《炭煤矿开采薄煤层（厚夹矸）技术方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《炭煤矿开采薄煤层（厚夹矸）技术方案.doc（35页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、河南大峪沟煤业集团公司炭煤矿开采薄煤层（厚夹矸）技术方案一、概述（一）企业基本情况河南大峪沟煤业集团有限责任公司原为大峪沟煤矿，始建于1958年，1991年改矿建局，成立郑州市大峪沟矿务局，2006年12月31日巩义市人民以巩政函200656号文对郑州市大峪沟矿务局产权制度改革方案进行了批复，国有控股67，原企业正式员工占33，成立河南大峪沟煤业集团有限责任公司，是国家大型二档企业，2008年全国煤炭工业100强企业，集煤炭、电力、铝业、高新建材、机械制造、餐饮、旅游为一体的大型能源企业。截止到2010年末，资产总额30.84亿元，净资产收益率34.26%，2010年集团公司营业总收入13.9
2、7亿元，利税7.21亿元，利润3.71亿元。在职员工7200人，各类专业技术人员1000多人。集团公司下设炭煤矿、华泰煤矿、小关一矿、小关二矿、洛义煤矿等五对矿井，设计生产能力165万吨/年，核定生产能力189万吨/年。其中炭煤矿设计生产能力45万吨/年，核定生产能力69万吨/年，开采一1、二1煤层。华泰煤矿设计生产能力60万吨/年，开采二1煤层。小关一矿设计生产能力15万吨/年，开采一1煤层。小关二矿设计生产能力30万吨/年，开采二1煤层。洛义煤矿设计生产能力15万吨/年，开采二1煤层。近年来，集团公司认真贯彻落实科学发展观，坚持“以煤为主，主业做大做强，多元发展，路子拓宽拓广”的发展战略，
3、在搞好煤炭主业的同时，积极推进项目建设，不断拉长产业链条，企业规模迅速壮大，综合抗风能力明显提高，逐步形成了以煤炭生产、经营为主业，以水泥、铝业、房地产、煤矿机械、酒店、旅游等非煤产业为互补的大型现代化企业。集团公司先后荣获“中国优秀企业”、“省安全生产先进单位”、“省五一劳动奖”、“全国普法先进单位”、“全国煤炭工业100强“、”郑州市工业30强”、“重合同守信用企业”、“诚信纳税企业”等多项荣誉。（二）炭煤矿基本情况炭煤矿始建于1958年，设计生产能力10万吨/年，历经多次改扩建，现设计生产能力45万吨/年，核定生产能力69万吨/年。经河南省寰宇测绘科技发展有限公司检测，截止2010年12
4、月底，该矿保有一1煤资源储量361.3万吨，可采储量180万吨。根据2010年4月河南省煤炭地质勘察研究院编制的河南大峪沟煤业集团有限责任公司炭煤矿资源储量核实（分割）报告和开发利用方案，二1煤资源储量1760万吨，可采储量 1040.43万吨，服务年限19.8年。1、交通位置：炭煤矿位于巩义市大峪沟镇境内，地理坐标为：东经11304551130906，北纬344236344515；井田范围东西长3.204.45km，南北宽2.504.20km，面积22.2294km2。西北距巩义市12km，有准轨铁路专用线在巩义市与陇海铁路相接，310国道横穿井田东西，连霍高速公路从北部10 km通过，交通
5、十分便利。342、井田范围2010年1月河南省国土资源厅颁发的炭煤矿采矿许可证证号为C4100002009061120024282，划定矿区面积为22.23平方公里，开采深度260米至-365米，有效期限2010年12月至2012年1月。矿区范围：二1煤层由7个座标（1980西安坐标系）点依次连接而圈定，见表1；一1煤层由26个座标（1980西安坐标系）点依次连接而圈定，见表2。表1 炭煤矿二1煤层边界拐点座标一览表序号直角坐标大地坐标XY经度纬度13847692.2038417798.60113060834451523846097.1938417471.6111305563444233384
