關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會煤礦智能化委員會年會暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會的通知

合理的回采工作面長度能為安全高效提供有利條件，如何確定合理的工作面長度以求得最佳技術(shù)經(jīng)濟效果，一直被認為是礦井開采技術(shù)中值得重視的問題之一。在一定范圍內(nèi)加長工作面長度能夠?qū)崿F(xiàn)工作面高產(chǎn)高效，達到減人提效，降低成本的目的。但工作面過長時容易導(dǎo)致推進度下降，反而不利于穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)；反之，當工作面布置較短時，又會致使巷道萬噸掘進率提高，獲得的煤量少，帶來工作面生產(chǎn)能力達不到充分發(fā)揮的弊端。因此，對回采工作面長度進行分析研究，確定合理的回采工作面長度范圍，實現(xiàn)回采工作面穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

一、工作面長度影響因素分析

1、地質(zhì)因素

1）地質(zhì)構(gòu)造

影響工作長度的地質(zhì)構(gòu)造主要是斷層和褶曲。從工作面布置設(shè)計來看，一般以較大斷層或褶曲軸作為劃分工作面邊界的依據(jù)，這就從客觀上限制了工作面長度。在小斷層發(fā)育的塊段布置工作南時，由于小斷層易擾工作面正規(guī)循環(huán)，造成工作面推進度下降，尤其是對機組采煤影響較大，此時工作面不宜過長。通常工作面內(nèi)部發(fā)育的斷層落差在1.5m—5.0m時對回采影響較大，當斷層落差大于1.5m時，影響非綜采工作面；當斷層落差大于3.0m，時，對綜采綜放工作面回采將造成影響。

2）煤層厚度

當煤層較薄，工作面采高小于1.3m時，由于工作面控頂區(qū)及兩巷空間小，不易操作和行人，工作面長度不宜過長；當煤層較厚，采高大于2.5m時，非綜采工作面人工支護不便，操作困難，工作面長度布置亦不宜過長。

3）煤層傾角

煤層傾角不僅對工作面長度有影響，而且左右采煤方法的選擇。通常情況下，煤層傾角越小，其對工作面長度布置為影響也小。當煤層傾角小于100時，工作面長度可視實際狀況適當加長；當煤層傾角介于10—250之間，可按常規(guī)面長度布置；煤層傾角介于25—550之間，工作面長度上下同時作業(yè)困難，工作面長度不宜過長；煤層傾角大于550以上，工作面長度則不應(yīng)超過100m。

4）圍巖因素

圍巖性質(zhì)對工作面長度的影響主要是頂、底板，另外煤層自身的軟硬程度對工作面長度也有一定的影響。通常偽頂過厚（厚度大于1.0m）和頂板過于破碎或堅硬條件下的工作面回采,由于支護工作量大復(fù)雜，支護難度較大，此時工作面不宜布置過長；“三軟”煤層工作面底軟、支護易扎底、頂?shù)装逡平看?，加之煤軟，極易片幫，因而生產(chǎn)管理極其困難，這樣的工作面也不宜過長。

5）瓦斯含量

瓦斯含量的大小對工作面長度有一定的影響。瓦斯含量小的煤層，工作面長度一般不受其通風(fēng)條件的制約；瓦斯含量大的煤層，工作面長度越大則煤壁暴露的面積就越大，隨著產(chǎn)量的提高，單位時間內(nèi)瓦斯涌出量大，回采時需要的風(fēng)量就大，但由于受工作面及兩巷的斷面限制，風(fēng)量不可能無限地加大，因此，有些高瓦斯煤層工作面必須嚴格執(zhí)行以風(fēng)定產(chǎn)政策，同時在“雙突”及高瓦斯礦井中，要充分地考慮到瓦斯含量及通風(fēng)能力對工作面長度的影響。

2、技術(shù)因素

1）回采工藝

工作面采用的回采工藝不同，對確定工作面長度有明顯的影響。掩護支架工作面由于其回采工藝本身要求其出煤由下至上通過面向溜槽自溜運輸，這就從客觀上限制了工作面的長度不宜過長，高檔普采工作面，為了充分發(fā)揮采煤機組的效能，實現(xiàn)工作面的高產(chǎn)高效，在同樣的條件下工作面長度應(yīng)比炮采長，簡易支架放頂煤工作面，由于其開采煤層較厚，工藝上存在采、放煤，工作面生產(chǎn)能力大，因而在通常情況下，其面長應(yīng)比普通炮采工作面長度要短些，綜采(放)工作面，由于液壓支架的使用能保證采煤機快速截割，減少輔助時間，因此，其工作面長度較非綜采工作面要長，另外，因綜采（放）支架裝備費用高，而工作面愈長遇到地質(zhì)構(gòu)造變化的可能性愈大，此時工作面也不宜布置過長。

