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摘 要: 通过在33~38。大倾角坚硬顶板、软煤、软底煤层综采的开采实践,论述了开采工艺特点及技术措施。
关键词: 大倾角 综采 采煤工艺
新疆焦煤集团有限责任公司在2130煤矿坚硬顶板、软煤、大倾角煤层条件下首次实践综采技术。通过五个多月的生产实践,取得了良好的经济效益和社会效益,为矿区大倾角综采的推广了实践经验,不仅推动了开采技术的创新,而且使矿井面貌发生了新的变化。现以2130煤矿14121工作面为例,介绍坚硬顶板、软煤、软底大倾角煤层综采技术。
1、 工作面的技术概况
1.1 赋存状况
14121综采工作面回风巷标高+2012m,运输巷标高+1950m。可采走向2200m,倾斜长度108 m,采高2.0 m,可采储量64.15万t。
1.2 地质条件
4#煤层倾角33~38。,煤层平均厚度2.0 m,普氏硬度系数f﹤1.5。煤层自然发火倾向性为不易自燃,在14121运输巷掘进过程中已探明开切眼以西240m处有4条落差0.5~1.2m左右断层,相隔10~20m。4#煤层结构复杂,含夹矸1~2层,夹矸厚度在0.05~0.5m之间,平均厚度0.3m左右。
顶板:无伪顶,直接顶为0.28m的砂砾岩硅质胶结坚硬,老顶厚度为16.9m,由8.4m厚粗砂岩和8.5m厚中砂岩组成。粗砂岩以石英为主,灰白色,坚硬,裂隙较发育;中砂岩灰白色以石英为主,层理不明显。
底板:直接底为0.35m厚黑色炭质泥岩块状薄层状,老底为2.11m厚粉砂岩,致密块状下部粗砂岩层理清晰,节理发育易碎。
2、 工作面设备选型及配置
2.1 液压支架
选用ZZ4000/16/26型支撑掩护式液压支架主要技术参数如下:
2.2 刮板输送机
选用SGZ730/200型刮板运输机,其主要优点是输送量大,刮板链采用中双链,强度高,受力均匀,断链事故少。溜槽采用整体铸焊走底式结构,优点是坚固耐磨,减少底部回煤量,提高运转能力。其主要技术参数如下:
2.3 采煤机
为了满足工作面开采需要,保证安全运行可靠,适应大倾角煤层的开采,选用MG150/375-W型无链牵引采煤机。该机型的主要优点是结构紧凑,功率大,对大倾角煤层的开采有良好的适应性,牵引力及切割功率大,性能可靠。其主要技术参数如下:
3、回采工艺
3.1 割煤
(1)割煤机械:MG150/375-W采煤机。
(2)割煤方式:单向割煤,前顶后底(从上向下)。
(3)进刀方式:从55#支架处斜切进刀,下行割煤,割完煤后采煤机上装煤至55#架处,上行割三角煤。
3.2 装煤
借助采煤机螺旋滚筒与铲煤板相结合,在采煤机运行和输送机运行过程中自动完成装煤工作。
3.3 运煤
采面选用SGZ30/200型刮板输送机运煤,机巷采用SZZ730/110型转载机和两部SJ800/150落地式胶带输送机运煤。
3.4 移架
采煤机割煤后坚持带压力及时移架,移架工作由支架的推移千斤顶借助运输机来完成。移架的操作过程为:降架——拉架——升架。
3.5 推移输送机
推移输送机靠液压支架的推移千斤顶来完成,推移工作要安全迅速,并保证平直。
4 、顶板管理
4.1 支护形式
采用70组ZZ4000/16/26型支撑式液压支架支护顶板。
4.2 控顶距
A、最大控顶距4510mm;B、最小控顶距3910mm;C、超前爆破放顶步距10m。
4.3 采空区处理方法
为深孔超前预爆破全部垮落法管理顶板。
4.4 端头支护
工作面上、下端头使用“四对八梁”支护。梁采用箱型顶梁长4.0,一梁四柱式支护,单体柱内间距0.3m,相邻两组之间排距0.6m,柱距1m,随着工作面推进迈步前移,迈步距1.0m。
4.5 两巷超前支护
