城郊煤矿：深部突出煤层超长工作面高效开采技术
编者按
近日，中国煤炭工业协会发布了《2022年煤炭行业标杆煤矿标杆案例和标杆模式的通知》，共遴选出12个煤炭行业标杆煤矿、50个标杆案例和7个标杆模式，城郊煤矿组织实施的《深部突出煤层超长工作面高效开采技术》入选了《2022煤炭行业标杆蓝皮书》标杆案例。
此项工作是中国煤炭行业协会参照国务院国资委开展的国有重点企业管理标杆创建行动进行的，既汇聚了基层党建、安全生产、经营等各方面的实践成果和管理经验，也包含了集团层面的方法科学、成熟有效的管理模式，对有效发挥相关企业的引领示范作用，推动行业对标管理工作再上新台阶有着重要的作用。
今天，我们一起来学习
城郊煤矿
深部突出煤层超长工作面高效开采技术
经验要点
城郊煤矿为了解决深部突出煤层开采难度大、准备时间长、占用人员多等突出问题，开发应用了深部突出煤层超长工作面高效开采技术。延长工作面倾向长度至360m，装备先进的大功率重型设备，提高单面单产，降低万吨掘进率，缓解采掘接替矛盾。超长工作面下巷用于出煤、进风，上巷用于工作面回风。回采期间对下巷进行切顶留巷，留巷继续用作相邻超长工作面的回风巷，如此循环，从而达到了深部采区各超长工作面顺序开采和减人提效的目的。
工程背景
随着综采工作面装备水平的持续发展，特别是刮板输送机制造水平的提高，综采工作面布置长度在浅埋煤层地质条件简单矿区率先得到持续突破，最大达到450m长。深部矿区根据自身煤层赋存条件积极布置超长工作面，亦取得显著的经济社会效益。城郊煤矿在深部煤炭资源开发中应用了倾向长度360m长的超长工作面；同时对主要运输巷道进行切顶卸压沿空留巷，实现了深部突出煤层无煤柱顺序开采。“110”超长工作面与“121”常规工作面相比，在提高工作面单产和煤炭资源回收率的同时，掘进巷道的长度和综采工作面安装回撤的次数直接减半。
主要经验做法
1.建立突出矿井深部中厚煤层瓦斯协同治理技术体系。
针对突出矿井深部中厚煤层不同层位、采区的瓦斯赋存情况，建立与之适应的瓦斯高位抽放技术、增透抽采技术（水力或机械割缝、水力压裂等）、定向长钻孔抽放技术（包括以孔代巷）等技术体系，研发了新型自动化钻机钻孔技术，大大提高瓦斯治理效率，达到减员增效的目的。尤其是研究并实施定向长距离钻孔技术后，抽采瓦斯距离超过500m。通过这些技术的协同应用，避免了实施单一技术抽采存在的明显不足，实现对深部不同赋存条件下瓦斯的协同高效治理，长时期以来矿井瓦斯抽采合格率保持100%，实现了突出矿井深部煤层的安全高效开采，长周期没有发生过瓦斯事故。
2.建立深部巷道协同掘锚技术体系。
在巷道掘进方面，研发了“探－掘－锚－装－运”协同掘进技术，解决了各主要工序在时空上存在的矛盾关系，实现了各工序之间的协调与互补，显著提升了巷道掘进速度，减少作业人员和施工时间。与协同掘进技术相匹配，研发了巷道围岩协同锚固机理，通过研究锚杆（索）杆体长度、布置密度、钻装角度、预紧力、锚固力等多个变量之间的协同关系，从多层次多角度建立长度协同、密度协同、角度协同、预紧力协同、锚固力协同、变形协同、锚固时机协同等协同锚固机制，以及与之相应的锚杆（索）高预紧力技术、锚杆（索）高锚固力技术、锚固岩体高强度技术、锚固岩体高刚度技术、锚杆（索）群连锁锚固技术等协同锚固技术体系，提出主要锚固变量的控制标准与工程检测方法。
3.建立深部中厚煤层超采长工作面协同回采技术体系。
研发和实践了大采长工作面布置开采技术，创下了长度达到360m的超长工作面布置，不但成为河南省首个最大采面，而且在国内类似地质条件下也处于前列，显著提升了综采工作面回采效率。通过切顶卸压沿空留巷技术建立了深部采区顺序开采模式，实现了突出煤层集约高效开采。采用理论分析和数值模拟方法，对超采长工作面顶板来压步距、超前支承压力等进行了分析，论证了超采长工作面布置的科学性、合理性与适用性。
应用成效
深部突出煤层超长工作面高效开采技术实施后，城郊煤矿完成了3100m岩巷和11560m煤巷的快速掘进、553万t煤炭资源的瓦斯治理和安全开采。同时成功沿空留巷4130m，有效缓解升级为突出矿井后的采掘接替矛盾。近年来，共取得经济效益30784.72万元。
较常规工作面，超长工作面在提高工作面单面储量的同时，也增长了工作面服务年限，避免了工作面频繁搬家倒面，有利于集约化生产；超长工作面将边角煤全部纳入到综采工作面，利用大功率综采设备回采，有效避免停产改造，提高了回采率；超长工作面顺序开采沿空留巷工程降低50%，减少了留巷数量和成本；超前及端头支护工作量降低50%，增加了生产时间，减少了超前及端头用工，降低了职工劳动强度和用工成本。
超长工作面设备大型化、重型化，采煤机截深提高到800mm，循环生产能力可达1420t，最高日产达1.28万t，具备打造中原地区深部突出煤层年产200万t综采队的条件，显著提高了深部突出煤层采煤工作面的生产效率。
来源：永煤集团
