特厚煤层综放工作面放煤工艺优化研究
2021-10-14任继飞董合祥
任继飞 董合祥 张 浩
(晋能控股煤业集团朔煤小峪煤业有限公司,山西 朔州 036000)
煤矿综放开采方法为我国开采特厚煤层的主要方法[1-3]。许多专家和工程技术人员研究结果表明:选择合理的放煤工艺能有效提高单米精煤产量,降低放煤含矸率。但是如何选择合理的放煤工艺,目前仍然没有一个合理的定论[4-8]。本文以小峪煤业公司平均20 m特厚煤层综放工作面为背景,对其合理的放煤工艺进行了优化研究,可为类似条件下综放工作面优化和选择放煤工艺提供参考。
1 概况
8202工作面位于C5#层402盘区,倾向长度为210 m,平均煤厚20 m,上覆层为C3#层、C2#层、C山4#层。工作面采用ZF10000/18/35型四柱支撑掩护式低位放顶煤支架、MG500/1180-WD型采煤机、SGZ1000/1710型后部运输机。
工作面前105 m:C5#层煤厚9~11 m,C5#层顶板岩石厚2.5~3.5 m,C3#层留下煤4.5~5.5 m,其余上覆层已采。工作面后105 m:C5#层煤厚9~11 m,C5#层顶板岩石厚2.5~3.5 m,上覆C3#煤层厚8~12 m,C3#层顶板岩石厚2.5~3.5 m,C2#煤层厚2.5~3.5 m,C山4#煤层已采。煤层柱状图如图1。

图1 8202面煤层综合柱状图
2 理论计算
2.1 单米储量理论计算
(1)前105 m煤岩量
根据开采前钻孔探顶煤厚度可知,C5#层煤厚10 m,C3#层遗煤厚5 m,C5#与C3#层夹石厚3.5 m,煤容重1.6 t/m3,岩石容重2.4 t/m3。

式中:M为工作面煤(岩)储量,t;L为工作面单米长度,m;B为工作面倾向长度,m;H为工作面煤(岩)厚,m;γ为工作面煤(岩)层容重。
由式(1)可知:单米煤储量M=(10+5)×105×1×1.6=2520 t;
单米岩石量M=3.5×105×1×2.4=882 t。
(2)后105 m煤岩量
根据开采前钻孔探顶煤厚度可知,C5#层煤厚10 m,C3#层煤厚11 m,C2#层煤厚3 m,C5#与C3#层夹石厚3.5 m,C3#与C2#层夹石厚3 m。
由式(1)可知:单米煤储量M=(10+11+3)×105×1×1.6=4032 t;
C5#与C3#层 单 米 岩 石 量M=3.5×105×1×2.4=882 t;C3#与C2#层单米岩石量M=3×105×1×2.4=756 t。
(3)整个工作面单米煤岩量合计
M=2520+882+4032+882+756=9072 t。
2.2 热值理论计算
根据前期开采经验,可知C5#煤层热值为3600 cal/kg,C3#煤层热值为4200 cal/kg,C2#煤层热值为2600 cal/kg。……
