旺格維利采煤法短壁式回采

旺格維利采煤工藝在神東礦區(qū)得到成功的應(yīng)用和推廣，取得了產(chǎn)量、工效、效益多項(xiàng)世界紀(jì)錄，成就是輝煌的。但是，旺格維利采煤工藝的引進(jìn)應(yīng)用畢竟時(shí)間短，許多問(wèn)題仍然有待于我們進(jìn)一步的研究和探索。1、頂板管理水平支護(hù)手段的更加科學(xué)化仍需要提高，自移式支架的性能仍需完善。2、通風(fēng)方式及通風(fēng)管理環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱，需要形成一整套適合于旺格維利回采工藝的通風(fēng)理論和管理制度。3、高瓦斯煤層中旺格維利回采工藝的瓦斯管理需要更加完善、科學(xué)、有效的技術(shù)手段。4、旺格維利采煤工藝的采空區(qū)防火手段相對(duì)滯后，必須進(jìn)行更深的研究探討。5、設(shè)備配件的國(guó)產(chǎn)化程度和整機(jī)的本土化生產(chǎn)處于起步階段，由于進(jìn)口設(shè)備或配件價(jià)格昂貴，大力推廣使用短壁式旺格維利回采帶來(lái)一定的局限性，只有實(shí)現(xiàn)整機(jī)的本土化生產(chǎn)和提高配件的國(guó)產(chǎn)化水平，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用旺格維利回采工藝才會(huì)具備物質(zhì)基礎(chǔ)短壁式回采工藝存在問(wèn)題分析研究旺格維利采煤工藝在神東礦區(qū)得到成功的應(yīng)用和推廣，取得了產(chǎn)量、工效、效益多項(xiàng)世界紀(jì)錄，成就是輝煌的。但是，旺格維利采煤工藝的引進(jìn)應(yīng)用畢竟時(shí)間短，許多問(wèn)題仍然有待于我們進(jìn)一步的研究和探索。1、頂板管理水平支護(hù)手段的更加科學(xué)化仍需要提高，自移式支架的性能仍需完善。2、通風(fēng)方式及通風(fēng)管理環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱，需要形成一整套適合于旺格維利回采工藝的通風(fēng)理論和管理制度。3、高瓦斯煤層中旺格維利回采工藝的瓦斯管理需要更加完善、科學(xué)、有效的技術(shù)手段。4、旺格維利采煤工藝的采空區(qū)防火手段相對(duì)滯后，必須進(jìn)行更深的研究探討。5、設(shè)備配件的國(guó)產(chǎn)化程度和整機(jī)的本土化生產(chǎn)處于起步階段，由于進(jìn)口設(shè)備或配件價(jià)格昂貴，大力推廣使用短壁式旺格維利回采帶來(lái)一定的局限性，只有實(shí)現(xiàn)整機(jī)的本土化生產(chǎn)和提高配件的國(guó)產(chǎn)化水平，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用旺格維利回采工藝才會(huì)具備物質(zhì)基礎(chǔ)

