影响综合机械化采煤的煤层因素分析

2011-08-15汝登亚

中国房地产业 2011年3期

关键词：采煤机倾角断层

汝登亚

（七煤集团公司向阳矿，黑龙江，七台河，154600）

影响综合机械化采煤的煤层因素分析

汝登亚

（七煤集团公司向阳矿，黑龙江，七台河，154600）

总结和分析了影响综合机械化采煤的煤层厚度、煤层倾角、煤层顶、底板、煤层机构的破坏等因素。并对其做出分析。

煤矿；综合机械化采煤；煤层因素

一、煤层厚度

煤层厚度影响采煤机工作机构的最小结构、调高范围、机身高度及过机空间，还影响支架的最小高度和伸缩量。对薄煤层，由于人员活动空间狭窄，采煤机械化条件比较困难，一般讲，煤厚为1.25—3.50m是机采最有利的条件，可获得较好的经济效益。

根据我国目前采煤机的使用情况，参考采煤机械化成套设备综合技术特征，可按采高将煤层厚度划分为 0.65～1.30m，1.10～2.40m；1.70～2.60m；2.00～3.20m；2.50～4.40m几个区间。在具体选择综采架型时，应首先对矿井的各个煤层划分出块段，然后，对每个块段的煤层厚度进行方差计算，把块段内计算的煤厚区间与综采架型采高区间加以对比，选择合适的架型。一个矿井一般只能选择2—3种架型，因此，架型还应考虑块段的可采储量至少应大于一套综采设备在索回原值和生产费用期间的储量。

二、煤层倾角

在干燥的条件下，金属对金属的摩擦系数为0.23—0.30，其相应的摩擦角为13—17°；金属对底板岩石的摩擦系数为0.35—0.40，其相应的摩擦角为 18—20°。而在潮湿的情况下，摩擦系数将会降低，因此，当倾角大于8°时，在一般情况下采煤机要设防滑装置，倾角大于12°时，支架及输送机也要有防滑装置，而倾角大于 18°时，支架应同时设防滑防倒装置。机采最佳的倾角是0—12°。根据摩擦系数，结合综采设备的技术特征，将煤层倾角划分为0—12°；13—18°；19—35°；36—90°四类。一类上综采条件最好，二、三类必须采取技术措施，四类则很困难。

三、煤层顶底板状况

顶板和底板对综采的影响，可分为冒落性和稳定性两个方面，老顶与直接顶为厚层坚硬的砂岩、砾岩条件下，抗压强度多数为80—120MPa，岩石坚硬，整体性强，不易冒落，使用综采必须对顶板采取一系列措施，如打孔注水，放炮等，进行强制性放顶，因此，难冒落的顶板对综采不利。顶底板岩石的稳定性对综采的影响也较太，刨煤机最适宜用于2—3h内，允许暴露宽度0.6m以上的中等稳定顶板。且煤不粘顶的条件，否则，要采取分段刨煤或缩小移架步距。在选择采煤机时，若顶板不稳定，宜采用机身长度较小，输送机宽度较窄的型号，以减小无立柱空间的宽度及采煤机顶部的悬顶面积。顶底板岩石以稳定和较稳定的对综采有利，综机过断层与断层上下盘的煤层顶底板岩性也有密切的关系，如果顶底板岩石为泥岩或炭质泥岩，即使K值小于1，综机也能过断层，但截割顶底板的岩石厚度一般以不超过0.6m为宜。如果顶底板岩石为坚硬的砂岩或砾岩，当k值小于1时，综机过断层困难。

四、煤层的机构破坏

煤层的褶曲的核部增厚，翼部变薄，不协调褶曲可以形成煤包；正断层附近煤层变薄，逆断层附近煤层变厚；书斜形小断层则使煤层呈锯齿状。

由于煤层遭到构造破坏后，再经过重新胶结而形成的细粉煤，已失去原先的条带状结构，即形成所谓构造煤。受火成岩侵入而变成天然焦的煤，使煤变硬，综机截割较为困难。

煤层受地应力作用形成的构造节理对综采的影响主要表现为：工作面在回采过程中会产生顶压大、片帮和顶板岩石抽条等现象。片帮的程度与节理走向及工作面的夹角有关，节理走向与工作面垂直时不易片帮，与工作面平行则最容易片帮。

五、煤层底板

煤层底板高程变化的表现形式即为小褶曲。它对综采的影响，一是煤厚发生急剧变化，二是煤层的产状发生变化，有时可能超出综采机架型适用范围而影响运转。另外，如果小褶曲频繁出现，还造成运输上的困难。遇到顶板有含水层时，采掘过程中会有淋水，淋水若涌入向斜轴部，会造成综采困难。一般对煤层底板高程的变化可分为 0-10°，10-15°；大于16°三级，对于变化幅度在10°以上的，上综采前必须采取技术措施。