜子、转载机、破碎机等2000万元、负荷中心4台1100万元），不包括掘进时投入的设备。

（2）采用短壁采煤法开采需投入资金4000 万元。

（3）经济指标：长臂开采吨煤单价按吨煤实际价630元计算，可实现销售收入2.57亿元，按现在实际吨煤成本368元/t计算，可实现利润1.06亿元。短壁开采如同掘进巷道，需施工支护巷道6500 m，经计算支护单价2340元/m，预计支护成本1521万元，预计投入人工费1.2亿元，加上设备投入4000万元，预计共需投入6150万元，可实现销售收入2.93亿元，实现利润增收2.315亿元，效益非常可观，在后续的工作面回采过程中，将会创造更大的利润。

4 结 论

结合煤矿边角煤现场实际情况，通过考察，针对边角煤开采提出了短壁开采方案，该方案能够回收煤矿储量46.6万t，增加2.315亿元利润，提高了煤炭资源的利用率，延长了矿井服务年限，并能够满足现场的安全正常回采。

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(2018-11-15)

马文社(1970—)，男，山西晋城人，注册安全工程师，本科，主要从事采煤工作，Email：13934319530@163. com。