（1）巷道布置在旺格維利開(kāi)采區(qū)段布置三條區(qū)段中巷，分別為輔運(yùn)中巷、膠運(yùn)中巷、輔運(yùn)二中巷。三條中巷兩側(cè)布置旺格維利采煤工作面。采用兩套連續(xù)采煤機(jī)機(jī)組，一套準(zhǔn)備盤(pán)區(qū)巷道及配采，另一套配合連續(xù)煤系統(tǒng)進(jìn)行旺格維利回采。每個(gè)旺格維利采煤工作面長(zhǎng)1000m，寬190m，工作面沿傾向布置，工作面布置兩條順槽，分別為膠運(yùn)順槽和輔運(yùn)順槽，兩順槽煤柱間距為15m。旺格維利回采盤(pán)區(qū)巷道布置圖盤(pán)區(qū)中巷及聯(lián)絡(luò)巷斷面為5.0mⅩ4.4m，工作面膠運(yùn)順槽斷面為6.0mⅩ4.4m。回采工作面聯(lián)絡(luò)巷道與膠運(yùn)順槽成70°夾角，左支巷與膠運(yùn)順槽成60°夾角，右支巷與輔運(yùn)順槽垂直布置。（2）回采工藝A、設(shè)備配備為：1臺(tái)12CM15-10DVG型連續(xù)采煤機(jī)，1套10單元LONG-AIRDOX2000型連續(xù)運(yùn)煤系統(tǒng)，1臺(tái)ARO-10RELMB-CWT四鉆臂錨桿鉆機(jī)，1臺(tái)UN488型鏟車(chē)，2臺(tái)XZ7000/24/45型行走支架，1部DSP-1040/800膠帶輸送機(jī)（帶速3.15m/s）；B、巷道掘進(jìn)大巷延伸到位，三條中巷平行向前掘進(jìn)，把各工作面初始段160m準(zhǔn)備出來(lái)并回采，以提高回采率。兩順槽掘進(jìn)到位后，在膠運(yùn)順槽左側(cè)、輔運(yùn)順槽右側(cè)分別開(kāi)設(shè)左、右兩條支巷進(jìn)行回采，做到采掘同步，要求兩順槽掘進(jìn)超前支巷20m。C、支巷回采及頂板管理兩側(cè)回采支巷工作面采用旺格維利雙翼對(duì)拉前進(jìn)式回采，采用全部垮落法管理頂板，即左、右翼支巷掘進(jìn)到位后，進(jìn)行后退式回采?；夭蓵r(shí)，在支巷兩側(cè)呈35°斜切進(jìn)刀，采深為15m，寬度為連采機(jī)切割頭寬度即3.3m，高度為4.6m，且從支巷頂頭按先左后右各一刀的回采順序進(jìn)行回采，每采完一硐后退一硐距離，同時(shí)硐室左架超前，兩架邁步式交替前進(jìn)，支架移出后直接頂垮落。兩相鄰支巷間采硐不留煤柱，割透即停。兩側(cè)支巷回采后與順槽間留設(shè)5m的護(hù)巷煤柱，為了避免大面積頂板冒落，每采過(guò)7.5對(duì)支巷留設(shè)一個(gè)20m寬的隔離煤柱，以保證生產(chǎn)安全。D、保護(hù)煤柱回采當(dāng)工作面采到采區(qū)邊界后，回采順槽間及兩側(cè)的煤柱，回撤回采采用后退式回采方式，只留設(shè)小三角煤柱。膠運(yùn)順槽兩側(cè)由里向外回采，按先左后右交替進(jìn)刀的順序進(jìn)行，輔運(yùn)順槽回采右側(cè)煤柱，同時(shí)對(duì)兩順槽及聯(lián)絡(luò)巷底煤進(jìn)行回采，采用煤柱支撐法管理頂板?；爻坊夭赏戤吅?，及時(shí)對(duì)工作面兩順槽進(jìn)行密閉，分別采用兩道厚500m的砼和磚墻，中間用黃土充填密實(shí)，以防止采空區(qū)煤層自燃。在回撤回采過(guò)程中，每次后撤距離為80m，同時(shí)根據(jù)頂板狀況，每200m留設(shè)一個(gè)隔離煤柱，以確保安全、快速和高效地回撤回采。（3）通風(fēng)方式礦井采用全負(fù)壓通風(fēng)，工作面采用局扇壓入式通風(fēng)，局扇安設(shè)在距輔運(yùn)、膠運(yùn)順槽口30m以外的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，使用兩臺(tái)2×12kw對(duì)旋隔爆軸流式風(fēng)機(jī)回采工作面通風(fēng)，順槽風(fēng)筒分別吊掛在巷道右上角的錨桿上。回撤回采時(shí)利用逐步撤風(fēng)筒進(jìn)行通風(fēng)。

旺格維利采煤工藝的頂板管理，其重點(diǎn)有三個(gè)環(huán)節(jié)：一是回采時(shí)旺格維利支巷的頂板管理；二是采硐三角區(qū)的頂板管理；三是預(yù)防采空區(qū)大面積冒頂?shù)捻敯骞芾怼Ｆ渲攸c(diǎn)在于后兩項(xiàng)。采硐與支巷三角區(qū)的頂板管理采硐與支巷三角區(qū)的頂板維護(hù)，根據(jù)煤層穩(wěn)定程度可選用有自移支架支護(hù)和無(wú)自移式支架支護(hù)的方式管理頂板。