A、根据煤矿安全质量标准化标准,上、下顺槽,超前工作面20m范围内使用单体柱配合绞接顶梁进行超前支护,距工作面煤壁10m范围内打双排柱,10~20m范围内打单排柱,靠上帮的一排打20m,靠下帮的一排打10m。B、支护形式采用HDJA-1200金属绞接顶梁配合DZ-3.5单体柱进行支护。
5 、 大倾角综采工艺措施
5.1 工作面调伪斜
为平衡工作面输送机、支架在推移过程中引起下滑、上窜,将工作面调成伪斜(仰斜),即机头超前机尾(下顺槽超前上顺槽)。当支架垂直于输送机相互移动时,工作面设备每移动力一个步距就会产生一定量的相对位移,若伪斜我度适当,使上移量与下滑量相抵消,从而起到设备防滑作用。伪斜角是个经验数值,它不仅与工作面倾角有关,还与工作面底板岩石性质、底板起伏状态、工作面设备等有关。
根据现场,14121工作面实际生产过程中,下顺槽(机巷)超前上顺槽(风巷)10~15m左右。工作面伪斜是个变化数值,应随工作面条件变化,并进行现场观察,随时进行调整。
5.2 防止输送机上窜、下滑
(1)防止输送机上窜,就加快工作面机尾推进,使输送机下滑到正常位置,防止输送机下滑就加快机头推进,使输送机上窜位置正常。
(2)当工作面输送机上窜或下滑时,要及时调整支架,使支架底座与输送机垂直。
(3)正常情况下工作面输送机从下向上推移。
(4)输送机机头与转载机尾搭接要合理,防止煤、矸进入底槽,以减少底链运行阻力。
5.3 液压支架防倒、压架及防滑
(1)设排头支架防倒、防滑装置,其余支架以排头支架为准依次排列。因此将1#~4#架子为排头架,做为中间架的锚固点和导向支点,安装防倒防滑千斤顶。工作面66#~68#安装防倒防滑千斤顶。
(2)发现支架摆尾、歪斜要及时用相邻支架上所设置的防滑千斤顶调整支架,使其恢复正常位置。
(3)支架的侧护缸和调架缸要保持一定的行程,当支架发生轻微倒架时,可用其调整支架。
(4)采高不大于支架的最大支撑高度,让立柱有一定的余量,一般不小于200
mm。
(5)下顺槽(机巷)超前上顺槽(风巷)推进10~15m,坚持自工作面下部向上移架顺序。
(6)为防止工作面排头支架下滑和倾倒,在第一和第三架上分别设有一组防倒斜缸,支架前部有一组防下摆缸,必须坚持使用和保证正常工作状态。
(7)加强顶板管理,防止出现端面冒顶事故,导致支架接顶状态不好造成倒架。
(8)在移架过程中,随时用侧护板调架,使支架保持适当的迎山角,以抵消顶板下沉时的水平位移量。
(9)控制工作面输送机,要严防输送机下滑牵动支架下滑。
5.4 采煤机防滑
MG150/375-W型无链牵引采煤机装有可靠的制动器,可适应40。以下煤层而无须其他防滑装置。
5.5 防止飞矸伤人
由于工作面煤层倾角大,又是伪斜仰斜回采,工作面容易发生片帮,造成飞矸。为了防止飞矸伤人,沿工作面倾斜方向和走向方向每隔3m安装一道挡矸帘,沿倾斜方向挡矸帘规格为1100×1500mm,沿走向方向挡矸帘规格为2200×1500mm,用直径为6mm的钢丝绳编制成网,网孔规格80×80mm。
6 、 结论
6.1 新疆焦煤集团有限责任公司2130煤矿在坚硬顶板、软煤、软底,平均35。
大倾角煤层条件下首次实行综采技术开采,通过5个多月的探索实践,现累计生产原煤19.5万t,平均单产3.5万t,最高单产4万t,取得了成功和良好的经济效益和平共处社会效益;同时为同类型地质条件的煤层开采积累了技术经验。所使用的设备在国内属较先进型,大倾角条件下具有较好的适应能力。
6.2 在平均35。
大倾角条件下,生产中出现的输送机下滑上窜,支架失稳等问题,可以通过调整工作面伪斜开采,由下向上分段移架和推溜,稳定机头排头4架,控制冒顶和不断调整支架的支撑状态等工艺技术措施加以解决。
作者简介:
