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期2021年5月
斜沟煤矿23105综放工作面位于21采区3条上山大巷北侧。工作面北侧为实煤区，紧邻岚漪河及两侧建构筑物保护煤柱，西侧为23103采空区，东侧为23107采空区。主采煤层为13#煤层，厚度13.40~15.40m ，倾角7.9°~9.7°；直接顶和直接底为泥岩。工作面的地表标高+980~+1150m ，工作面标高+751~+806m 。为了实现对厚煤层的高效开采，决定采用综采放顶煤采煤方法。在开采过程中，一方面要解决开采的安全性问题，另一方面要解决开采的效率问题。结合23105综放工作面的实际情况，详细介绍了设备选择、参数确定及安全开采的一些事项。 1
综采放顶煤采煤方法分析
1.1
采煤工艺分析
23105综放工作面采用单一走向长壁后退式综合机械化低位放顶煤采煤方法进行回采[1]。采煤机选用德国艾柯夫公司生产的SL 750型采煤机。前、后部刮板运输机选用卡特彼勒全球矿业欧洲有限公司生产的PF 6/1142型前部刮板运输机、PF 6/1342型后部刮板运输机。转载机、破碎机分别选用山西煤矿机械制造有限责任公司生产的SZZ 1350/700型转载机及PLM 4000型破碎机。乳化液泵采用卡马特生产的K35055M-E315B 乳化液泵站（三泵一箱，两用一备），系统运行平稳，流量大、压力大，满足快速移架要求。喷雾泵选用卡马特生产的K16065M-E160B 喷雾泵站（两泵一箱，一用一
备）。液压支架选用郑州煤矿机械集团股份有限公司生产的单伸缩四柱放顶煤支架，过渡支架型号为ZFG 18000/29/45（头3尾4），中间支架型号为ZF 21000/28/42（136台），机头端头支架型号为ZT 26000/25/45（2架1组），机尾特殊支架型号为ZQ 4600/25/45（1台），机尾超前支架型号为ZT 32000/28/45（5架1组），皮带巷超前支架选用沈阳天安型号为ZQL 2×5000/22/45（3架1组）的超前支架。 23105综放工作面巷道由材料巷、皮带巷、开切眼、回撤通道、回风联巷、皮带检修斜巷及硐室等组成。工作面采高为3.8m ，放煤高度为10.83m ，采放比约为1∶2.85，按一刀一放的正规循环作业，循环进度、放煤步距均为0.8m ，采用全部垮落法管理采空区顶板。具体工艺过程如下：割煤→移架（包
括端头维护，两巷端头切顶处顶板卸压）→移前部运输机→放顶煤→移后部运输机→拉移皮带巷超前架→拉移皮带巷端头支架→移转载机、破碎机。回采期间23105综放工作面机头至机尾沿底板回采（工作面共有支架143台）。1.2液压支架工作阻力确定
a)按照岩石容重法确定液压支架的工作阻力[2-3]，如式(1)~(2)所示：
q z =k d M /(k p -1)×γ，(1)P =q z (L k +L D )B ，(2)
式(1)~(2)中，q z 为液压支架的动载支护强度，kN/m 2；k d 为动载系数，一般为1.5~2.0（Ⅱ级以上老顶条件），取1.8；M 为一次采厚，平均14.63m ，按85.19%回收率计算，取12.464m ；k p 为冒落矸石碎胀系数，取1.35；γ
收稿日期：2021-02-01
作者简介：贾政华，1989年生，男，山西太原人，2016年毕业于太原理工大学采矿工程专业，助理工程师。
斜沟矿23105综放工作面回采分析
贾政华
（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，山西兴县033602）透视望远镜
摘要：为了提高特厚煤层的开采效率，在斜沟煤矿23105综放工作面采用综采放顶煤工艺进行开采。主要分析了
23105综放工作面的采煤方法、回采过程中的煤质管理、顶板管理及通风管理，提出了回采过程中的安全技术措施，可以为综采放顶煤工作面的安全开采提供一定的参考。关键词：特厚煤层开采；综采放顶煤；安全开采中图分类号：TD823.4+94文献标识码：A 文章编号：2095-0802-(2021)05-0158-02
Analysis on Mining in 23105Fully Mechanized Caving Face in Xiegou Coal Mine
JIA Zhenghua
(Xiegou Coal Mine,Xishan Jinxing Energy Co.,Ltd.of Shanxi,Xingxian 033602,Shanxi,China)
Abstract:In order to improve the mining efficiency of extra-thick coal seams,fully mechanized top-coal caving technology was adopted in 23105fully mechanized caving face in Xiegou Coal Mine.The paper mainly analyzed the mining method,coal quality management during the mining process,roof management and ventilation management of 23105fully mechanized caving face,and put forward the safety technical measures in the mining process,which can provide certain reference for the safe min
ing of fully mechanized caving face.