1、煤層強(qiáng)度較大，埋藏較淺的煤層，另外，對(duì)多煤層開(kāi)采區(qū)，煤層層間距離越大對(duì)下層的回采越有利。2、低瓦斯或不易自燃煤層。3、煤層傾角小于8°的近水平煤層。4、大型井田的邊角煤、不規(guī)則區(qū)域和不適宜布置綜采的小型井田。5、頂板中等穩(wěn)定、底板不軟化的煤層。

旺格維利采煤法簡(jiǎn)稱旺采，是一種新型的短壁式開(kāi)采方法，以其適用機(jī)械化程度高、生產(chǎn)能力大、資源回收率高、生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)管理較為容易等特點(diǎn)，成為了短壁式采煤的發(fā)展方向，是50年代末由澳大利亞形成的一種采煤方法，80年代末趨于成熟，90年代末引入我國(guó)并推廣使用。

水力采煤常用傾斜短柱式(漏斗式)和走向短柱式(小階段式)采煤方法。

在區(qū)段中自區(qū)段運(yùn)輸巷沿仰斜方向開(kāi)掘間距為15~25m的回采眼;然后用設(shè)于回采眼中的水槍分垛下行后退，回采其兩側(cè)的煤垛。水槍設(shè)在采垛下方;回采巷(或稱回采眼)除采用巷道支護(hù)外，還設(shè)有保護(hù)水槍支架。采完煤垛后，即拆移水槍，回收支架。采空區(qū)的頂板則任其自然垮落。

在區(qū)段中由分段上山開(kāi)掘坡度為57%、間距為 10~18m的回采巷;然后用設(shè)于回采巷中的水槍分垛后退，回采其上幫的采垛。巷道支護(hù)、移槍、回收支架等與上法相似。新鮮風(fēng)流清洗工作面后，經(jīng)采空區(qū)竄流到回風(fēng)巷排走。如竄風(fēng)量不足，可增設(shè)局扇。區(qū)段內(nèi)通常布置有2~3個(gè)生產(chǎn)工作面;交錯(cuò)采煤，只保持單臺(tái)水槍進(jìn)行沖采工作。生產(chǎn)工作面間的錯(cuò)距，視安全條件和地壓情況而異,一般為15~30m。地壓大、巷道維護(hù)困難時(shí)，可縮小為6~12m。

回采巷間距和移槍步距直接決定著采垛面積和水槍最大工作射程。確定采垛參數(shù)時(shí)應(yīng)使最大工作射程不超過(guò)有效射程，并且力求使采垛面積小于其頂板允許懸露面積。水采方法的回采巷處于采動(dòng)的疊加應(yīng)力區(qū)，一般較難維護(hù)。適當(dāng)增大回采巷的間距有利于減少掘進(jìn)和維護(hù)的工作量。因此，常用移槍步距為3~6m,回采巷的間距則擴(kuò)大為12~20m以上。另外,在開(kāi)采周期來(lái)壓(見(jiàn)長(zhǎng)壁工作面地壓)明顯，回采巷道不易維護(hù)的煤層時(shí)，常采用幾個(gè)采區(qū)交替作業(yè)。

和走向短柱式相比，傾斜短柱式的掘進(jìn)率較低，落煤效果較好;但煤層厚，傾角大時(shí)，有自采空區(qū)下竄矸石的危險(xiǎn)，回采巷中煤水也易濺出溜槽傷人。此外該法對(duì)地質(zhì)變化的適應(yīng)能力不如走向短柱式。一般限用于傾角小于15~25,層厚為1.5~4.5m的煤層。其他煤層用走向短柱式。

走向短柱式在開(kāi)掘回采巷時(shí)需同時(shí)保證其坡度和間距。如煤層傾角較小,回采巷較長(zhǎng)或遇有地質(zhì)變化時(shí),往往難以保證其合理間距。采用增開(kāi)間距為60~100m的分段上山，可解決此困難，并可有助于改善采掘接續(xù)。