坚硬薄煤层综采技术在杉木树煤矿的应用

庞成

摘 要：杉木树煤矿为解决B煤层的煤与瓦斯突出问题和正常采掘接替问题，将坚硬薄煤层B4上煤层作为保护层开采，并且实施了综采技术，发现了一些问题，提出了有针对性地改进建议，取得了较好的经济社会效益，对类似情况煤层的开采有借鉴作用。

关键词：薄煤层；综采；问题；建议

中图分类号：TD235.37 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-00050-02

杉木树煤矿为煤与瓦斯突出矿井，而B煤层的煤与瓦斯突出问题直接影响矿井对该煤层的安全掘进和开采，若解决不好，最终会导致采掘接替严重失调。矿井决定将坚硬薄煤层（B4上煤层）作为B煤层的保护层进行开采，并在N3031-1工作面应用了综合机械化采煤技术，通过加快B4上煤层的开采强度来确保B煤层综采工作面的正常接替，既解决了突出煤层开采期间瓦斯超限的问题，又提高了矿井煤炭资源回收率，延长了矿井服务年限，起到了较好的效果。

1 工作面概况

1.1 基本情况

N3031-1工作面位于杉木树煤矿30采区北翼东部，北为N3051-1工作面，南为N3011-1工作面，西为N3031-2工作面，东为南东风井井筒保安煤柱。开采煤层为B4上煤层，煤层厚度为0.7～1.6 m，平均厚度1.2 m，煤层内含1～2层夹矸，夹矸厚度0.1～0.5 m；煤层倾角7 °～15 °，平均倾角8 °；煤层硬度4～6。工作面走向长552 m，倾斜长160 m，可采储量16.45万t。

B4上煤层直接顶为深灰色泥灰岩（泥质灰岩厚约0.5 m），老顶为砂岩，厚度大于5 m。直接底为粘土岩（厚约0.2～0.8 m），老底为砂质泥岩。

工作面煤层属向南倾斜的单一向斜构造煤层，仰采坡度平均12 °。工作面实际揭露的断层有5条，落差在0.6～2 m之间。断层造成煤层薄化和顶底板破碎，煤层厚度变化较大，对工作面回采影响较大。

工作面水文地质条件简单，主要充水水源为大气降水、断层裂隙水等水源渗入本面，回采期间平均涌水量475～714 m3/d。

1.2 “三机”设备选型情况

根据煤层赋存及顶底板岩性情况，选择了一套适宜采高在1.2～1.8 m的“三机”设备，主要参数，见表1。

1.3 生产组织情况

采用“两采一准”的循环作业方式，实行专业工种与综合工种相结合的劳动组织形式。采煤机截深0.6 m，往返一次割煤1刀，检修班割煤1刀，生产班每班割煤2.5刀，一天割煤6刀。

2 应用情况

2.1 总体情况

工作面运行一年，生产原煤18万t。受系统能力和对新工艺新设备掌握的熟练程度不够等多方面因素影响，初期单产在1万吨左右，后期单产保持在2万t以上，最高达2.69万t，详见表2。

2.2 单产水平初步分析

通过表2统计分析，影响生产较大的主要因素是：采煤机组故障问题、电液控支架软水处理系统问题、S30采区皮带运输能力问题。由于初期对新设备性能的不熟练，加之员工操作素质低，大大降低了开机率。

但到中后期，有明显好转，随着生产时间的饱满，确保了正规循环，最高日产量达到750 t。

3 薄煤层综采开采存在的问题

3.1 采高低，空间狭小，作业困难

由于N3031-1工作面煤层基本处于近水平状况，当最小采高降到1.2 m的情况下，人员出入工作面或在工作面内作业都非常困难。

3.2 开采受地质因素影响较大

受断层等地质构造的影响，煤层存在局部分合层频繁、薄化乃至缺失的现象，给工作面布置带来困难。有的地方必须破底，有的区域需要重新进行补巷，工作面“三机”设备要重新进行搬家安装，有时还会增加机电运输设备数量，无形中增加生产成本。

3.3 开机率低，单产水平低

3.3.1 “三机”装备技术缺陷、设备故障多

SGZ630/320刮板运输机销排座强度低，经常断，中底板磨损大，铲煤板磨损大；亚铃销强度低，经常断，造成供不应求；大链常断，不能及时更换；挡煤效果差，浮煤多，人工铲煤劳动强度大。

MG200/446-MD采煤机结构紧，重量轻，承受切割阻力小，切割煤时牵引速度不能过快；设备强度低，部件常损坏。

ZY3200/0.8/1.8D电液支架滤芯、阀门易堵塞；推移油缸较小，回液阻力大，造成拉架较困难。

3.3.2 人才队伍素质低

煤炭行业疲软，企业经济效益不景气，人员流失严重，机电管理技术及操作能手比较缺乏。现有人员对新工艺新装备的性能掌握程度不够。

3.4 投入产出比高，直接经济效益低

设备投资比中厚煤层综采工作面多，单产和效率一般也只有中厚煤层综采工作面一半，甚至更低。开采过程中破底多，煤炭发热量低，煤炭售价低，经济损失较大。

4 社会经济效益分析

相对炮采工艺，回采工效提高了1倍以上；解放了B3+4煤层，减少或杜绝了B3+4煤层工作面回采期间瓦斯超限的现象；提高了矿井机械化开采程度，从根本上淘汰了炮采工艺；促进了治灾技术的提升，解决B3+4突出煤层掘进及回采期间瓦斯超限问题，缓解了矿井综采工作面接替紧张的局面；提高了煤炭资源回收率，增加了矿井原煤开采量；为薄煤层工作面综采技术积累了经验。

5 建 议

5.1 重视队伍建设，加强管理

一是狠抓班组建设，建立激励约束机制，明确责、权、利，从严考核；

二是加强对作业人员的培训，熟练掌握新技术、新工艺和新设备的操作技能。

5.2 强化 “三机”设备管理，提高开机率

对“三机”设备做到预防性检查检修，降低故障率；对过断层或遇煤层薄化需切割矸石时采取先放松动炮后再进行切割，并严格控制切割速度；对于易损设备的零配件提前采购，减少过程周转时间；对部分设备进行技术改造完善；完善工作面各生产系统，确保各系统正常运转。

参考文献：

[1] 杨怀敏.复杂地质条件下薄煤层综采技术的研究与实践[J].矿业研究 与开发，2009（1）.

[2] 成光星，申龙.薄煤层综采自动化采煤工艺技术研究与应用[J].中国煤 炭，2009，35（9）.

[3] 张强，王长青.薄煤层综采工艺技术应用研究[J].科技信息，2011（23）.