6、6069.2038417696.61113060534442243846044.7038418037.61113061834442253845949.7038418492.61113063634441963845949.7038418694.11113064434441973847682.1038419009.111130656344515表2 炭煤矿一1煤层边界拐点座标一览表序号直角坐标大地坐标XY经度纬度13842822.238421006.61113081634423823844087.238421391.62113083034431933845657.238421844.6111308
7、4834441043847137.238422311.61113090634445853847668.238420596.6113075834451563847692.238417798.6113060834451573846097.1938417471.61113055634442383845463.238417360.6113055234440393845692.238416276.611130509344410103844087.1938415905.61130455344318113843192.238416151.61130505344249123843132.238416316.6
8、11130511344247133843357.238416486.61130518344254143843337.238416951.611130536344254153843622.238416983.61130537344303163843352.1938417971.611130616344254173842902.1938417591.611130602344240183842804.238417716.61130607344236193842937.238418099.611130622344241203843034.238418116.6113062234424421384301
9、2.238418403.611130633344243223843314.1938418457.61130635344253233843207.238419131.611130702344250243843102.238419381.611130712344247253842912.238420336.61130749344241263842822.238420321.611307493442383、煤层赋存状况：矿井位于荥巩煤田西部的大峪沟井田，开采石炭系太原组底部的一1煤层， L1+2灰岩为其直接顶板，在一煤层发育为独立分层时，直接顶板为粉砂岩、砂质泥岩和泥岩；本溪组铝质泥岩为其直接底板。
10、上距二1煤层60m左右；下距奥陶系灰岩一般10m左右。据矿井内43个钻孔、邻区9个钻孔，煤层厚度02.32m，平均0.97m，煤层层位稳定，结构简单，含1层夹矸。该煤层矿井浅部采空区煤厚0.801.00m，多为可采区域；矿井深部煤厚多为0.50m左右，绝大部分为不可采区，煤层不可采的主要因素是其夹矸增厚，使煤层分岔为上、下分层，其夹矸层位稳定，厚度变化较大（0.303.45m），由于煤层上、下分层都较薄（0.250.55m，一般0.4m），夹矸厚度大于上下分层而不可采。一1煤层为较稳定型大部可采之薄煤层。煤层赋存标高+250m210m，埋深70530m。4、瓦斯等级、煤尘爆炸性、煤层自燃倾向性
11、 2010年瓦斯等级鉴定，瓦斯相对涌出量4.95 m3/t，绝对瓦斯涌出量3.28m3/min，属低瓦斯矿井。煤尘无爆炸危险性， 煤层自燃倾向性为类，属不易自然煤层。 5、水文地质条件：矿井充水因素主要包括大气降水、地表水、地下水和老空区水等，矿井正常涌水量为777.33 m3/h，最大涌水量为1166 m3/h。根据水文地质类型划分报告，水文地质类型为复杂。 6、矿井生产建设情况矿井采用立井多水平分区式上下山开拓，采煤方法为走向长壁后退式，回采工艺为机采，顶板管理采用全部垮落法。全井田分为+150 m、-50 m、-170 m三个水平，目前一水平全部采完，二水平尚有二七和二五盘区进行生产，三