王成,男,四川蓬安人 1967年1月生。1994年毕业于甘肃煤炭职工大学机械化采煤专业,采煤工程师,现任新疆焦煤集团有限责任公司1930煤矿通风队队长,主要从事矿井通风技术管理工作。
关键词: 大倾角 综采 采煤工艺
新疆焦煤集团有限责任公司在2130煤矿坚硬顶板、软煤、大倾角煤层条件下首次实践综采技术。通过五个多月的生产实践,取得了良好的经济效益和社会效益,为矿区大倾角综采的推广了实践经验,不仅推动了开采技术的创新,而且使矿井面貌发生了新的变化。现以2130煤矿14121工作面为例,介绍坚硬顶板、软煤、软底大倾角煤层综采技术。
1、 工作面的技术概况
1.1 赋存状况
14121综采工作面回风巷标高+2012m,运输巷标高+1950m。可采走向2200m,倾斜长度108 m,采高2.0 m,可采储量64.15万t。
1.2 地质条件
4#煤层倾角33~38。,煤层平均厚度2.0 m,普氏硬度系数f﹤1.5。煤层自然发火倾向性为不易自燃,在14121运输巷掘进过程中已探明开切眼以西240m处有4条落差0.5~1.2m左右断层,相隔10~20m。4#煤层结构复杂,含夹矸1~2层,夹矸厚度在0.05~0.5m之间,平均厚度0.3m左右。
顶板:无伪顶,直接顶为0.28m的砂砾岩硅质胶结坚硬,老顶厚度为16.9m,由8.4m厚粗砂岩和8.5m厚中砂岩组成。粗砂岩以石英为主,灰白色,坚硬,裂隙较发育;中砂岩灰白色以石英为主,层理不明显。
底板:直接底为0.35m厚黑色炭质泥岩块状薄层状,老底为2.11m厚粉砂岩,致密块状下部粗砂岩层理清晰,节理发育易碎。
2、 工作面设备选型及配置
2.1 液压支架
选用ZZ4000/16/26型支撑掩护式液压支架主要技术参数如下:
2.2 刮板输送机
选用SGZ730/200型刮板运输机,其主要优点是输送量大,刮板链采用中双链,强度高,受力均匀,断链事故少。溜槽采用整体铸焊走底式结构,优点是坚固耐磨,减少底部回煤量,提高运转能力。其主要技术参数如下:
2.3 采煤机
为了满足工作面开采需要,保证安全运行可靠,适应大倾角煤层的开采,选用MG150/375-W型无链牵引采煤机。该机型的主要优点是结构紧凑,功率大,对大倾角煤层的开采有良好的适应性,牵引力及切割功率大,性能可靠。其主要技术参数如下:
3、回采工艺
3.1 割煤
(1)割煤机械:MG150/375-W采煤机。
(2)割煤方式:单向割煤,前顶后底(从上向下)。
(3)进刀方式:从55#支架处斜切进刀,下行割煤,割完煤后采煤机上装煤至55#架处,上行割三角煤。
3.2 装煤
借助采煤机螺旋滚筒与铲煤板相结合,在采煤机运行和输送机运行过程中自动完成装煤工作。
3.3 运煤
采面选用SGZ30/200型刮板输送机运煤,机巷采用SZZ730/110型转载机和两部SJ800/150落地式胶带输送机运煤。
3.4 移架
采煤机割煤后坚持带压力及时移架,移架工作由支架的推移千斤顶借助运输机来完成。移架的操作过程为:降架——拉架——升架。
3.5 推移输送机
推移输送机靠液压支架的推移千斤顶来完成,推移工作要安全迅速,并保证平直。
4 、顶板管理
4.1 支护形式
采用70组ZZ4000/16/26型支撑式液压支架支护顶板。
4.2 控顶距
A、最大控顶距4510mm;B、最小控顶距3910mm;C、超前爆破放顶步距10m。
4.3 采空区处理方法
为深孔超前预爆破全部垮落法管理顶板。
4.4 端头支护
工作面上、下端头使用“四对八梁”支护。梁采用箱型顶梁长4.0,一梁四柱式支护,单体柱内间距0.3m,相邻两组之间排距0.6m,柱距1m,随着工作面推进迈步前移,迈步距1.0m。
4.5 两巷超前支护
A、根据煤矿安全质量标准化标准,上、下顺槽,超前工作面20m范围内使用单体柱配合绞接顶梁进行超前支护,距工作面煤壁10m范围内打双排柱,10~20m范围内打单排柱,靠上帮的一排打20m,靠下帮的一排打10m。B、支护形式采用HDJA-1200金属绞接顶梁配合DZ-3.5单体柱进行支护。
