潘北礦急傾斜厚煤層綜采技術研究

徐 魁

（安徽理工大學能源與安全學院 安徽 淮南 232001）

1 開采試驗基本條件

1.1 試驗工作面的地質條件與生產條件

試驗工作面12128綜采工作面位于西一采區8煤層第一階段，西邊界WF1斷層保護煤柱線邊界，東邊界為-490m西翼軌道石門以西180m，回采上限標高為-380～-405m，回采下限標高為-455～-490m，工作面走向長為870m左右，工作面傾斜長為130m左右，煤層厚度為2.1-3.8m，平均煤厚2.5m；屬單一結構中厚煤層，煤層直接頂板為砂質粘土巖，厚度8.3m左右，深灰色，較致密，性較硬。老頂為中細粒砂巖，厚度3.6m左右，灰白色，厚層狀，性堅硬，頂板類型為II類2級。直接底為粘土巖，厚度2.3m左右，灰色泥質結構，塊狀性較軟，老底為細砂巖，厚2.2m左右，灰白色薄層狀性硬。

煤層傾角：從勘探資料分析本工作面傾角在30～41°，左右，由東向西逐漸增大，在WE5斷層以東，煤層傾角在35°左右，在WE5斷層以西，煤層傾角在40°左右。由于受WF5斷層的影響，沿工作面走向方向角度最大在15°左右。

其它開采技術條件：

1）瓦斯：相對瓦斯涌出量：5m3／t，瓦斯絕對涌出量為 5.2 3m3／min。2）最大涌水量：9.0m3／h。 正常涌水量：3.Om3／h。

3）煤層自燃發火傾向：煤層有自燃發火期傾向，煤的自燃發火期為1-3個月。

4）煤塵爆炸性：煤塵具有爆炸危險性，煤塵爆炸指數39.93%。

1.2 工作面主要設備配置

液壓支架 ZZ64000/18/38（中部） ZZG64000/18/38（過渡）

鄭州煤礦機械集團股份有限公司

采煤機 MG450/1020-QWD 天地科技股份有限公司上海分公司

刮板機 SGZ800/1050淮南長臂煤礦機械有限公司

轉載機 SZZ800/250中煤張家口煤礦機械有限公司

皮帶機 DSJ100/120/2*200淮南凱盛重工煤礦機械有限公司

1.3 生產工藝

1.3.1 采煤方法

該工作面采用單一走向長壁一次采全高采煤法。

1.3.2 工藝流程

打三角煤→割煤→移架→推移刮板輸送機→斜切進刀。

1.3.3 落煤、裝煤及運煤方式

工作面采用MG450/1020-QWD型采煤機割煤，其主要技術參數為：截深0.8m，采高2.0～4.0m。采煤機的割煤方式為雙向割煤，在上下順槽端頭斜切式進刀，，煤機往返一次進兩刀。煤機割落的煤直接利用煤機的滾筒螺旋葉片進行主裝煤，刮板運輸機鏟煤板和人工進行輔助裝煤。

該工作面使用SGZ800/1050刮板運輸機將采落的煤炭運至下順槽和工作面的接口處，在下順槽接口處安裝了SZZ800/250型順槽橋式轉載機、煤經橋式轉載機上的破碎機粉碎后，再由DSJ100/120/2*200帶式輸送機將煤運出工作面。

1.3.4 工作面支護

1）支護方式：支護方式為及時支護。采煤機前滾筒割煤后立即用伸縮梁護住頂板，后滾筒割煤后用護幫板護住煤幫，采用帶壓移架，少降快拉。

2）操作方式：鄰架操作。移架時先收回側護板，爾后略降支架，邊拉架邊收伸縮梁，移夠步距后立即升架支護頂板，打出護幫板護緊煤幫。

3）移架順序：移架采用分段順序作業，按順序移架。

1.3.5 作業方式

采用“三八制”作業制度，即每天三班作業，其中兩個班生產，一個班檢修，每班工作8小時。

2 井下工業性試驗

2.1 地面設備配套、組裝及調試試驗情況

2.1.1 2009年11月1日開始，結束日期：2009年11月9日，共計9天，主要完成三機設備配套方面的尺寸的檢查和連接尺寸的檢查。由淮南煤業集團生產部裝備管理中心、安裝工程分公司和潘北礦等部門進行了驗收。

2.1.2 井下工作面安裝調試：開始日期：2009年11月12日，結束日期：2009年12月5日，由淮南煤業集團生產部裝備管理中心、安裝工程分公司和潘北礦等部門進行了驗收。

2.1.3 井下工業性試驗

12128綜采工作面工業性試驗從2010年元月1日正式，到8月底共推進319m，產煤27.0859萬噸；其中最高日產4955噸，平均日產1603噸，最高月產102319噸，平均月產45143噸；試驗中工作面設備未出現重大問題，取得了良好的經濟和社會效益。

2.2 工作面推進情況

第一個月（元月份）工作31天，工作面沒有斷層，推進較快，上順槽推進134m，下順槽推進146m，采煤102319噸。

4月份下半月開始工作15天，工作面出現斷層，其中8#-34#破底厚0.5～1.0米，57#-70#平均破底2m。上順槽推進68.8m，下順槽推進81m，采煤52615噸。

5月份工作31天，52#至70#處于過斷層狀態，破底均厚2.6m。上順槽推進26.8m，下順槽推進25.4m，采煤26177噸。

6月份工作30天，工作面50#至70#處于過斷層狀態，其中50#至55#、63#至70#全巖。上順槽推進14.6m，下順槽推進14.2m，采煤28003噸。

7月份工作31天，工作面45#至70#處于過斷層狀態，45#至58#破底均厚1.50m，59#至70#全巖破底均厚2.6m。上順槽推進34.4m，下順槽推進31.5m，采煤30200噸。

8月份工作31天，工作面43#至46#破底均厚1.5m、47#至68#全巖破底均厚2.9m。上順槽推進30.8m，下順槽推進29.2m，采煤31545噸。

設備運行情況：在工作面正常采煤期間，設備運行基本正常。試生產初期個別支架的液控先導閥出現了堵塞現象，在乳化液質量采取措施后，問題得到了解決。

表1 工業性試驗期間主要技術經濟指標表

3 總結、評價

經過半年多的井下使用，支架使用狀況良好，其中，工作面最高月產量達到102319噸，最高日產量達到4955噸。相對于炮采，工作面安全事故減少，且多創造了75840520元的經濟收入，為礦井帶來了直接的經濟效益。

截止到目前，因液壓支架故障造成工作面停機的次數基本沒有，系統各環節運轉正常，未出現設備之間相互干涉等不匹配的現象，液壓支架較好地滿足了急傾斜綜采工作面生產的需要，實現了安全、高效、可靠的預期試驗目標，取得了較好的技術經濟效益和社會效益。

實踐證明ZZ64000/18/38型中部液壓支架、ZZG64000/18/38型過渡液壓支架和MG450/1020-QWD型割煤機、SGZ800/1050型刮板輸送機的配套選型正確，支架防倒防滑和安全防護裝置設計合理，性能完善，能適應急傾斜煤層綜合機械化采煤的要求。特別是液壓支架防倒防滑和安全防護裝置的應用，為急傾斜工作面綜合機械化采煤支護系統的穩定和安全提供了可靠的物質保障，為今后大傾角支護裝備布置和安全防護裝置的設計提供了一些典型范。