12、水平有三一盘区进行生产、三五盘区正在准备。矿井现布置27030、31080两个工作面和三个掘进工作面。主井井径4.5m，井深145m，安装一台2JK-2.5/20单绳缠绕提升机，配备一对3吨箕斗；副井井径6m，井深137m，安装一台JKM-1.854（）多绳摩擦轮提升机，配备一对单层双车罐笼；综合井井径5m，井深446 m，安装一台2JK-2.5/11.5单绳缠绕提升机，配备一对单层单车罐笼。矿井采用混合抽出式通风，主井、副井、综合井、五七井进风，刘沟、胡家风井回风。矿井总进风量为4713m3/min（参考数据），矿井总回风量为5250m3/min（参考数据）；刘沟风井井径3m，井深126m，
13、胡家沟风井井径3m，井深128.5m，两风井均安装两台BDK-6-.16型轴流对旋式风机。地面安装16m3/min和20 m3/min双螺杆空压机两台。井下中央泵房装备DS200-437水泵四台、YSB-10A水泵两台，井底水仓容量2500 m3；综合井泵房装备MD450-609水泵三台、MD（F）500-579水泵五台；矿井综合排水能力5500 m3/h。矿井双回路供电分别来自大峪沟35KV变电站和凯旋变电站，电压等级分别为6KV、10KV。调度室安装KJ95N型瓦斯监控系统、JSY2000-06C调度通讯系统、KJ69J人员定位系统。二、矿产资源现状（一）矿产资源勘查现状2010年1月河南
14、省国土资源厅颁发的炭煤矿采矿许可证证号为C4100002009061120024282，开采一1煤层和二1煤层，其中一1煤层开采标高260-210 m，二1煤层开采标高200-365 m，。河南省煤炭地质勘察研究院2010年4月编制完成河南省巩义市河南大峪沟煤业集团有限责任公司炭煤矿资源储量核实（分割）报告。河南省国土资源厅豫国土资储备字201076号关于河南省巩义市河南大峪沟煤业集团有限责任公司炭煤矿资源储量核实（分割）报告矿产资源储量评审备案证明。矿产资源情况如下：矿井资源储量和保有资源储量矿井资源储量计算范围为上述划定的井田范围。资源/储量计算的两层煤最低可采厚度为0.80m，最高灰分4
15、0。最高硫分为3（本区一1煤原煤平均硫分为4.58%，超过规范指标，但矿井正在开采，且经洗选后硫分可降低至1.1，能满足硫分小于3的要求，故本次仍作为资源储量进行估算），原煤最低发热量为22.1MJ/kg。井田内煤层倾角一般小于15，采用水平投影地质块段法估算煤层资源储量。根据炭煤煤矿资源储量核实（分割）报告并经河南省国土资源厅豫国土储备字【2010】76号文备案，截止2009年12月31日，河南大峪沟煤业集团有限责任公司炭煤矿共获得二1、一1煤层查明资源储量（111b）+（122b）+（333）类 3661万吨，其中保有2173万吨；动用1488万吨。其二1煤层保有资源储量（122b）+（3
16、33）类1760万吨，（122b）类1255万吨，（333）类505万吨；一1煤层查明资源储量（111b）类1901万吨，动用（111b）类1488万吨，保有（111b）类413万吨。详见表2-1-3。二1、一1煤层资源储量估算结果汇总表表2-1-3煤层查明资源储量动用储量保有资源储量煤类111b122b333小计111b111b122b333小计一1煤层190119011488413413无烟二1煤层1255505176012555051760无烟合计190112555053661148841312555052173（二）开发利用现状炭煤矿开采一1煤层已有52年的历史，矿产资源已枯竭，各盘区
