薄煤层综合机械化采煤工艺的应用研究

贾建军,孔德山,李安国（山东能源枣矿集团新安煤业有限公司，山东 微山 277642）

薄煤层综合机械化采煤工艺的应用研究

贾建军,孔德山,李安国
（山东能源枣矿集团新安煤业有限公司，山东 微山 277642）

该文对新安煤业有限公司实施薄煤层综合机械化开采实践进行了总结，介绍了取得的成效，重点对薄煤层综采工艺的应用所遇到的技术难题进行了探讨，对下步该项开采工艺不断革新进步奠定了经验基础。

薄煤层；综采工艺；应用

新安煤业有限公司可采薄煤层有12下、14、16层煤，现开采12下层煤。截止2014年6月份已采10个单面、3个对拉面，共回采原煤约700万吨，取得了较好的经济效益和社会价值。

1 煤层赋存等自然地质条件

2.1 12下煤及其顶底板

该层煤位于太原组中部，下距14煤层0.71～6.64m，平均2.22m，煤厚0～2.71m，平均1.33m，变异系数为32%。可采范围内厚度为0.70～2.29m，平均1.39m，变异系数为18%。可采系数为71%，可采面积约44.5km2。12下煤黑色，块状，玻璃光泽，内生裂隙发育，镜煤为主，次为亮煤，光亮型。

2.2 煤系地层产状及构造情况

地层为向北西倾斜的单斜构造，地层倾角一般5～8°，局部可达到10°以上，伴有次级宽缓短轴褶曲。其特点是产状平缓，跨度较大，幅度小。

2 工作面巷道布置、采煤工艺、设备配套选型及劳动组织介绍

2.1 工作面巷道布置

单一工作面布置有材料巷、运输巷，对拉面布置有两个材料巷、一个共用运输巷。材料巷用于进风、进料及安设移变列车、敷设电缆管路，运输巷用于回风、运煤及敷设电缆管路。巷道矩形断面,净宽3.0-3.2m、 净高2.0-2.2m。采用锚网梯索支护或锚网梯索架棚复合支护。支护材料：顶板直径20mm螺纹钢或直径20mm高强锚杆，锚杆长2.4m，帮部直径18mm螺纹钢锚杆，锚杆长1.8m，顶板铺8#镀锌菱形金属网或钢筋网，帮部铺高分子网。

2.2 采煤工艺

采用走向或倾向单一长壁后退式综采工艺，全部垮落法管理顶板。工作面内布置液压支架支护顶板，两端头布置过渡支架，两巷超前采用铰接梁配合单体支柱支护或巷道液压支架支护，建立了顶板在线监测系统。主要运输系统设备为刮板运输机、桥式转载机（破碎机）、胶带机，辅助运输设备为调度绞车。

2.3 配套设备

生产以来，设备不断升级改进，设备配套趋于成熟，具体如下：MG200/456--WD型采煤机，ZY2400-09/20型两柱支撑掩护式薄煤层液压支架，ZYT2800-14/24型端头过渡支架， ZTZLDC型巷道液压支架，刮板输送机型号：SGZ--730/400 (双中链)型刮板运输机，ZZ-764/160型转载机，PLM—1000型破碎机，SDJ-250型可伸缩带式输送机。

2.4 劳动组织

采用“四六”作业制度，每班作业6小时，一个圆班由3个生产班和1个检修班组成。生产班每班配有采煤机司机、支架工等人员18名左右，检修班每专业组1-6人，全面合计90人。

3 取得成效

（1）安全好。薄煤层综采机械化程度高，一般情况下人员不需进入煤壁作业，大大改善了安全工作条件；液压支架支护强度大，支撑状态好，顶板事故率大幅降低；采煤设备的大功率、高强度化，使机械事故率大幅降低。

（2）工效高。经统计，单面最高月产81289吨，平均63190吨，对拉面最高月产129780吨，平均103690吨。回采工平均工效35吨/工，回采工最高工效42吨/工。

（3）综合成本低。一般在250.0元/吨，相较过去普采工艺开采降低93.0元/吨。

（4）技术先进，适应性强。

4 经验总结

（1）工作面狭小，安全空间不足，不利于人员操作。总结了“六防”安全措施和四项改进措施，“六防”即防止架间掉矸砸人、防止误操作伤人、防止误传号、误动作伤人、防止运料伤人、防止飘链伤人，四项改进措施有：采取临架或遥控操作支架、安装设备急停装置、使用安全确认法、提高设备功率、强度。

（2）煤机装煤效果差、电缆易折断。设备方面，改进了普通滚筒叶片布置方式和旋转方向，即加大滚筒叶片角度，增加刀齿数量和改变角度，改原来两滚筒外旋转（前正转、后反转）为现两滚筒内旋转（前反转、后正转）；工艺方面，原来采取往返拾炭行刀法，现改为“八”字或“∞”型行刀法；设计方面，一般情况下采取仰采布置，以便于滚筒装煤。针对电缆易折损的问题，一是使用了柔韧性好、品质高的电缆，二是采取改进煤机电缆拖架位置、改进电缆卡节距等增加弯曲半径措施。

（3）液压支架前倾“钻底”、易断四连杆销轴等问题。泥岩伪底遇水易泥化，支架前移过程中经常发生前倾“钻底”问题，采取了增加掩护梁长度和改进安装抬架油缸装置；采高与两巷高度相差大，端部液压支架布置后移，易出现错茬、端面距超规定，端头位置使用了专用过渡支架；针对液压支架高度较低时压力集中在中间四连杆，易断销轴问题，改三棵连杆为四棵连杆。

（4）薄煤层综采工作面空间有限，设备检修困难。要想实现安全高效生产，设备必须向大功率、高强度、自动化方向发展。

（5）大断层处理。设计上，避免较大断层位于工作面内；设计无法躲开时，要根据顶底板岩性、厚度等情况，合理布置工作面巷道，减少割矸量、少割硬矸；快速过断层方法：一是科学计算过断层起坡（下刹）角度、起坡（下刹）点；二是增加断层倾向坡度；三是控制采高和层位；四是采取煤机切割与钻炮眼平行作业；五是多部钻具同时钻炮眼。

[1]张界江.关于综合机械化采煤工艺的研究[J].科技与企业,2013(22):219.

[2]马加振.薄煤层综合机械化采煤工艺技术科学利用的机理透析[J].科协论坛(下半月),2013(12):69-70.

[3]周华龙,唐术成,雷武林.急倾斜煤层综合机械化采煤工艺研究与实践[J].陇东学院学报,2015(01):79-81.

贾建军（1975-），男，山东枣庄人，本科，助理工程师。