复杂地质条件薄煤层综采工艺应用研究

2012-08-15峰张启军

科技视界 2012年15期

刘峰张启军

（1.山东新陶阳矿业有限责任公司山东肥城 271600；2.山东鑫国能源集团有限公司山东肥城 271600）

薄煤层综采技术应用越来越广泛，以某矿两个薄煤层工作面为例，对薄煤层综采技术工艺进行阐述。

1 工作面概况

3Ⅱ909工作面：走向长335m，倾斜长131.8m，煤层厚度平均1.3m，倾角12°，中部含一层粘土质粉砂岩，平均厚度0.08m。上距煤3Ⅰ采空区平均7.6m。工作面直接顶为0.7m厚的粉砂岩。基本顶为6.3m厚的粉砂岩。直接底为0.7m厚的粉砂岩。

5101工作面：工作面为上行开采，上覆煤3和下伏的煤7、煤8、煤9和煤10Ⅱ均已回采。走向长232m，倾斜长平均106m。煤层厚度平均1.4m左右。直接顶为2.72m厚的细粉砂岩，基本顶为0.8m厚的泥灰岩，其上为13m厚的粉砂岩。直接底为4.7m厚的细粉砂岩。

2 回采工艺选择

炮采和高档普采两种工艺，炮采工作面单产一般在5000～7000吨，高档普采工作面单产最高也只有1.4～1.6万t,人员劳动强度大、材料消耗严重、人工效率极低；另外因薄煤层工作面空间小，人员活动不便，安全管理难度大。为提高薄煤层单产水平和安全系数，经研究确定采用薄煤层综采工艺。

3 三机配套设备选型

经三机配套选型，确定设备及主要技术参数为：采煤机MG100／238-WD；中间架ZY2600/07/14；过渡架ZY2800/08/ 16；刮板输送机SGZ630/150。

3.1 液压支架：工作面配置ZY2600/07/14型掩护式液压支架，采用了整体顶梁二柱支撑满足了大伸缩的要求。

工作面液压支架主要技术参数：支架型式为掩护式液压支架；支架高度700-1400mm；中心距1500mm；支架初撑力2182kN；支架工作阻力(P=37.6MPa)2600kN；平均支护强度≥0.4MPa（最小值不得低于0.4MPa）；底板前端最大比压≤1.6MPa；操纵方式为邻架手动操纵；最大移架步距730mm；适应倾角为横向≤25°（配合防倒防滑装置可达35°），纵向≤15°。

工作面过渡支架（ZYG2800/08/16型）主要技术参数：支架型式为掩护式液压支架；支架高度800-1600mm；中心距1500mm；支架初撑力2182kN；支架工作阻力 (P=39.3MPa) 2800kN；操纵方式为邻架手动操作；移架步距730mm；平均支护强度≥0.4MPa（最小值不得低于0.4MPa）；底板前端最大比压≤1.6MPa；适应倾角为横向≤25°（配合防倒防滑装置可达35°）,纵向≤15°。

3.2 采煤机：工作面选用MG100／238-WD型采煤机。

采高范围0.85～1.29m；装机功率100×2+15×2+4×2kW；牵引速度0～6～10m/min；牵引力270/162kN；机面高度610mm；过煤高度204mm；中部下切深度140mm；滚筒直径850mm；截深730mm；镐型齿强力滚筒。

3.3 刮板输送机：工作面选用SGZ630/150型刮板输送机。型号SGZ630/150；长度120米；输送量250t/h；链速1.1m/s；驱动电机装机功率2×75kW；刮板链型式为中双链；链条规格22× 86-C扁平链；中部槽规格1500×590（内宽）×190。

4 劳动组织

4.1 作业形式：“三八”制作业方式，两班出煤，一班检修并出煤。

4.2 采煤工艺过程：割煤—推架—移溜。

4.3 劳动组织：综合工种，分段作业与追机作业相结合。

5 主要技术措施

5.1 因人员操作空间小，行动不便，为避免支架降架、拉架时压伤、挤伤人员，工作面支架为邻架操作，上架操作下架，且规定被操作支架下严禁有人，在所有支架操作阀组上安装了闭锁装置，防止误操作。

5.2 MG100／238-WD型采煤机采高范围为850～1290mm，工作面采高变化范围小，当工作面遇断层等需起顶起底或降顶降底时，需要严格控制采高，以确保采煤机可以顺利通过。需要起顶起底时应当先起顶后起底，需降顶降底时应当先降底后降底。

5.3 工作面为倾斜长壁工作面仰斜推采时，支架顶梁必须有抬头上仰的趋势；俯斜推采时，支架顶梁必须有低头下趴的趋势；工作面现场必须配备好坡度规，发现不合格的支架及时采取措施进行整改。

5.4 工作面需要振动爆破时，为避免爆破时矸石打坏支架，在支架顶梁下加装液压挡矸板，在连线后爆破前将挡矸板降下护住支架。挡矸机构采用高强板焊接件与高分子材料挡矸板使用螺栓连接，在使用时，可通过螺栓适当调节挡矸机构的长度，以保证挡矸的效果。在工作面高度足够不需要爆破时，可拆除挡矸机构以增加过机空间。

5.5 因MG100／238-WD型采煤机过煤高度仅为204 mm，故过断层振动爆破时为避免大块矸石通过采煤机卡住输送机，应在爆破前将采煤机停在爆破地点以上靠输送机机尾地段。为增加采煤机大底的过煤高度，将工作面刮板输送机的链条22×86mm设计为扁平链，降低了链条立环的高度，在一定程度上增加了采煤机的过煤空间。