17、已到厚夹矸（薄煤层即低品位矿）区域，该区域面积约7.2平方公里，有2106、2403、2810、2809、3201五个钻孔显示上部煤厚+中间夹矸+下部煤厚分别为（单位米）：0.39+0.64+0.39、0.25+3.45+0.55、0.35+3.42+0、0.35+2.48+0.54、0.27+3.3+0.5，估算资源蕴藏量达950余万吨。2010年8月煤炭工业郑州设计研究院有限公司编制了河南大峪沟煤业集团有限责任公司炭煤矿矿产资源开发利用方案，对该区域作为二1煤层的保护层开采进行了论证，河南省国土资源厅组织专家进行了评审，以豫国土资方案备字2011007号同意备案。集团公司为科学开采该区域低
18、品位矿，减少资源浪费，释放二1煤层瓦斯，计划对该区域进行研究、探索采煤方法和回采工艺及采掘设备。（三）煤质一1煤为灰黑色，以块煤为主，似金属光泽，贝壳状断口为主，阶梯状、参差状断口次之，煤的硬度较大。煤层上部呈薄层状光亮型煤为主，下部为中厚层状属光亮型和半亮型煤，中部夹有一层厚0.20m左右之半暗型或暗淡型煤。煤的真密度为1.92 t/m3，视密度为1.64t/m3。二1煤为黑色，以粉、粒状煤为主，煤的原生结构遭破坏，呈现层间挤压、揉搓的构造煤特征，表现为滑面发育，强度极低，指压即碎，遇水则产生大量煤泥。煤的真密度为1.79t/m3，视密度为1.60t/m3。主要煤质指标见表32。由本表可知，
19、一1煤层属中灰、高硫、特低磷、高热值、高熔融灰分之块状无烟煤，机械强度及热稳定性良好，经洗选后硫分可降低至1.1%，可供合成氮肥用煤和民用燃料。 主要煤质指标 表32煤层原煤浮煤煤类灰分Ad全硫St.d磷Pd发热量Qgr,v,d（MJ/kg）挥发分Vdaf粘结指数GR.I一120.034.580.00327.842.580无烟煤二118.960.900.01827.083.680无烟煤二1煤层属中灰、低硫、高热值、高熔融灰分之粉状无烟煤，可选性中等，可磨性好，可作动力用煤和民用燃料。（四）开采薄煤层（厚夹矸）目的1、研究、探索超薄煤层采煤方法和回采工艺及采掘设备。 2、科学开采该区域低品位矿，
20、减少资源浪费。3、释放二1煤层瓦斯，一1煤层作为保护层进行开采。三、薄煤层（厚夹矸）开采现有技术、工艺、设备基础（一）以往开采情况简述炭煤矿采用竖井平巷开拓，全井田共划分3个水平12个采区，采用走向长壁采煤法。巩义市国土资源局核定其采区回采率85%。2007-2009年炭煤矿产量、资源储量动用情况及实际完成的采区回采率见表一矿井储量动用情况表表一中储量消耗数据均来自河南省寰宇测绘科技发展有限公司对炭煤矿的年度矿山储量动态检测报告。表一 2007-2009年度矿井储量情况表项目年度产量（万吨）采出量(万吨)损失量(万吨)动用资源储量(万吨)采区回采率（%）保有基础储量(万吨)200757.334
21、8.738.8657.5983.72444200864.4356.548.8865.4283.7418.69200975.8471.929.8381.5783.2382.11从表一中可以发现，动用储量明显大于储量年报中资源储量消耗数值。事实上，炭煤矿从1993年起，就有部分工作面布置在非计算储量的块段内（达不到最低工业要求的低品位矿）。特别是2002年以来，动用达不到储量计算标准的工作面数目已占年度动用工作面数目的一半以上。这种情况，在河南省煤炭地质勘察研究院2006年10月提交的煤炭资源储量核查报告中有所体现。根据煤、泥炭地质勘查规范（DZ/T215-2002）第8.4.2条规定“煤层中夹矸
22、厚度等于或大于煤层最低可采厚度时，煤分层应分别视为独立煤层，分别估算（或不估算）资源/储量，夹矸厚度小于煤层的最低可采厚度，且煤分层厚度均等于或大于夹矸厚度时，可将上、下煤分层厚度相加，作为采用厚度”和附录E.2煤的工业指标“一般地区缓倾斜煤层无烟煤最低可采厚度0.8米”。炭煤矿利用的低品位矿大致分为以下三种情形：1、单层夹矸厚度小于所规定的煤层最低可采厚度，但上、下煤分层厚度均小于夹矸厚度。2007年以来动用的此类工作面有27010、67210两个工作面和25080、31020、31050、33060、67190等五个工作面的局部块段。这些工作面平均夹矸厚度0.64米，下分层煤厚平均0.48
