復雜地質條件薄煤層綜采工藝應用研究

劉 峰張啟軍

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

薄煤層綜采技術應用越來越廣泛，以某礦兩個薄煤層工作面為例，對薄煤層綜采技術工藝進行闡述。

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°，中部含一層粘土質粉砂巖，平均厚度0.08m。上距煤3Ⅰ采空區平均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厚的細粉砂巖，基本頂為0.8m厚的泥灰巖，其上為13m厚的粉砂巖。直接底為4.7m厚的細粉砂巖。

2 回采工藝選擇

炮采和高檔普采兩種工藝，炮采工作面單產一般在5000～7000噸，高檔普采工作面單產最高也只有1.4～1.6萬t,人員勞動強度大、材料消耗嚴重、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。為提高薄煤層單產水平和安全系數，經研究確定采用薄煤層綜采工藝。

3 三機配套設備選型

經三機配套選型，確定設備及主要技術參數為：采煤機MG100／238-WD；中間架ZY2600/07/14；過渡架ZY2800/08/ 16；刮板輸送機SGZ630/150。

3.1 液壓支架：工作面配置ZY2600/07/14型掩護式液壓支架，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參數：支架型式為掩護式液壓支架；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；適應傾角為橫向≤25°（配合防倒防滑裝置可達35°），縱向≤15°。

工作面過渡支架（ZYG2800/08/16型）主要技術參數：支架型式為掩護式液壓支架；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；適應傾角為橫向≤25°（配合防倒防滑裝置可達35°）,縱向≤15°。

3.2 采煤機：工作面選用MG100／238-WD型采煤機。

采高范圍0.85～1.29m；裝機功率100×2+15×2+4×2kW；牽引速度0～6～10m/min；牽引力270/162kN；機面高度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：工作面選用SGZ630/150型刮板輸送機。型號SGZ630/150；長度120米；輸送量250t/h；鏈速1.1m/s；驅動電機裝機功率2×75kW；刮板鏈型式為中雙鏈；鏈條規格22× 86-C扁平鏈；中部槽規格1500×590（內寬）×190。

4 勞動組織

4.1 作業形式：“三八”制作業方式，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，分段作業與追機作業相結合。

5 主要技術措施

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，且規定被操作支架下嚴禁有人，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型采煤機采高范圍為850～1290mm，工作面采高變化范圍小，當工作面遇斷層等需起頂起底或降頂降底時，需要嚴格控制采高，以確保采煤機可以順利通過。需要起頂起底時應當先起頂后起底，需降頂降底時應當先降底后降底。

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；工作面現場必須配備好坡度規，發現不合格的支架及時采取措施進行整改。

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住支架。擋矸機構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，可通過螺栓適當調節擋矸機構的長度，以保證擋矸的效果。在工作面高度足夠不需要爆破時，可拆除擋矸機構以增加過機空間。

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

6 應用效果

采用高檔普采時，同類工作面單月最高產原煤1.6萬噸，而采用綜采后，平均月產原煤2.8萬噸，最高3.5萬噸，經濟效益有了顯著的提高。