Key words:ultra-thick coal seam mining;fully mechanized top coal caving;safe
mining
（总第188期）技术研究
158··
2021年第5期2021年5月
（下转174页）
为顶板岩石平均容重，取25kN/m 3；P 为液压支架的工
作阻力，kN ；L k 为梁端距，取0.34m ；L D 为顶梁长度，取6.166m ；B 为支架中心距，取1.75m 。
则：q z =1.8×12.464/(1.35-1)×25≈1602.51kN/m 2，P =1602.51×(0.34+6.166)×1.75≈18245.38kN 。
b)根据断裂角确定液压支架的工作阻力，如式(3)~(4)所示：
q z =k (γ1h 1+γ2H )，(3)P =q z (L k +L D )B /ηs ，(4)
式(3)~(4)中，k 为动载备用系数，Ⅱ级以上老顶一般为1.5~2.0，取1.8；γ1为顶煤的容重，取14.1kN/m 3；γ2为顶板岩石的容重，取25kN/m 3；h 1为顶煤厚度，取10.83m ；H 为对支架有直接影响的岩层厚度；L k 取0.488m ；L D 取6.018m ；ηs 为支架的支护效率，80％。其中：
H =(L +h 1/tan α)tan θ，(5)
式(5)中，L 为有效控顶距，6.506m ；α为顶煤断裂角，一般为70°~120°，取80°；θ为顶板断裂角，一般为60°~65°，取65°。
则：q z =1.8×(14.1×10.83+25×18.05)≈1087.12kN/m 2，P =1087.12×(0.488+6.018)×1.75/0.8≈15471.76kN 。
c)根据放顶煤实测数据的回归公式计算液压支架的工作阻力，如式(6)所示：
P =1939+2.1h +471f +155/h 1，(6)
紫铜止水片式(6)中，h 为煤层埋深，取345m ；f 为煤的硬度系数，取3.7。
则：P =1939+2.1×345+471×3.7+155/10.83=4420.51kN 。根据以上方法进行计算，最后确定比较合理的工作阻力为21000kN 。
通过以上计算，23105综放工作面使用的ZF 21000/28/42型支撑掩护式低位放顶煤液压支架能满足顶板控制的需要。ZF 21000/28/42型支撑掩护式低位放顶煤液压支架对底平均比压为4.45MPa ，13#煤层底板湿抗压强度为20.05MPa ，因20.05MPa>3.81MPa ，所以13#煤层底板抗压强度完全能满足该支架的底板比压。静压主轴
2回采过程中的煤质管理分析
加强工作面顶板管理，严格控制好放煤工艺，做到架后均匀双轮放煤。加强初次放顶煤的管理，工作面顶煤垮落后及时开始放顶煤，以减少初采初放时的顶煤损失[4]。定期人工打钻探测煤层厚度情况，及时调整工作面坡度跟底回采，以减少丢底煤量、提高回采率。严把放煤关，提高放煤工责任心，努力实现多放煤、出优质煤的目标。确定合理的放煤口高度，将工作面后半部支架尾梁边缘与后部运输机槽沿距离保持在0.7m 左右，将前半部支架尾梁边缘与后部运输机槽沿距离保持在0.9m 左右，以防止大块煤矸石挂卡后部运输机。
严格按作业规程中的有关规定进行支护，以防工作面漏顶。采煤机割煤过程中必须跟底回采，不得截
割底板，以防底矸混入煤流影响煤质。加强放顶煤管理，根据每旬探测的煤层厚度，放煤工精心组织好放煤，严格执行“见矸关窗”的原则，并及时伸出插板，防止大量矸石混入煤流中。支架工移架时要观察支架尾梁及插板的位置，尾梁太低的及时调整尾梁高度，未伸出插板的应及时伸出，防止大量矸石涌入后部运输机。各转载点喷雾、采煤机内外喷雾必须做到开机开雾，停机停雾。严禁将设备的冷却水排到运输机上。采煤机距两端头50m 时应提前做好金属网、锚杆托片、锚索托盘等杂物回收、清理工作，防止采煤机割通后混入煤流系统中。磁力搅拌罐