23、米，上分层煤厚平均0.36米。2、单层夹矸厚度小于所规定的煤层最低可采厚度，但上、下煤分层厚度均小于夹矸厚度，且上、下煤分层厚度之和仍低于煤层最低可采厚度。2007年以来，动用的此类工作面有25090、25110、25150、27020、31030等五个工作面和31020、31050两个工作面的局部块段。这些工作面平均夹矸厚度0.61米，下分层煤厚平均0.44米，上分层煤厚平均0.29米。3、单层夹矸厚度大于所规定的煤层最低可采厚度，且上、下煤分层均达不到所规定的最低可采厚度。2007年以来，动用的此类工作面有31120、33040两个工作面和31020、31040、31060、31070、3
24、1100等5个工作面的局部块段。这些工作面平均夹矸厚度0.94米，下分层煤厚平均0.46米，上分层煤厚平均0.43米。2007-2009年，以上三种情形工作面采动情况详见表二动用不可采资源储量工作面情况一览表。三年来，炭煤矿低品位矿累计产量达101.98万吨，增加矿产品销售收入41742.76万元，为国家创造矿产资源补偿费收入达425.78万元。具体情况详见表三附表22计算说明。通过低品位矿开采，延长了炭煤矿矿井服务年限，使宝贵的矿产资源得到了充分的开发利用，取得了较为显著的社会效益。由于种种原因，自2004年以来，炭煤矿一直未享受过矿产资源法定规费的减免优惠。在取得上述成绩的背后，是集团公司
25、为此所做的巨大付出。2001年原郑州市大峪沟矿务局以局字第44号文下发了关于加强储量管理工作的决定，2006年11月，以局字第56号文下发了回采工作面厚夹矸补助办法，2009年3月，集团公司以大字2009第14号文规范了采掘工作面厚夹矸及区段煤柱回收的标准。据不完全统计，仅2007年以来，集团公司用于厚夹矸工作面开采的补贴达800余万元，用于购买长单体液压支柱的投资达340余万元，为提高煤质投资560万元建成了湿式选煤系统等一系列措施，总投入1700万元。总之，大峪沟煤业集团公司炭煤矿投入了大量资金，研究了多种采掘方法、回采工艺，考察、引进多种采掘设备，但是现有的一次采全高或分层开采的采掘方法
26、，安全系数低，生产成本高，经济效益低，工人劳动强度大，因此需要进一步研究切实可行的开发方案，研究、引进先进的采掘设备，科学地开采低品位矿。（二）开采回采率根据巩义市寰宇测绘公司完成的2010年储量动态检测报告，截止2010年12月，该矿2010年度一1煤层动用资源储量73.26万吨，采出量61.88万吨(包括复采煤18.02万吨)，损失量11.38万吨，二1煤层无动用。详见下表：开采煤层总动用储量（104T）掘进动用（104T）回采动用备注采出量（104T）损失量（104T）采区回采率%一173.261.2360.6511.3884.2采出量含复采煤量合计73.261.2360.6511.38
27、84.2（三）现有技术、工艺先进性炭煤矿现行的厚夹矸煤层回采方法为走向长壁后退式，顶板管理采用全部垮落法，顶板支护采用单体液压支柱三四排管理，密集支柱切顶，回采工艺为炮采一次采全高，掘进工作面采用一次采全高或分层开采，虽然现有技术、工艺为各矿普遍采用的方法，但由于该区域煤层中夹矸较厚，所以存在如下弊端：1、劳动强度大。矸厚与煤厚比例已超1:1，甚至是2:1，造成矸中拾煤。要完成生产定额，需2倍的体力去翻运矸石。2、工作条件恶劣。落煤产生的大量矸石侵占采面的有效空间，影响通风，不利于地热和瓦斯的散逸，使得工作条件进一步恶化。3、安全系数降低。厚夹矸工作面支柱超高使用，降低了支柱的稳定性，被迫使用
