应用轻型支架放顶煤技术开采破碎顶板厚煤层的探索

添加人：admin 发布时间：2015/11/13 9:43:32 来源：中国破碎机网

　　华北科技学院学报应用轻型支架放顶煤技术开采破碎顶板厚煤层的探索*张书印*（邯郸矿业集团陶二煤矿，河北邯郸056105）功的经验，单产量大幅度提高，回采工效72吨/工，回采率达到88%，取得了较好的技术经济效果。
　　邯郸矿业集团陶二矿是一个设计能力为90万吨的中型矿井，自1982年5月1日投产以来，由于采用落后的采煤工艺，分层开采和炮采，生产能力一直没有达到设计要求，年产量在40万~50万吨经济效益低下，生产衔接紧张。自1997年以来逐步采用了高档普采和综采，特别是在1998年首次引进了轻型支架放顶煤技术，产量、效益逐步提高。2003年实现年产量105万吨，达到最高水平，综放工作面月单产达到9万吨，回采工效72吨/工，显示了综放工艺强大的生命力，同时为集团公司的开采破碎顶板厚煤层开辟了一条新路。
　　1综采工作面概况2003年9月份结束，采出煤炭68万吨，回采率达到88%c. 1.1地质条件本工作面开采煤层为2煤，为复杂结构煤层，在煤层中下部距底板1.0m~1.1m处有一层粉砂岩夹矸，厚0.1m~ 0.15m，较普遍。煤为高变质无烟煤，主要由亮煤和镜煤组成，其次为暗煤和丝炭，高发热量，低硫低磷，自燃倾向等级为类，不易自燃，煤尘不具有爆炸性。煤层绝对瓦斯涌出量1. 0m3/min，节理裂隙发育，煤的硬度f小本工作面煤层直接顶为粉砂岩，全厚0m~ 6m，南厚北薄，灰黑色泥质胶结，含煤0.2m~0.7m，一层及数层煤线。老顶细砂岩，浅灰色，南薄北厚，薄层状，上段中细粒，下段斜层理，厚10m~21m，一般15m.底板粉砂岩，黑色含植物化石及菱铁矿结核，泥质胶结，一般厚5.0m. 1.2巷道布置运巷、付巷基本沿煤层顶板走向布置，切眼沿煤层顶板倾向布置，一掘一扩，两次成巷，均采用金属锚网梁配合锚索支护，矩形巷道（详见巷道断面图）。
　　1.3工作面的设备布置24BGA放顶煤液压支架支护顶板，上、下缺口选用ZPT2800/16/24型排头支架支护顶板。
　　机组采用无锡煤机厂产的4MG双滚筒可调高采煤机，前、后部输送机均采用山西煤机厂产的SGW-630/220型中单链刮板输送机。
　　下运槽采用SGB>40TX2刮板输送机和S-80皮带各一台。
　　1.4工作面的几何参数及采煤工艺本工作面走向长度800m，倾向长度120m，煤层平均厚度3.7m，储量77万吨，采高2.0m，放顶煤高度1.7m，采放比为1：0.85.煤层倾角夕~工作面最大控顶距5606mm，最小控顶距4944mm，推进步距0. 1.4.1采煤工艺流程割煤一移架一移前部输送机一放顶煤一移后部输送机。此为一个正规循环，循环进度0.6米。1.4. 2工艺流程说明割煤：采煤机割底煤，支架摆动尾梁伸缩插板放顶煤，割一刀放一次顶煤，采放平行作业，先割后放。机组采用斜切进刀，上、下缺口为放炮落煤。
　　移架：滞后采煤机后滚筒2~ 4架，先降后移，追机带压擦顶移架；顶板破碎时紧跟采煤机前滚筒停机移架，片邦处可使用支架伸缩梁支护顶板，移架步距0.推移前部输送机：滞后移架10m开始由本架操作，按采煤机运行方向依次进行，弯曲段长度保持在15m左右。
　　②张书印（1968-），男，河北内丘人，大学毕业，采煤工程师，现为邯郸矿业集团公司陶二矿综采区副区长。38张书印：应用轻型支架放顶煤技术开采破碎顶板厚煤层的探索拉后部输送机：必须由一头向另一头依次进行，且滞后放顶煤10m~15m，由本架操作。
　　放顶煤：①初次放顶煤：工作面初采推进15m且支架全部过渡到底层，初次来压后，方可开始放顶煤。②正常放顶煤：放顶煤步距0.6m，顶煤由顶板压力轻放支架反复支撑，尾梁上、下摆动综合方式松动顶煤，支架摆动尾梁配合伸缩插板低位放顶煤。从3号架开始，依次逐架放煤。在放煤过程中遇有300mm以上大块煤必须用插板均匀铲碎。