3顶板管理及支护
根据该工作面顶板特征，工作面顶板采用液压支架支护，材料巷超前段采用超前液压支架配合单体支柱支护顶板，皮带巷超前支护采用超前液压支架支护顶板，采空区采用全部垮落法管理顶板。根据采煤机、运输机与液压支架的配套关系，23105综放工作面端面距确定为340mm ，工作面最大控顶距为7.306m ，最小控顶距为6.506m 。
根据以往综放工作面初采初放情况，为提高煤炭资源回收率及避免初采初放期间的采空区风暴导致人被吹倒、挤伤及滚帮煤伤人，初采初放期间的安全技术措施另行制订。结合该工作面顶板岩性及采放煤高度，23105综放工作面采用全部垮落法进行循环放顶。回采过程中应根据两巷顶帮压力情况采取合理的退锚方式。若两巷采空区悬顶超过(2×5)m 2或垮落高度不充分，在保证正常退锚的情况下可反复升降过渡支架。
4通风系统及管理
工作面采用U 型通风，皮带巷进风，材料巷回风。具体风流路线如下：a)新鲜风流路线。地面→一、二号副斜井→一号副斜井延长段→23103工作面辅助运输联络巷→23103材料巷→23105皮带辅运联巷→23105皮带巷→23105综放工作面。b)污风流路线。23105综放工作面→23105材料巷→2#回风联巷→21采区回风上山→二水平北翼回风大巷→石吉塔沟回风立井联络巷→石吉塔沟回风立井→地面。
在工作面回风上隅角设置1个瓦斯传感器T 0、1个一氧化碳传感器、1个温度传感器、1个氧气传感器；距工作面回风巷煤壁小于10m 处安装1个瓦斯传感器T 1；距回风口10~15m 处安设1个瓦斯传感器T 2、1个一氧化碳传感器、1个温度传感器、1个粉尘传感器；在采煤机上安设机载式瓦斯断电仪T ；在23105材料巷中部安装1个中部传感器T 中，在材料巷、皮带巷测风站内分别安装风速传感器V 。在皮带头滚筒下风侧10~15m 处分别安装一氧化碳传感器、烟雾传感器。风门处安装风门传感器。 贾政华：斜沟矿23105综放工作面回采分析159··
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环境知识
（上接159页）
5回采过程中的安全技术措施
加强工作面、上下安全出口及两巷支护管理，确保风流畅通。工作面需要打设风障时，必须严格按照通风科要求进行打设，拉架前需拆除的风障必须在拉完架后重新吊挂好。通风设施前后5m范围内严禁堆放杂物。回采进入该区域，由瓦检员监督，安排队组人员重新调整风幛引流角度，将大量新鲜风流引入回风隅角处，以保证O2体积分数在18%以上且CH4体积分数小于0.6%，确保人员作业安全。若回风隅角处O2体积分数在16%以下，采取风幛引流措施后O2体积分数仍在19%以下，则由瓦检员或跟班队长在确保警戒到位后，汇报通风调度。
23105综放工作面在运输材料、设备和人员进出时，严禁将23105辅运斜巷两道风门同时打开。严格执行通风科关于风门管理的有关规定。若通风设施损坏，要及时汇报通风调度并组织人员进行修复。两巷安全出口要清理干净，确保巷道高度不低于1.8m，巷道片帮煤要及时清理，确保通风畅通。各转载点必须设置喷雾洒水装置，并保持正常使用，两巷要定期冲洗积尘。6结语
综采放顶煤技术已成为特厚煤层开采的重要方法。如何保证放顶煤开采的安全高效进行是煤矿企业关
注的重点问题。结合斜沟煤矿23105综放工作面，详细分析了综采放顶煤采煤方法、煤质管理、顶板管理、矿井通风管理及回采过程中的安全问题，可为类似条件下综放工作面的安全开采提供一定的参考。防静电控制器
参考文献：
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［2］任武.煤矿综采放顶煤开采工艺研究［J］.中国石油和化工标准与质量，2020，40(11)：251-252.