28、防倒柱措施；夹矸受煤壁应力集中和工作面周期来压的影响，极易产生片帮脱落。大块矸石的脱帮给人身安全造成极大的威胁。（四）已有技术、工艺及设备基础 炭煤矿开采一1 煤层已有52年的历史，采用走向长壁后退式采煤法、炮采一次采全高回采工艺、顶板管理采用全部垮落法，支护采用单体液压支柱三四排管理、密集支柱切顶等已有30多年，采掘工作面使用单体液压支柱、刮板输送机、胶带输送机、扒渣机等也有30多年， 经过多年的不断革新，采煤方法、回采工艺更加成熟，设备等更加完善。目前采煤工作面和运输顺槽采用SGW-40T型溜子运输、盘区下山采用800mm胶带输送机运输，水平运输大巷采用架线式电机车运输，主井采用一对3吨箕
29、斗提升；掘进工作面采用SGW-17型溜子和600运输mm胶带输送机运输，材料、矸石、设备等辅助运输采用绞车、1吨标准矿车进行串车提升运输，提升运输系统完善。四、薄煤层（厚夹矸）开采方案（一）薄煤层（厚夹矸）开采的必要性在炭煤矿井田深部尚有约7.2平方公里的一1煤资源未被开采，估算资源蕴藏量达950余万吨，上覆二1煤资源储量估算约为5620余万吨。2004年重庆煤科院所做的大峪沟井田东段二1煤层突出危险性鉴定中指出，一1煤开采将使上覆二1煤瓦斯卸压与排放取得明显效果。实验室实验数据表明，二1煤卸压区瓦斯压力下降1.72倍，瓦斯含量下降26%。所以无论目前从炭煤矿出路考虑，还是长远为二1煤安全生产
30、保障着想，厚夹矸煤层的开采其意义都尤为重大。一1煤层作为二1煤层的保护层开采，煤炭工业郑州设计研究院有限公司在开发利用方案中进行了论证，如下：（一）保护层开采的原理、适用条件与选择1、保护层开采防突原理保护层一般是指突出矿井在煤层群中首先开采的非突出煤层或弱突出煤层，该煤层开采后，能使邻近的突出煤层丧失或降低突出危险性，从而达到防止煤与瓦斯突出的目的。2、保护层开采的适用条件、选择原则（1）、应优先选择无突出危险煤层作为保护层；（2）、应优先选择上保护层；选择下保护层开采时，不得破坏被保护层的开采条件。（3）、在开采的保护层工作面，应超前被保护层工作面12个区段,且应保证足够的超前时间。（4）
31、、保护层工作面沿倾斜方向应连续开采，相邻两个工作面之间应实施无煤柱沿空送巷。3、本矿保护层的选择河南大峪沟煤业集团有限责任公司炭煤矿现开采石炭系太原组底部的一1煤层，后期开采二叠系山西组底部二1煤层，两层煤均为大部分可采煤层，间距60m左右。中间含一2至一8煤层，其赋存极不稳定，煤层厚度0.2-0.55 m或煤层缺失；煤层顶板大部分为泥岩，局部为含方解石脉的石灰岩，煤层底板为泥岩或砂岩，支护困难；煤层顶底板起伏变化较大，无法开采。因此，采用一2至一8煤层作为解放层不可行。炭煤矿开采一1 煤层已有50多年，三水平以浅及三一盘区浅部基本采完，向北开拓都已进入厚夹矸区。因此，开采一1 煤层作为解放二
32、1煤层是现实可行的方案。（二）一1煤保护层开采理论可行性及保护范围判定1、保护保护层开采的可行性判定煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出规定规定：在突出矿井开采煤层群，必须采用开采保护层防治突出措施；保护层开采技术规范等文件规定保护层的开采厚度等于或小于0.5m、上保护层与突出煤层间距大于50m或下保护层与突出煤层间距大于80m时，必须对保护层的保护效果进行验证。炭煤矿一1煤层厚度为02.32m，平均厚度为0.97m，上距二1 煤层平均60m。本矿井条件下保护层开采对于被保护层的解放效果是不用怀疑的，但是，保护层开采后对于二2煤层的后续开采的影响程度是判断保护层开采可行性的重要指标。分析下保护层开采
33、可行性的方法主要有有效垂距法，比值判别法、围岩平衡法、数理统计分析法、“三带 ”判别法等。（1）、下保护层开采的有效垂距根据保护层厚度、顶板管理方法、回采工作面长度和开采深度等因素，按下式确定上保护层开采的有效垂距S下 = h下 12式中 S下 下保护层的最大有效层间垂距，m； H下下保护层的理论有效层间垂距，（它与工作面长度L和开采深度 H有关），m；本矿井L =93m，H=900m。依据保护层开采技术规范表A.3，h下取70m；1保护层开采影响系数，由于一1煤层平均0.97m，一次采全高，依据保护层开采技术规范，1 取1；2层间硬岩 (砂岩、石灰岩 )含量系数，以表示硬岩在层间岩石中所占的
