薄煤层综合机械化采煤技术在平沟煤矿的应用

-1-关于薄煤层综合机械化采煤技术应用回采工作面采煤方法及回采工艺的选择，直接影响着回采效率和安全生产。如何提高平沟煤矿10#层薄煤层的生产效率和保证在生产过程中的安全，是一个十分重要又迫切需要解决的问题，关系到平沟煤矿的可持续发展。对此，公司领导和矿领导非常重视。经过多方考察研究后与郑州煤矿机械集团有限责任公司、上海天地集团、山西煤机厂三家协商为平沟煤矿设计、制造了一套薄煤层回采设备。决定在我矿10#层实行薄煤层综合机械化回采工艺。一、工作面地质概况平沟煤矿位于乌海市东南方10公里处的卓子山煤田，井田南北走向长6.4km，东西2.5km，井田总面积16.1平方公里。平沟煤矿按相应层段的煤层赋存情况分为两个煤组，即中组煤和下组煤。中组煤主要可采煤层为9#、10#煤层总厚7.24m，下组煤主要可采煤层14和16及15和17，煤层总厚约10.61m。10#与9#层层间距在0.25-6.25m，平均厚度为3.20m。10#煤层：煤层走向近南北，煤层倾向由东向西倾斜，煤层倾角为7°—9°，煤层结构简单，裂隙较发育，煤层厚度0.62～2.05m，平均厚度1.15米，变化较大。顶板为泥岩或砂质泥岩，厚度为0.85—3.89米，厚度变化较大，局部地方中下部夹约0.52米的煤，该顶板抗压强度较低，极易冒落。直接底为砂质泥岩，厚度平均0.78米，岩层变化较大，层理较发育。老底为白灰色厚层状细砂岩，平均厚度0.95米，较坚硬。二、应用前采煤方法平沟煤矿在2009年8月份回采1002工作面之前，一直采用炮采-2-回采工艺：1、爆破落煤：使用湿式煤电钻打眼，2#矿用硝铵炸药或乳化炸药，毫秒延期雷管或瞬发电雷管，正向装药，使用发爆器串联起爆。2、装煤：大小锹人工装煤，3、运煤：SGB-620/40T型刮板输送机运煤。4、顶板支护采用DZ1200、DZ1400、DZ1600、DZ1800、DZ2200单体液压支柱配合HDL—2600型π型钢梁及π型钢梁上铺柳条笆子刹顶。支护形式为“三、四”排管理，齐梁式均匀布置，每循环排距0.8米，柱距为0.375米。5、特殊支护：上下顺槽采用超前工作面20米加强支护，全部采用HDTA—800型铰接顶梁配合单体液压支柱支护，间距800mm，每梁一柱，距工作面10米范围内沿顺槽上下帮1/3处各打一排，后10米可采用单排支护。6、下缺口的支护：机头处采用“四对八梁”支护，需选用4米π型钢梁成对布置，一梁不得少于三柱,对梁交错迈步式支护，同对梁中心距为250mm，同步梁中心距为750mm，交错距为800mm。7、采空区处理：工作面按照“见四回一”的顺序采用全部垮落法控制顶板；三、技术应用2009年8月份平沟煤矿第一个薄煤层综采工作面，即：1002回采工作面形成，该工作面采用走向长壁后退式一次采全高全部垮落法控制顶板的综合机械化采煤方法。1、回采工艺⑴、工艺流程-3-准备工作——采煤机下（上）行割煤——顺序移架——采煤机至下（上）端头——返空刀清理浮煤——顺序移溜——上（下）行割煤——顺序移架——采煤机至上（下）端头——返空刀清理浮煤——采煤机斜切进刀——顺序移溜。⑵、落煤：采用MG100/238-WD采煤机螺旋滚筒截割落煤，工作面所有支架动作一次为一个循环，循环进度为0.6m。⑶、装煤：采用采煤机螺旋滚筒配合SGE-630/320刮板运输机铲煤板装煤。⑷、运煤：工作面采用SGE-630/320刮板运输机，运输巷采用SGB-620/40T刮板输送机和SPJ-800皮带输送机各一部。2、采煤方法：⑴、采煤机的进刀方式：采用中部斜切进刀，进刀位置为机尾往下第50架处。⑵、工序配合方式：采用及时支护方式。a、采煤机从入刀处下行割煤后，紧随机组前滚筒及时伸出护帮板，托住新暴露顶帮。b、机组过后，移架支护顶板，移架滞后采煤机最大不能超过5m。c、待机组割煤到机头后，返空刀清理底煤，从机头到入刀处顺序移溜，移溜工作滞后采煤机不得小于15m进行，溜子移直、垂直弯曲度不得大于3°，每次移进0.6m。d、然后机组从入刀处上行割煤，紧随机组前滚筒及时伸出护帮板。-4-e、机组过后移架支护顶板，待机组割煤至机尾返空刀从入刀处至机尾顺序移溜。3、工作面割煤方式及采煤机牵引方式：工作面采煤机采用单向割煤，割煤方式为往返一次进一刀，采煤机牵引方式为电牵引。4、工作面安装ZY2600/08/16型支架94部，端头ZYG3000/9/22型支架6部,对顶板实行全支护垮落法控制。