［3］孙晨楠.浅析煤矿综采放顶煤安全开采问题［J］.矿业装备，2020(3)：126-127.
［4］孙邈，董合祥，赵海兵.同忻矿8201工作面综采放顶煤工艺优化［J］.山西焦煤科技，2020，44(5)：50-52.
（责任编辑：高志凤）
进行跟踪检验，检查并记录设备的运行情况。正常工作状态下，设备未出现误断、错断或不动作等故障，工业性试验期间安全可靠，测量误差为：0.5标气测量误差波动范围为1%~4%，2.0标气测量误差波动范围为1%~4%，响应时间误差波动范围为13~18s。截至2019年3月，220套设备稳定运行，正常工作状态下，未出现误断、错断或不动作等故障，工业性试验期间安全可靠。
5效益分析
目前井下使用的催化型甲烷传感器售价按平均每台0.4×104元计算，激光甲烷传感器售价成本在1.15×104元左右；220台每年共需调校5500次，共计2.75×105元，激光甲烷传感器无此项费用；每台传感器每隔15d调校1次，总计人工费用3.4×105元，共计每年节约6.15×105元。此外，催化型甲烷传感头售价260元，平均每年的维护费用为400元左右，每年更换费用合计1.1×105元，共计7.25×105元。由此可知，在长期使用
的情况下，激光甲烷传感器综合成本低于催化型甲烷传感器。连接轴
6结语
综上所述，在井下掘进机、采煤机、千米钻机等设备上采用激光甲烷传感器后，220套设备运行稳定，正常工作状态下未出现误断、错断或不动作等故障，大大提高了设备供电的安全性和可靠性，且激光甲烷传感器无需调校，寿命周期更长，具有可观的经济效益和推广价值。
参考文献：
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（责任编辑：白洁）
臭氧层的损耗与破坏
在离地球表面10~50km的大气平流层中集中了地球上90%的臭氧气体，在离地面25km处臭氧浓度最大，形成了厚度约为3mm的臭氧集中层，称为臭氧层。它能吸收太阳的紫外线，以保护地球上的生命免遭过量紫外线的伤害，并将能量贮存在上层大气，起到调节气候的作用。但臭氧层是一个很脆弱的大气层，如果进入一些破坏臭氧的气体，它们就会与臭氧发生化学作用，臭氧层就会遭到破坏。
臭氧层被破坏，将使地面受到紫外线辐射的强度增加，给地球上的生命带来很大的危害。
研究表明：紫外线辐射能破坏生物蛋白质和基因物质脱氧核糖核酸，造成细胞死亡；使人类皮肤癌发病率增高；伤害眼睛，导致白内障而使眼睛失明；抑制植物，比如大豆、瓜类、蔬菜等的生长，并穿透10m深的水层，杀死浮游生物和微生物，从而危及水中生物的食物链和自由氧的来源，影响生态平衡和水体的自净能力。
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