34、百分比。取60%，2=1-(0.4/100) =0.9976按照这一方法的计算公式算出下保护层开采的有效保护垂距为 69.8m，本矿井一1煤层上距二1煤层平均60m，可以满足要求。（2）、比值判别法开采一1煤层用比值判别即：K=H/M式中 H两层煤层间距m，60m M下煤层采高m，取0.97m； 计算得：K=61.87.5。下保护层开采的生产实践及研究证明，当比值K7.5时，先采下部一1煤不会影响上部二1 煤层进行正常的准备的回采。（3）、围岩平衡法开采下保护层时必要的层间距估算公式为：式中 M下保护层开采厚度m，0.97m； K1岩石碎胀系数，K1=1.102.0；h平衡岩层本身厚度，根据一
35、1煤顶板赋存情况，估算取10m；计算得：开采一1煤时，两层煤间距应大于10.9719.7m。本矿两层煤间距为60m，满足开采时必要的层间距要求。（4）、“三带”判别法1）冒落带高度确定理论计算公式：计算跨落带最大高度公式为：式中 m煤层开采厚度，0.97m；K0岩石跨落后的残余膨胀系数，1.10；a煤层倾角，10o；顶板下沉值；=m =0.650.97=0.63下沉系数，0.65；计算出一1煤层开采后冒落带最大高度为3.45m。统计经验公式按照覆岩类别划分，顶板岩性按中硬考虑，即垮落带最大高度：式中 m煤层开采厚度，取平均值0.97m；计算出一1煤层开采后冒落带最大高度为6.31m。通过理论公
36、式和经验公式的计算 , 得出冒落带最大高度为6.31m。即一1 煤开采产生的冒落带不会延伸到二1煤层。对二1煤层正常开采不可能造成破坏性危害。2）裂隙带高度确定覆岩岩性按中硬考虑时，裂隙带最大高度可分别用下列不同经验公式计算：上述两式的计算结果 , 裂隙带最大高度分别为 HL =24.4m和HL=29.4m。取裂隙带最大高度为 29.4m。综上分析 , 二1 煤层处在一1煤层开采的弯曲下沉带范围内，一1煤的开采对二1煤的连续性不会造成破坏性的影响，二1 煤层中不会产生台阶状下沉。一1煤作为二1煤解放层的开采在理论上是可行的。2、保护层工作面沿走向保护范围理论计算一1煤工作面是采用走向长壁布置，
37、根据保护层开采技术规范规定，煤层倾角10 o时，保护层沿倾斜方向卸压角1、2理论值分别为77o、83o，保护层工作面理论长度由下式计算：A=a+h（tg1+ tg2）式中 A保护工作面理论长度，m a被保护层工作面长度，m，a=93m； h煤层间距，m，h=60m； 1、2保护层卸压角。经计算，保护层工作面理论长度A为114.2m。在生产中应及时收集数据，测出本矿保护层卸压角，精确计算保护范围，确保二1煤层开采安全。（三）邻近矿井保护层开采实践效果验证相邻的红旗煤业公司一矿，开采二1煤层，其下部的一1 煤层大部分已回采，该矿1999年到2009年瓦斯绝对涌出量从9.36 m3/min降到8.7
38、1 m3/min，相对涌出量从9.21 m3/t.d降到4.67 m3/t.d，实践证明开采一1 煤层作为解放二1煤层不仅可行，而且效果较好。(四)一1煤保护层开采的不利因素由于一1煤距底板下距奥陶系灰岩一般10m左右，底板受灰岩水威胁较大，所以在一1煤开采过程中防水任务较重。2010年12月，河南省国土资源厅组织专家对炭煤矿开发利用方案进行了论证，以豫国土资方案备字2011007号文备案。（二薄煤层）（厚夹矸）研究方案多年来，大峪沟煤业集团公司积极探索、研究厚夹矸及薄煤层开采技术，请中国矿业大学、河南理工大学等专家、教授进行指导，到四川、重庆、山东、山西、陕西、辽宁等煤矿进行参观、学习，多次
39、组织专业技术人员研究、制订、完善开发方案。第一，2006年我们就从四川省乐山市引进YBC-30链式截煤机，结合炭煤矿煤层赋存实际情况，制订回采工作面作业规程，使含块率明显提高，但由于产量下降，2010年我们又多次到重庆进行考察，从重庆永荣机械制造有限责任公司引进MG100-TP单滚筒薄煤层爬底板采煤机。第二，请中国矿业大学专家、教授到炭煤矿井下实地考察，共同研究开发全液压螺旋钻采煤机，根据厚夹矸区煤层赋存情况、工程量、施工难度等对MZ450螺旋钻采煤机进行改进。第三，与山东新煤机械制造有限公司签订合同，研制开发ZZC8000/14/32型充填综采液压支架，对夹矸较厚区域进行试采。1、夹矸厚度小
