3.1我国大采高技术的应用
我国国有重点煤矿厚煤层储量占44％，而厚煤层产量占45％以上，绝大多数高产高效矿井是在以厚煤层开采为主的生产条件下实现的。目前，我国重点煤矿厚煤层开采方法主要有综采放顶煤开采和大采高综采两种。放顶煤开采虽然已经在我国发展成为一种厚煤层高产高效采煤方法，广泛应用于5～15m厚煤层一次采全高，但仍有许多难以解决技术难题。对于4～6m的稳定厚煤层，大采高综采具有更好的技术经济优势， 近十年来，以神东矿区为代表的现代化矿井建设，依靠得天独厚的厚煤层覆存条件和先进的管理模式，采用国际一流装备，进行4～6m一次采全高，不断刷新工作面高产高效纪录，工作面年产超过1000万t。晋城寺河煤矿采用国产大采高液压支架，成功实现6元6.5m一次采全高，月产突破80万t，创造了世界最大采高高产高效纪录 国外主要产煤国家厚煤层开采主要采用一次采全高长壁开采，美国、澳大利亚等发达国家家的煤矿普遍采用高效集约化生产，最大采高4．5m；南非和捷克最大采高达到6m液压支架向高工作阻力的两柱掩护式支架发展，支护工作阻力达6 000～12 000kN，支护高度3一6m，支架立柱缸径320～440mm，支架中心距1．75m和2．om，支架控制方式为环形供液及电液控制，支架的降、移、升循环时间小于10s，支架的寿命试验高达50 000次以上.
3.2高效综采的快速发展
世纪之交的十多年间，以长壁高效综采为代表的煤炭井工开采技术取得前所未有的新进展。高效综采发展主要体现在以下三方面：一是综采工作面生产能力大幅度提高，采区范围不断扩大，出现了“一矿一面”年产数百万吨煤炭的高产高效和集约化生产模式；二是高效综采装备和开采工艺不断完善，推广使用范围不断扩大，中厚煤层开采、厚煤层一次采全高开采和薄煤层全自动化生产等技术和工艺取得巨大成功；三是高效综采装备的研制开发取得新的技术突破，年生产能力已经达到10 Mt，并实现了综采工作面生产过程自动化，大型综采矿井技术经济指标已经达到大型先进露天矿水平。鉴于我国煤炭为主的能源结构和当前煤炭需求快速增长，高效综采也将成为能源开发技术重要的竞
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争领域一次采全高工作面的循环进度主要考虑采煤机的截深，放顶煤开采工作面的循环进度.考虑采煤机截深和放煤步距。截深的确定首先是根据工作面整体生产能力进行考虑，综合机械化开采初期，工作面截深均选用o．6m标准截深，随着技术的进步，工作面装备能力的加大提供了采煤机足够的截割功率和输送机足够的输送能力，巷道支护技术的提高保证了大断面巷道的掘进和维护, 给工作面加大截深提供了有力的技术支持，近年来，高产高效矿井能够普遍采用0．8m和 1．om截深，有力保证了矿井生产能力的提高。
实际生产中，截深的确定首先考虑煤层地质条件的影响，其考虑因素包括：工作面顶板的破碎程度、工作面煤质(硬度、节理层理发育程度)、煤层的瓦斯含量等。其次要考虑工作面设备能力；截深的加大是伴随着采煤机截割功率的增加而实现的，同时对采煤机截齿、截割部受力、整体结构等因素有关，采煤机的能力增加一方面体现在截割功率的增加，另一方面体现在牵引速度的增加；同时截深的选取还应考虑支架的支护强度和 防护能力以及输送机的运输能力。采煤机截深不但要考虑传统的截割功率大小，而且对于综采放顶煤工作面还要考虑与放煤步距的协调统一。放顶煤工作面实践证明合理的放煤步距为1 m左右。即采煤机截深为0．6 m时采用两刀一放，采煤机截深为0．8m和1．0m时采用一刀一放。合理的放煤步距是提高回采率、降低含矸率的重要因素。放煤步距应该满足两个条件，一是与支架放煤口的纵向尺寸的水平投影一致，二是与采煤机截深成整数倍关系。三、工作面生产能力工作面的生产能力与采煤机截深、牵引速度及设备开机率有关。国产综采工作面装备经过近十几年的发展，技术水平及可靠性得到了很大的提高，采煤机的牵引速度可以达到6～8m／min，综采工作面的开机率已经由50％左右提高到70％以上。
4.综采工作面大采高采煤方法在潞安王庄矿的应用
王庄煤矿自1988年探索综放开采技术以来，经过近二十年的发展，这种对厚煤层的采煤技术日趋成熟,目前已经成为我国厚煤层的主要开采方法之一。但近年来，随着综采设备制造技术的飞速发展，综采设备走向重型化、强力化和自动化，使设备的可靠性得到保
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证，有力的推动了大采高综采技术的发展，带来了新一轮采煤技术的革命，目前在神东、晋城等矿区已率先在f=1.5-5的厚煤层中使用大采高综采设备，实现了国内工效最高，吨煤成本最低的成果，极大地提高了煤炭市场的竞争能力。
为了研究大采高综采技术在王庄矿现有生产条件下的可行性，王庄矿于2007年11月成立了由机电、生产、地质、通风、运输、自动化、计划及综采安装等科室、队组人员组成的调研小组，详细地分析王庄矿的煤层赋存和现有生产技术状况，并对神东上湾、晋城寺河及赵庄等矿进行了现场考察，收集了各矿使用大采高综采设备开采的有关技术资料，经过分析对比认为，目前大采高综采工作面采用大功率，高可靠性设备，具有较强地适应能力，在王庄矿使用是可行的，必将进一步加快王庄矿以减队减面，增产增效为主要内容的集约化发展步伐，推动王庄乃至潞安的采煤技术发展，促进安全高效矿井的建设。
4.1 王庄煤矿概况
王庄煤矿于1966年12月建成投产，原设计能力为90万吨/年，先后经过两次改扩建和多次系统环节改造，矿井集约化程度、综合生产能力和可持续发展能力大幅度提高，目前矿井安全生产许可能力达710万吨/年。王庄矿井田面积79.68Km2 （包括后备区28Km2），开采深度由+880米至+350米标高.