2）裝備條件

不同的采煤方法，其支護和運輸系統(tǒng)均不相同，采煤方法確定了，工作面支護也隨之確定。工作面裝備對工作面長度的影響主要表現(xiàn)在工作面設(shè)備運輸能力和有效鋪設(shè)長度。掩護支架工作面由于煤炭自溜而受工作面裝備條件影響甚微，但要保證運輸設(shè)備出煤能力必須與工作面生產(chǎn)能力相匹配，綜采（放）工作面，大多數(shù)采用500KW或630KW以上功率的輸送機。目前，我國已獨立研制了新一代大功率、大運輸量，長距離，高可靠性超重型工作面成套設(shè)備，并在大同煤礦集團公司四老溝礦大采高工作面試驗開采成功。但隨著煤炭市場經(jīng)濟運行形勢的進一步好轉(zhuǎn)和機械工業(yè)的不斷發(fā)展，建設(shè)安全、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效礦井和工作面是形勢所需，其要求綜采（放）工作面“三機”設(shè)備必須向高層次發(fā)展。根據(jù)我國現(xiàn)階段工作面生產(chǎn)能力，加之考慮到井下工作面生產(chǎn)條件和作業(yè)環(huán)境，各種型號輸送機的有效長度按其最大鋪設(shè)長度75%計，以便能充分發(fā)揮設(shè)備效能，達到提高單產(chǎn)的目的。

3）管理水平

管理工作水平的高低，對確定工作面長度的影響很大，如技術(shù)管理水平較高，具有能確保工作面的規(guī)格質(zhì)量和設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，并對因地質(zhì)條件局部變化出現(xiàn)的困難，能迅速采取措施進行正常回采，工作面長度宜取長些，否則應(yīng)取短些。從生產(chǎn)管理來看，短工作面易于管理，這是由于地質(zhì)變化小，頂板管理相對簡單，工作面容易做到“三直兩平”機電事故也少。對于初采初放用新的采煤方法礦井，由于受技術(shù)管理水平和設(shè)備操作熟練程度等因素的制約，工作面長度宜短些。

4）經(jīng)濟因素

在煤礦實際工作中，人們多以地質(zhì)和技術(shù)因素來確定工作面長度，但在一定有裝備和地質(zhì)條件下，可以通過理論分析和計算，同樣可以得到一個最優(yōu)工作面長度范圍。通常按產(chǎn)量和效率最高法（簡稱“雙高法”）確定工作面合理長度區(qū)間，再進行工作面成本最低法（簡稱“一低法”）的分析計算，得出最佳的工作面長度。

二、工作面長度的確定

根據(jù)理論分析，并結(jié)合平時的生產(chǎn)實踐以及高產(chǎn)高效工作面實例，在充分地調(diào)研認證的基礎(chǔ)上，初步提出了回坡底礦回采工作面長度的合理范圍。

三、推廣前景

1、回采工作面長度的選擇不僅要考慮地質(zhì)和技術(shù)要素，還要進行經(jīng)濟要素的分析計算，尋求出技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理，又適合礦井具體條件的最佳工作面長度，提高礦井技術(shù)經(jīng)濟效益。

2、回采工作面長度與工作面產(chǎn)量和回采工效的關(guān)系并非線性增加，其增幅隨面長的加大而逐漸減少；回采工效則隨面長增加而呈先減升后降低的趨勢，其間有一個最優(yōu)值區(qū)間。

3、假如生產(chǎn)系統(tǒng)如通風(fēng)、人員和材料運送、煤炭運送和巷道維護等方面都能滿足工作面生產(chǎn)能力的需要，采用高生產(chǎn)能力、高可靠性、大功率的采煤機及工作面輸送機，加之良好的工作面支護系統(tǒng)：走向長壁工作面最優(yōu)長度可達180—210m。

（牛新貴，男，1964年出生，山西霍州人，工程師，現(xiàn)任霍州煤電集團公司回坡底煤礦礦長。）