　　放顶煤滞后采煤机后滚筒距离不小于20m，放煤与移架距离不少于15m.端头支架不放顶煤。
　　2轻放支架的适用性21ZY2000*14/31A综采支架的使用情况我矿曾在本面下部的1268工作面采用了ZY200044/31A型一次采全高综采支架，此支架为改进型掩护式液压支架。该面与1264面同属六采区北冀，地质条件、煤层结构及顶底板性质相似。该面自1999年5月份开始生产到12月份被迫回收，产煤13万吨，最低月产量1. 5万吨，最高时才达到2万吨，工效最高才达到6t/工，综采产量、效率之低，令人吃惊。
　　原因是多方面的，但支架选型不合适和采煤工艺不合理是主要原因。直接顶为粉砂岩的顶板破碎，煤层松软，仅靠支架护邦板支护煤邦，架前常发生漏渣，煤壁片邦造成架前空顶，从而使只有两个立柱的支架歪扭，倒架、咬架安全隐患突出，生产无法正常进行。最后只能采用煤壁化学注浆的方法解决。每采出1000吨煤，注浆费用2万元，材料费用巨大。此面产量低，投入多，给全矿生产造成很大被动。
　　22轻放支架的适用性支架以来，产量稳步上升，工效大大提高，安全状况大为改观，已取得较好经济和社会效益。
　　此支架为具有四根立柱的支撑掩护式支架，具有稳定性好，初撑力大的特点。支架前部改护邦板为伸缩梁，护顶长度增加，且能挤严煤邦，避免了架前冒顶。其次支架为放顶煤支架，托煤沿底回采，控制煤顶而不是破碎的粉砂岩直接顶，大大改善了工作面支护状况。因为移架时伸缩梁一直挤住煤邦，避免了架前掉碴，保证了支架的有效支撑。
　　3技术经济效果面的综采相比具有以下优点：①工作面单产、效率高，综放比综米月单产和工效分别提高7万吨/月/面、66t/工，幅度相当大。②巷道掘进率低，掘进费用少，少掘巷道2200m，为采面正常衔接创造了条件。③改善工作面安全状况，避免了冒顶事故，保证了安全生产，具有较好的社会效益。④材料费用低，成本低。⑤减少工作面搬家次数，采面储量大，连续回采时间长。
　　4存在问题及改进措施4.1存在问题经过1264面综放开采实践，还存在着几个问题有待解决：①尽管1264面采用了收煤器，使回采率达到88%，但还有12%的煤炭丢失率。②综放工艺造成一定的含矸率，给煤质管理和洗煤增加了困难。③放煤造成顶煤瓦斯涌出，往往造成瓦斯超限，所以高瓦斯地区综放有一定困难。④综放开采工作面后部增加一部运输机，因为支架后方空间较小，往往因为放出大块矸石而造成后运输机事故，管理难度较大。
　　4.2改进措施根据以上的问题，我们正在采取以下措施加以改进和完善：①考虑机组割煤采用更小的截深，由0. 6m改为0. 5m，这样可使放煤更加充分。②加强放煤管理，提高放煤人员素质和责任心，出现矸石时降低收缩插板速度。③加强通风管理，增加综放面供风量，改进综放面通风设计，同时安装支架放煤喷雾装置。④改进支架结构，选择更适合后部输送机的综放支架，使后部空间相对大些。
　　5结论1）综放工艺实现了高产高效生产，解决采掘衔接紧张的矛盾，但其煤炭丢失率大的问题使煤炭这种不可再生资源越来越缺乏。所以有条件的地方尽量采用一次采全高支架。
　　2）综放生产改善了工作面的支护状况，但瓦斯煤尘的威胁相对更大，需加强对这两个方面的管理，以免造成更大事故。
　　3）综采放顶煤是一个新兴事物，有许多优势，我们要在其优越性的基础上，逐步完善它，比如改进放顶煤支架和采煤参数，使其保留优点克服不足，更加适用于煤矿安全生产。
　　4）综采放顶煤必须有与之配套的设备，如采煤机组前、后输送机及乳化泵、喷雾泵等设备，这样才能发挥综放工艺的效能。
　　5）综放适用于松软煤层，厚度3m以上，而在同样地质条件下，1264面的综放与1268华北科技学院学报不适用于f>