矿井开拓:矿井开拓方式为立、斜井综合开拓，现有+740和+630两个生产水平，上下水平通过暗斜井沟通。目前，正在准备+540水平的开拓延深。现有43、52、61、62四个生产盘区。
主提升运输系统:王庄矿有两套主提升运输系统，+740水平为立井箕斗(7.5t/斗)提升，+630水平为斜井胶带提升。主斜井胶带年提升能力为537万吨，主立井箕斗年提升能力为175万吨，通过主提升运输系统环节改造，沟通了两水平的主运输提升系统，实现了两水平提升能力互补，矿井综合提升能力超过710万吨/年。
辅助运输系统: 辅助运输为轨道运输,轨道轨距为900mm。斜井轨道提升方式为斜井串车提升。水平大巷均采用架线电机车牵引材料列车运送生产材料、设备等。采区车场及采区轨道，采用无极绳绞车与小绞车接力运输方式运送材料。工作面风、运巷轨道采用无极绳绞车与小绞车牵引运输方式。
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地质概况：王庄煤矿现开采的3号煤层赋存于二叠系下统山西组地层的中下部，煤层厚度3.16～7.87m，平均厚度6.62m，硬度f=1-3,62、43采区稍硬，f=2-3，结构一般较简单，该煤层厚度变异系数Ｙ＝10.59％。其可采指数Ｋm＝１，属稳定煤层。3号煤层直接顶板为砂质泥岩、泥岩、局部为粉砂岩，厚0～ 10.75m。老顶为中粒砂岩、细粒砂岩，厚1.10～13.60m。裂隙发育，呈张开状，无充填物充填。煤层上覆岩性,从直接顶到老顶为软弱～坚硬型，坚硬～坚硬型。上部覆岩为软弱～坚硬相间平行复合结构。岩层倾角为3～11°。直接底板为炭质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，厚度0～5.33m。其下部为细粒砂岩和中粒砂岩。
现有储量：截止2007年12月末，王庄煤矿现开采的3号煤层储量/资源量为39584.4万吨，其中现生产水平+740及+630水平16237.1万吨，+540水平23347.3万吨。现生产水平工作面圈定储量为3121.5万吨，工作面可采储量为2809.4万吨。+540水平除去村庄及高速路压煤，河下压煤外，可供开采设计的储量为7404.6万吨。
综上所述，王庄矿在生产规模、地质条件和煤层储量等方面上具备应用大采高综采设备的能力和条件。
4.2 工作面巷道布置及生产系统 4.2.1工作面位置选择分析
根据本次对神东上湾、晋城寺河及赵庄等矿大采高工作面现场调研情况，综合分析王庄矿各采区煤层赋存、矿压特征和生产条件，认为将大采高工作面布置在6207较为合理： 1、6207所在的62采区为2006年新投入运行的采区，储量丰富，安排衔接容易；另一方面62采区进风6450m3/min，6207工作面回采时，风量也容易满足。
2、6207工作面埋藏深度为260米左右，煤质为f=2-3，构造简单，与晋城寺河矿相似，同时根据相邻6205已采工作面的矿压资料分析，62采区的矿压显现不明显。
3、6207工作面为下山回采，可以适当缓解大采高开采带来的煤墙片帮现象，有利于煤墙和顶板管理。
4.2.2工作面巷道布置
（1）、工作面巷道布置
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6207工作面沿煤层倾斜方向布置，俯斜开采。工作面切眼长度230m ,沿推进方向风、运巷长970m。6207工作面巷道布置见图2—1。
6205采空区6207风巷62专用回风巷皮带630/3#6207工作面6207运巷62下山专回630轨道巷
图2—1 6207工作面巷道布置图 (2). 巷道断面与支护形式 巷道断面、支护形式及用途
6207工作面风、运两巷及开切眼均采用锚网支护，
运巷主要用于运煤、进风及列电、皮带、转载机等设备布置。 风巷主要用于运料、回风。 巷道断面确定 巷道宽度的确定 运巷
按我矿设备列车与带式输送机中间部分并列布置，人行道与设备检修道合并考虑，所需的巷道净宽L应满足： L≥L1+K1+K2+K3+L2
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