復(fù)雜地質(zhì)條件薄煤層綜采工藝應(yīng)用研究

劉 峰張啟軍

（1.山東新陶陽礦業(yè)有限責(zé)任公司 山東 肥城 271600；2.山東鑫國能源集團(tuán)有限公司 山東 肥城 271600）

薄煤層綜采技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，以某礦兩個薄煤層工作面為例，對薄煤層綜采技術(shù)工藝進(jìn)行闡述。

1 工作面概況

3Ⅱ909工作面：走向長335m，傾斜長131.8m，煤層厚度平均1.3m，傾角12°，中部含一層粘土質(zhì)粉砂巖，平均厚度0.08m。上距煤3Ⅰ采空區(qū)平均7.6m。工作面直接頂為0.7m厚的粉砂巖。基本頂為6.3m厚的粉砂巖。直接底為0.7m厚的粉砂巖。

5101工作面：工作面為上行開采，上覆煤3和下伏的煤7、煤8、煤9和煤10Ⅱ均已回采。走向長232m，傾斜長平均106m。煤層厚度平均1.4m左右。直接頂為2.72m厚的細(xì)粉砂巖，基本頂為0.8m厚的泥灰?guī)r，其上為13m厚的粉砂巖。直接底為4.7m厚的細(xì)粉砂巖。

2 回采工藝選擇

炮采和高檔普采兩種工藝，炮采工作面單產(chǎn)一般在5000～7000噸，高檔普采工作面單產(chǎn)最高也只有1.4～1.6萬t,人員勞動強度大、材料消耗嚴(yán)重、人工效率極低；另外因薄煤層工作面空間小，人員活動不便，安全管理難度大。為提高薄煤層單產(chǎn)水平和安全系數(shù)，經(jīng)研究確定采用薄煤層綜采工藝。

3 三機(jī)配套設(shè)備選型

經(jīng)三機(jī)配套選型，確定設(shè)備及主要技術(shù)參數(shù)為：采煤機(jī)MG100／238-WD；中間架ZY2600/07/14；過渡架ZY2800/08/ 16；刮板輸送機(jī)SGZ630/150。

3.1 液壓支架：工作面配置ZY2600/07/14型掩護(hù)式液壓支架，采用了整體頂梁二柱支撐滿足了大伸縮的要求。

工作面液壓支架主要技術(shù)參數(shù)：支架型式為掩護(hù)式液壓支架；支架高度700-1400mm；中心距1500mm；支架初撐力2182kN；支架工作阻力(P=37.6MPa)2600kN；平均支護(hù)強度≥0.4MPa（最小值不得低于0.4MPa）；底板前端最大比壓≤1.6MPa；操縱方式為鄰架手動操縱；最大移架步距730mm；適應(yīng)傾角為橫向≤25°（配合防倒防滑裝置可達(dá)35°），縱向≤15°。

工作面過渡支架（ZYG2800/08/16型）主要技術(shù)參數(shù)：支架型式為掩護(hù)式液壓支架；支架高度800-1600mm；中心距1500mm；支架初撐力2182kN；支架工作阻力 (P=39.3MPa) 2800kN；操縱方式為鄰架手動操作；移架步距730mm；平均支護(hù)強度≥0.4MPa（最小值不得低于0.4MPa）；底板前端最大比壓≤1.6MPa；適應(yīng)傾角為橫向≤25°（配合防倒防滑裝置可達(dá)35°）,縱向≤15°。

3.2 采煤機(jī)：工作面選用MG100／238-WD型采煤機(jī)。

采高范圍0.85～1.29m；裝機(jī)功率100×2+15×2+4×2kW；牽引速度0～6～10m/min；牽引力270/162kN；機(jī)面高度610mm；過煤高度204mm；中部下切深度140mm；滾筒直徑850mm；截深730mm；鎬型齒強力滾筒。

3.3 刮板輸送機(jī)：工作面選用SGZ630/150型刮板輸送機(jī)。型號SGZ630/150；長度120米；輸送量250t/h；鏈速1.1m/s；驅(qū)動電機(jī)裝機(jī)功率2×75kW；刮板鏈型式為中雙鏈；鏈條規(guī)格22× 86-C扁平鏈；中部槽規(guī)格1500×590（內(nèi)寬）×190。

4 勞動組織

4.1 作業(yè)形式：“三八”制作業(yè)方式，兩班出煤，一班檢修并出煤。

4.2 采煤工藝過程：割煤—推架—移溜。

4.3 勞動組織：綜合工種，分段作業(yè)與追機(jī)作業(yè)相結(jié)合。

5 主要技術(shù)措施

5.1 因人員操作空間小，行動不便，為避免支架降架、拉架時壓傷、擠傷人員，工作面支架為鄰架操作，上架操作下架，且規(guī)定被操作支架下嚴(yán)禁有人，在所有支架操作閥組上安裝了閉鎖裝置，防止誤操作。

5.2 MG100／238-WD型采煤機(jī)采高范圍為850～1290mm，工作面采高變化范圍小，當(dāng)工作面遇斷層等需起頂起底或降頂降底時，需要嚴(yán)格控制采高，以確保采煤機(jī)可以順利通過。需要起頂起底時應(yīng)當(dāng)先起頂后起底，需降頂降底時應(yīng)當(dāng)先降底后降底。

5.3 工作面為傾斜長壁工作面仰斜推采時，支架頂梁必須有抬頭上仰的趨勢；俯斜推采時，支架頂梁必須有低頭下趴的趨勢；工作面現(xiàn)場必須配備好坡度規(guī)，發(fā)現(xiàn)不合格的支架及時采取措施進(jìn)行整改。

5.4 工作面需要振動爆破時，為避免爆破時矸石打壞支架，在支架頂梁下加裝液壓擋矸板，在連線后爆破前將擋矸板降下護(hù)住支架。擋矸機(jī)構(gòu)采用高強板焊接件與高分子材料擋矸板使用螺栓連接，在使用時，可通過螺栓適當(dāng)調(diào)節(jié)擋矸機(jī)構(gòu)的長度，以保證擋矸的效果。在工作面高度足夠不需要爆破時，可拆除擋矸機(jī)構(gòu)以增加過機(jī)空間。

5.5 因MG100／238-WD型采煤機(jī)過煤高度僅為204 mm，故過斷層振動爆破時為避免大塊矸石通過采煤機(jī)卡住輸送機(jī)，應(yīng)在爆破前將采煤機(jī)停在爆破地點以上靠輸送機(jī)機(jī)尾地段。為增加采煤機(jī)大底的過煤高度，將工作面刮板輸送機(jī)的鏈條22×86mm設(shè)計為扁平鏈，降低了鏈條立環(huán)的高度，在一定程度上增加了采煤機(jī)的過煤空間。

6 應(yīng)用效果

采用高檔普采時，同類工作面單月最高產(chǎn)原煤1.6萬噸，而采用綜采后，平均月產(chǎn)原煤2.8萬噸，最高3.5萬噸，經(jīng)濟(jì)效益有了顯著的提高。