40、于0.8m的薄煤层 对夹矸厚度小于0.8m的采煤工作面计划采用MG100-TP单滚筒薄煤层爬底板采煤机进行回采。目前已形成的工作面分布在三一盘区和二七盘区，已形成的工作面有31080、31090、31100、27030、27040、27060、27080、27100，还有27050、27070、27090、27110等工作面正在进行准备。2011年计划开采31080、31090、27030、27050。虽然31080、31090、27030所有进回风巷和27050部分巷道已完成，但由于施工较早，断面均小于4 m2，造成工作面温度偏高，工作环境恶化，根据郑州市煤炭管理局和巩义市煤炭管理局要求，采
41、区进回风巷断面不得小于6 m2，矿井主要进回风巷断面不得小于8 m2，因此现有工作面进回风巷（包括平巷、溜子巷、回风巷）都必须进行扩修。炭煤矿现回采31080和27030两个工作面，采煤方法为走向长壁后退式，顶板管理采用全部垮落法，支护采用单体液压支柱三排（或二排）点柱加一排密集支柱，即三四排管理，回采工艺为机采一次采全高，即采用MG100-TP单滚筒薄煤层爬底板采煤机沿底板进行割煤，采煤机长宽高：4580910350（mm），滚筒直径0.43米，即割煤厚度0.43米，其上部夹矸和上部煤层依靠顶板压力而自行垮落，大块矸石由人工挑拣搡入采空区，而不能挑拣的小块矸石随煤经SGW-40T型溜子、80
42、0mm胶带输送机运到炭煤矿三号井煤场，然后采用SKT-4洗煤机进行水洗。MG100-TP单滚筒薄煤层爬底板采煤机其技术特征见下表：1煤层净高m0.50.82煤层倾角度253煤层硬度f34作业方式爬底板5电机型号YBC-100A（JDMB-100SA）6截割机构双头等螺距、螺旋单滚筒7喷雾方式外喷雾水量:16.7l/min水压1Mpa8牵引机构液压锚链9装煤机构工字链10外形尺寸mm4580910350以31080工作面为例采煤方法、回采工艺等如下：（1）工作面布置：31080工作面走向长300米，倾向长14 0米；现运输机巷和上回风巷均为宽2.0米，高1.8米。运输机巷铺设SGW40T刮板输送
43、机。采煤机靠自行进入工作面。采用MG100-TP型单滚筒爬底板采煤机割煤，打眼采用的设备为MZ1.2型电煤钻。采煤机司机提前到工作面安设采煤机老桩，挂好采煤机与老桩连接链，检查采煤机水量（16.7l/min）、水压(1Mpa)、煤壁、采高、倾角。（工作面布置见附图）。设备配备一览表 设备名称型 号功 率数量设备名称型 号功率数量刮板运输机SGW-4040kw6煤电钻MZ-1.2T1.2kw2信号综保ZXZ8-2.5/4-4KVA1采煤机MG100-TP100 kw1胶带输送机30kw1乳化泵YBK2-225S-437kw1智能开关KBZ-630/6603水 泵BQS20-65-11/N11kw
44、2干式变压器KBSG-400/61发爆器MFB-50-21煤钻综保ZZ8L-2.5/44KVA1刮板运输机SGDW-1717kw1调度绞车JD-125kw（2）采煤工艺：准备采煤机割煤机后支护爆破顶煤人工装煤输送机运煤移溜回柱放顶。该工作面的落煤方式为MG100-TP型单滚筒爬底板采煤机割煤，滚筒形式为双头等螺距螺旋单滚筒，采高0.5-0.8米，截深1.05米。工作面用采煤机割煤后，顶煤及散落在底板上煤由人工装入运输机拉出工作面。MG100-TP型采煤机采煤循环作业图（3）工作面支护与采空区的处理最大控顶距为4.85米，最小控顶距为3.80米，即“四、五排管理”。 工作面采用单体液压支柱支护顶板。当工作面推进到第5排支柱时，对采空区进行回柱放顶，使采空区直接顶直接跨落。