超长工作面开采技术研究和实践

　　随着矿井智能化建设的深入，如何实现采煤工作面高产高效生产、充分发挥智能化设备的性能，成为矿井研究的重点方向。延长工作面倾斜长度，不仅能够优化生产系统、简化巷道布置、提高矿井资源采出率，而且能够实现工作面的高产高效，达到减员增效，降低消耗的目的。通过调研国内现有的的煤机、刮板输送机现状，矿井超长工作面生产组织情况，经研究决定，将原907超长工作面进行布置，实施超长工作面综采工艺，开创了我矿首个倾斜长度超350m的超长工作面。

　　3上907工作面设计之初，计划布置3上907工作面、3上909工作面两个工作面。但因掘进施工期间，地质条件较预期变化较大，地质条件复杂，断层、火成岩发育，工作面布置困难。通过调研国内现有的的煤机、刮板输送机现状，矿井超长工作面生产组织情况，后经矿领导及采掘专业研究决定，将原3上907工作面、3上909工作面合为一个3上907超长工作面进行布置，实施超长工作面回采。工作面倾斜长度达351.5m，创蒋庄煤矿建矿以来最长工作面倾斜长度记录。

　　工作面回采煤层为山西组3上煤层，工作面总体呈现为单斜构造，煤层赋存西高东低。煤岩层产状：倾向，SE～NE；倾角0°～10°，平均4°。煤层厚度在3.0～4.8m之间，平均煤厚4.1m，煤层结构简单。

　　工作面装备了西安煤矿机械有限公司的MG550/1280-WD型采煤机（机采高度2.8m至5.0m，装机功率1280kW）、鲁南装配公司的ZF7000/23/47型电液控支架（支护高度为2.3m至4.7m）、宁夏天地重型装备科技有限公司的SGZ800/1400型刮板输送机（运输能力1300t/h，功率1400kW）、SZZ830/400桥式转载机（运输能力1500t/h，功率400kW）、胶带机配置了拐弯装置1套（巷道夹角分别为20°）。

　　通过工作面高速以太环网将采煤机电控系统、支架电液控制系统、运输集控系统、泵站控制系统等有机融合，辅以工作面视频监控系统、煤机定位系统，实现了以采煤机记忆割煤、支架自动跟机移架、跟机开停喷雾为主，人工干预为辅，运输设备一键启动及工作面全过程视频监控自动化生产，开启了“一键启动、鼠标割煤”的智能化开采生产模式，确保了智能化工作面各设备协调、接续、高效、安全运行。

　　工作面采用综合机械化开采，一次采全高采煤工艺，采用采煤机破煤和装煤，输送机运煤，液压支架支护顶板，全部垮落法处理采空区顶板。

　　（1）回采工艺流程：采煤机割煤，追机移架，顺序推移刮板输送机。即：割煤→移架→推移刮板输送机。

　　（2）落煤方式：MG550/1280-WD电牵引采煤机割煤，沿煤层底板、顶板，一次采全高，采煤机在工作面两端头斜切进刀，斜切进刀长度不小于35m，每刀进尺0.8m。

　　（4）运煤方式：采用MG550/1280-WD型采煤机割、装煤，经SGZ800/1400型刮板运输机、SZZ830/400型桥式转载机和DSJ-100/2×125型伸缩胶带输送机，通过南大巷主皮带和主井等运输至地面。

　　（5）支护方式:工作面选用ZF7000/23/47型液压支架支护顶板；中间巷超前选用ZQL2×4800/22/45D型超前支架支护超前顶板；材运两巷采用单体液压支柱配合一字梁、或阶段性施工注浆锚索进行超前支护顶板。

　　工作面最大倾斜长度为351.5m，循环进尺0.8m，平均采高4.1m，煤的容重1.33t/m3，回收率93％，则工作面正规循环生产能力为1456t。

　　（1）3上907超长工作面的投产，开创了我矿倾斜长度最长的的采煤工作面，工作面解决了超长工作面的整体工艺、设备选型、采煤工艺技术、回采工艺等多方面的创新实践。

　　（3）将原3上907工作面与3上909工作联合布置为一个超长工作面，减少了一条保护煤柱的留设，提高了资源回收率。

　　（4）实施超长工作面掘进少施工一条巷道，采煤减少了工作面安装撤除接续各1次，节省了成本投入。

　　结语：3上907超长工作面的实施，开创了我矿首个倾斜长度超350m的超长工作面，解决了超长工作面的整体工艺、设备选型、采煤工艺技术、回采工艺等多方面的创新实践。超长工作面的实施多回收煤炭资源，减少了采掘工作量，节省了采掘施工费用，实现了采煤工作面高产高效开采，保障采煤工作面安全高效、产能利效益的最大化，缓解矿井的接续压力，为超长工作面生产积累了经验。