5 、 大倾角综采工艺措施
5.1 工作面调伪斜
为平衡工作面输送机、支架在推移过程中引起下滑、上窜,将工作面调成伪斜(仰斜),即机头超前机尾(下顺槽超前上顺槽)。当支架垂直于输送机相互移动时,工作面设备每移动力一个步距就会产生一定量的相对位移,若伪斜我度适当,使上移量与下滑量相抵消,从而起到设备防滑作用。伪斜角是个经验数值,它不仅与工作面倾角有关,还与工作面底板岩石性质、底板起伏状态、工作面设备等有关。
根据现场,14121工作面实际生产过程中,下顺槽(机巷)超前上顺槽(风巷)10~15m左右。工作面伪斜是个变化数值,应随工作面条件变化,并进行现场观察,随时进行调整。
5.2 防止输送机上窜、下滑
(1)防止输送机上窜,就加快工作面机尾推进,使输送机下滑到正常位置,防止输送机下滑就加快机头推进,使输送机上窜位置正常。
(2)当工作面输送机上窜或下滑时,要及时调整支架,使支架底座与输送机垂直。
(3)正常情况下工作面输送机从下向上推移。
(4)输送机机头与转载机尾搭接要合理,防止煤、矸进入底槽,以减少底链运行阻力。
5.3 液压支架防倒、压架及防滑
(1)设排头支架防倒、防滑装置,其余支架以排头支架为准依次排列。因此将1#~4#架子为排头架,做为中间架的锚固点和导向支点,安装防倒防滑千斤顶。工作面66#~68#安装防倒防滑千斤顶。
(2)发现支架摆尾、歪斜要及时用相邻支架上所设置的防滑千斤顶调整支架,使其恢复正常位置。
(3)支架的侧护缸和调架缸要保持一定的行程,当支架发生轻微倒架时,可用其调整支架。
(4)采高不大于支架的最大支撑高度,让立柱有一定的余量,一般不小于200
mm。
(5)下顺槽(机巷)超前上顺槽(风巷)推进10~15m,坚持自工作面下部向上移架顺序。
(6)为防止工作面排头支架下滑和倾倒,在第一和第三架上分别设有一组防倒斜缸,支架前部有一组防下摆缸,必须坚持使用和保证正常工作状态。
(7)加强顶板管理,防止出现端面冒顶事故,导致支架接顶状态不好造成倒架。
(8)在移架过程中,随时用侧护板调架,使支架保持适当的迎山角,以抵消顶板下沉时的水平位移量。
(9)控制工作面输送机,要严防输送机下滑牵动支架下滑。
5.4 采煤机防滑
MG150/375-W型无链牵引采煤机装有可靠的制动器,可适应40。以下煤层而无须其他防滑装置。
5.5 防止飞矸伤人
由于工作面煤层倾角大,又是伪斜仰斜回采,工作面容易发生片帮,造成飞矸。为了防止飞矸伤人,沿工作面倾斜方向和走向方向每隔3m安装一道挡矸帘,沿倾斜方向挡矸帘规格为1100×1500mm,沿走向方向挡矸帘规格为2200×1500mm,用直径为6mm的钢丝绳编制成网,网孔规格80×80mm。
6 、 结论
6.1 新疆焦煤集团有限责任公司2130煤矿在坚硬顶板、软煤、软底,平均35。
大倾角煤层条件下首次实行综采技术开采,通过5个多月的探索实践,现累计生产原煤19.5万t,平均单产3.5万t,最高单产4万t,取得了成功和良好的经济效益和平共处社会效益;同时为同类型地质条件的煤层开采积累了技术经验。所使用的设备在国内属较先进型,大倾角条件下具有较好的适应能力。
6.2 在平均35。
大倾角条件下,生产中出现的输送机下滑上窜,支架失稳等问题,可以通过调整工作面伪斜开采,由下向上分段移架和推溜,稳定机头排头4架,控制冒顶和不断调整支架的支撑状态等工艺技术措施加以解决。
作者简介:
王成,男,四川蓬安人 1967年1月生。1994年毕业于甘肃煤炭职工大学机械化采煤专业,采煤工程师,现任新疆焦煤集团有限责任公司1930煤矿通风队队长,主要从事矿井通风技术管理工作。