浅谈极薄煤层使用采煤机改进采煤工艺综合治理瓦斯

张海明（黑龙江省鸡西市滴道区安全生产监督和煤炭管理局,黑龙江 鸡西 158150）

浅谈极薄煤层使用采煤机改进采煤工艺综合治理瓦斯

张海明
（黑龙江省鸡西市滴道区安全生产监督和煤炭管理局,黑龙江 鸡西 158150）

鸡西煤业大通沟多种经营公司经达煤矿薄煤层使用采煤机改进采煤工艺综合治理瓦斯，经过实践取得良好的效果。

极薄煤层; 采煤工艺; 治理瓦斯

1 矿井概况

鸡西煤业大通沟多种经营公司经达煤矿，始建于1971年，投产于1972年、目前矿井设计能力为6万吨/年，核定能力4万吨/年，该井开采布局为双斜井，即主井提升，副井回风，主副井均布置在24号煤层中，经达煤矿在2003年之前为低瓦斯矿井。从2004年起进行瓦斯鉴定该矿属于高瓦斯矿井。2011年度瓦斯鉴定为；瓦斯相对涌出量29.30m3/t, 瓦斯绝对涌出量2.4624m3/min。该矿井开采一层煤、现开采大通沟勘探区城子河组24#煤层，厚度为0.55～0.85米稳定性好，煤层倾角在16°～20°之间，顶板为粉砂岩，厚3.6米，底板为粉砂岩，厚12米，煤质灰分37.46%，挥发分为27.13%，发热量22.17MJ/kg，煤种为焦煤，扩大区域批准开采深度标高-450m，本井2013年进行改扩建，经三年时间，由原来设计能力为年产6万吨/年，增加到年生产能力为15万吨，可采储量为231.2万吨，本矿井地面标高350米。

2 落实执行国家、省对煤矿的相关规定

根据黑龙江省政办发【2011】53号文件精神要求，“高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井原则上取消炮采，大力推进采掘机械化，切实减少井下采掘工作面和作业人员数量”。以及对“加强煤矿瓦斯超限管理”等都做了明确的规定和要求。体现了政府对煤矿瓦斯治理工作的高度重视。为着力构建“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合治理工作体系奠定了良好基础。因此，针对煤矿实际结合省、市、区的要求，决定取消落后的炮采工艺，率先研发推广使用极薄煤层采煤机综合治理瓦斯的采煤工艺，试验地点经达煤矿二段左九采煤工作面。

3 采煤机特性

（1）采煤机型号：MG-40型，本采煤机自重2吨适用于左、右工作面，可骑溜子，也可爬底板，骑溜子最低采高为0.63m，爬底板时最低采高为0.45m，采煤截割功率40kw，转速60转/分，水冷却，牵引速度1.0米/分。

（2）牵引方式：牵引方式为钢丝绳牵引，牵引F= 5吨，上行割煤，工作面运刮板输机与下巷矿车亲嘴运输煤炭，采煤机下行为运输机自行牵引，该机特点是：结构简单、适用性强、可靠性高、重量轻、灵活方便、效率高，是开采0.45—0.8米极薄煤层的理想机型。

4 极薄煤层采煤机采煤工艺综合治理瓦斯主要分以下步骤

（1）预排预抽阶段：工作面形成后，由下巷沿工作面煤层倾向向上巷打钻，间距5米，打透后靠负压风排瓦斯，打不透的孔进行抽排。

（2）先抽后采：当工作面准备回采时，将下巷抽排孔进行封闭，上巷抽排孔封闭完与抽排管路相连，距工作面起始孔（第一个孔）为抽排孔，第二个为高压注水长孔，第三个为抽排孔，第四个为准备高压注水长孔……。原理是用持续动态高压注水来破坏长孔内四周煤体应力，使煤体里的瓦斯被挤向抽排孔处，由抽排孔集中抽出、大幅度的提高瓦斯抽采量。从而降低了煤体里的瓦斯含量，同时长孔注水也使煤体里含水量增加，起到降尘作用。

（3）煤壁注水：采煤生产前，由工作面向煤体走向方向进行打钻，实行“浅孔高压注水”，高压注水使煤体里应力发生变化，煤体被湿润，煤体产生裂隙，瓦斯被挤出，从而降低了煤体里的瓦斯含量，降尘效果十分好。

（4）采煤机采煤和炮采区别：1）采煤机破煤瓦斯与煤尘：在预抽预排、抽采、煤壁注水之后，采煤机开始割煤，由于煤体里含水高，瓦斯含量低，采煤机破煤多是块和颗粒状，此时，释放出的瓦斯随采煤机破煤而缓慢释放出来，易被工作面风流稀释，块和颗粒状煤体被煤体里的水和采煤机喷雾水包裹着，块和颗粒状煤体里瓦斯不易释放出来，因此，采煤机破煤后，煤体释放的瓦斯含量低，达到了“作业时瓦斯不超限”的要求。而炮采破煤时多为粉末状，瞬间释放瓦斯量大，易造成“作业时瓦斯超限”。同时较采煤机破煤，同一含水煤体，降尘效果不如机采；2）采煤机采煤与炮采火源控制的差别：毫秒雷管、乳化炸药、水炮泥、炮泥，放炮时也可以产生火花，而采煤机割煤时不强力割顶（如不够高可提前处理）就不存在火源问题；3）采煤机破煤顶板管理与炮采顶板管理的区别；采煤工作面随着向前推进，支护的不断跟进，顶板缓慢下沉或垮落，支护上方的顶板由於岩性和进度慢会出现离层现象。如果是炮采，放炮时产生的上下爆破力，反复的波及顶板产生冲击破坏，顶板易碎和冒落，支护空间内不安全冒顶处易积聚瓦斯，而使用了采煤机割煤只是对煤体本身产生切割力，保持顶板完整性，瓦斯不易积聚支护空间相对安全。所以说：在瓦斯治理问题上，要多措并举，综合治理，才能实现矿井的长治久安，达到安全生产。

5 取得效果

经达煤矿把瓦斯治理工作真正当做全矿的头等大事，摆在主要的日程来抓。坚定信心、加倍努力、攻克困难、在不断的生产实践中寻求将煤矿瓦斯治理的更好、更有效的途径，努力把经达煤矿瓦斯治理工作推向一个新水平，为开创鸡西市滴道区地方煤矿安全生产发展和瓦斯治理新局面做出不懈的努力。

[1]杨晓红.煤层抽采钻孔瓦斯衰减分析与抽采钻孔封孔工艺改进[A].中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C],2009.

[2]宗小平.张小楼井7层煤工作面瓦斯高位抽采效果分析[A].创新推动新型煤炭工业体系建设和安全健康发展——2010年湘赣皖闽苏等多省（市）煤炭学会学术交流暨湖南省煤炭科技论坛论文集[C],2010.