刮板输送机主要技术参数：参数数值SGZ630/320型刮板输送机设计长度m200出厂长度m150输送量t/h300刮板链速m/s1.1电动机型号YBSD-160/80-4/8(Ⅰ)电压（v）1140减速器型号T3KM11传动比1：28刮板链型号中双链链间距（mm）120中部槽规格1500×590×195联接强度（kN）1400-1700紧链型式闸盘紧链-5-液压支架主要技术参数：参数数值ZYG3000型液压支架高度（最底～最高）0.8---1.6m宽度（最小～最大）1.43---1.6m中心距1.5m工作阻力2600KN推移步距0.6m推溜力/拉架力485KN/306KN支护强度0.32-0.43KN初撑力2180KN平均比压≤2MPa泵站压力31.5MPa总重量约8.8吨乳化液泵主要技术参数：参数数值WRB160/31.5型乳化液泵进口压力常压公称压力Mpa31.5公称流量（L/min）160曲轴转速(r/min)561柱塞直径mm45柱塞行程mm66电机功率KW110电机转速(r/min)1480外形尺寸（长×宽×高）2300×980×1040总重量（t）2.25安全阀出厂调定压力Mpa34.7-36.2卸载阀出厂调定压力Mpa31.5工作液乳化液（含5%乳化油的中性水混合液）-6-采煤机主要技术参数：参数数值MG100/238-WD型采煤机适合倾角≤25°煤质硬度f≤4机面高(mm)580采高范围(mm)750-1150850-1200950-1250机身厚度(mm)290滚筒中心距(mm)8004摇臂长度(mm)1667形式整体直摇臂行走方式摆线轮-销轨无链牵引、交流变频调速牵引力（KN）162-270速度（m/min）0-6-10滚筒直径系列(mm)￠750￠850￠950下切深度(mm)110160210转速（r/min）81.6配套截深(mm)630滚筒宽度(mm)670电机截割数量x功率（kW）2×100供电电压（v）1140牵引数量x功率（kW）2×15供电电压（v）380泵站数量x功率（kW）2×4供电电压（v）1140液压系统流量（l/min）8.63油箱容量（l）38泵型号CBK1006-B4F喷雾降尘方式内外喷雾水量（l/min）150水压（Mpa）f≤4-7-供水管型号1JR25-150配套电缆主电缆型号MCP0.66/1.14-3×35+1×16+4×2.5牵引电缆型号MCPT0.66/1.14-3×25+1×16+10×2.5电缆夹板型号机器重量（t）165、端头支护：上、下端头各采用两对4根4000mm长的∏型钢梁与单体支柱配合支护，每对∏型钢梁交错迈步前移，两对四梁同步梁间距1400mm，同对梁间距100mm步距为600mm，一梁三柱，上、下端头应在切顶排的顶梁末端处支设一排密集支柱或打木垛。6、超前支护：超前支护采用DZ2500型液压支柱配合DZA-800型铰接顶梁及圆木进行支护，配合方式为：液压支柱打在铰接顶梁的中间。7、两巷支护：1002工作面上、下巷设计为梯形断面，上宽为2.4m，下宽为3.1m，高为2.35m，断面为6.46m2。采用11#矿用工字钢架棚支护。四、效果分析平沟煤矿10#层，煤层利用厚度0.62～2.05m，平均1.15m。厚度变化较大，一个工作面内单体支柱就有5种规格之多，每班都要根据煤层变化来调整单体支柱，加大了工人们的劳动强度，增加了劳动量，原来每班都得30～40人也只能生产原煤150吨左右，现在每班只需20～30人就能生产原煤矿350吨左右。自从投产以来共生产原煤2.8万吨，平均每月产量为1.8万吨，最多一天产量可达800多吨。10#层顶板较破碎，在放完炮后如果不及时撺梁或柳条笆子铺设不到位就会造成漏顶事故，单柳条笆子的用量一项，材料消耗就相当大，-8-不仅材料消耗大而且给我矿的安全管理带来极大困难。采用综合机械化采煤方法后柳条笆子这一项的材料费用就全部节省下来，每月约节省材料费3万多元。有液压支架控制顶板再不会出现漏顶事故，不仅降低了生产成本，而且保证了安全生产。五、结论以前采用的炮采采煤方法，工艺落后、工人劳动强度高、效率低、材料消耗大、安全系数小。采用综合机械化采煤方法后，不但改进了采煤工艺，降低了工人们的劳动强度和材料消耗费用，而且大大提高了安全系数以及生产效率。平沟煤矿薄煤层综合机械化采煤技术的应用，为薄煤层安全高效生产奠定了坚实的基础，对其他相似条件工作面的采煤工艺提高安全水平，具有很好的借鉴作用。