千米深井薄煤層開采高采高效成套技術

程弋

摘 要：文章介紹了朱集東礦薄煤層開采的情況，分析了千米深井薄煤層開采技術的組成和意義。

關鍵詞：千米深井；薄煤層開采；高產高效；成套技術

1 薄煤層工作面礦壓規律研究

1.1 薄煤層開采工藝介紹

（1）采煤方法：走向長壁（或傾斜長壁）后退式一次采全高綜合機械化采煤法，自然垮落法管理采空區頂板。（2）回采層位和采高確定：工作面嚴格跟11-2煤層頂板回采，采高控制在1.7～1.9m。（3）工藝流程：打三角煤→割煤→移架→推移刮板輸送機→斜切進刀。采用綜合工種分段接力追機作業方式。

1.2 朱集東礦薄煤層工作面礦壓規律研究

1.2.1 工作面礦壓規律研究。工作面安裝了液壓支架壓力監測系統。通過對工作面礦壓顯現數據的觀測和分析，摸清了11槽煤層采煤工作面礦壓顯現規律。11槽工作面老頂初次來壓步距一般在35～40m，周期來壓步距13～15m。在回采距離為200m與工作面長度相等時，工作面礦壓顯現最為劇烈。

1.2.2 工作面兩巷礦壓規律研究。通過設點觀測巷道頂底板移近量和兩幫位移量，我們得出：工作面回采40m左右時，兩幫及頂底變形速度都比較大，在40m左右時，老頂垮落，此時巷道變形速度增大；工作面兩巷超前壓力影響在100m范圍；在距工作面-60～60m（負值為留巷時）范圍內巷道變形較嚴重，其中以底鼓最為嚴重，占頂底移近量的80%以上。

2 薄煤層工作面過構造復雜區域的快速推進技術

2.1 過斷層等地質復雜區域施工方法

（1）在工作面斷層一盤影響地段未揭露前一段距離時，適當破頂或破底，降低斷層落差造成的上盤、下盤回采位置差。（2）過斷層等地質復雜區域時，盡量少截割堅硬巖層為原則，進行破頂或割底，少割砂巖，多割泥巖，加快推進速度。（3）斷層未揭露前，調整采面偽傾斜使斷層與采面的夾角變小或垂直，減少斷層的大面積揭露，降低應力集中和對頂板完整性的破壞程度，提高頂板的穩定性。

2.2 構造復雜區域頂板控制和管理

（1）過斷層影響區域頂板破碎時，堅持帶壓擦頂移架或間隔移架方式。在移架過程中要堅持少降快拉，減少支架反復對頂板的支撐，降低對頂板的破壞。（2）調整采面偽傾斜，使構造與采面夾角減小，減少斷層揭露長度，降低構造地段應力集中，盡量確保頂板的完整性。（3）構造復雜區域嚴格控制采高，確保支架對頂板的支撐效果。（4）斷層影響區域及時拉超前架維護頂板，防止煤壁片幫、頂板掉頂，減少頂板的長時間暴露和壓力超前轉移。（5）斷層影響區域及時架設傾向或走向棚子控制頂板，斷層影響區域頂板破碎時，提前聯金屬網加強支護。

2.3 過斷層期間主要設備管理

2.3.1 液壓支架管理：（1）合理控制采高，嚴禁超高使用，最大支撐高度不得大于2.4m。（2）液壓支架要接頂嚴實，保證液壓支架的接頂效果，確保支架初撐力不低于規定。（3）加強支架的檢修，嚴禁出現跑、冒、滴、漏現象。（4）根據斷層的變化情況及時調整液壓支架，嚴禁出現倒架、咬架、擠架現象。

2.3.2 工作面運輸機管理：（1）工作面刮板運輸機要保持平直，根

據斷層上下盤的變化情況，及時調整運輸機。（2）斷層影響區域必須保證運輸機超前，嚴禁退后。

2.3.3 煤機的管理：（1）及時更換損壞的截齒和齒座；（2）盡量避免直接截割堅硬巖層，必要時采用放松動炮方法。

2.4 過斷層期間工程質量管理

施工過程中必須嚴格按預先制定的方案和措施施工，嚴把質量關卡；每天召開專題會議，對工作面回采中存在的問題進行分析，并制定能夠具有可操作性、針對性的措施。

3 留巷工作面快速充填技術

3.1 充填泵的選型改進

采用遠距離、大功率充填泵進行留巷充填，由初期的德國充填泵改進為國產泵，并利用充填泵進行接力充填，從而實現了遠距離、大功率充填。

3.2 充填材料的輸送改進

初期采用無極繩絞車運輸，人工裝卸，速度較慢，特別是工作面回采初期，運輸距離長，制約工作面生產。1112（1）和1121（1）工作面采用管狀皮帶機輸送充填料，配合使用拆包機，實現了充填材料輸送的機械化、快速化。缺點是管狀皮帶機維護困難，受巷道條件限制。

4 薄煤層保護層煤與瓦斯共采技術

4.1 多種瓦斯治理模式的嘗試

朱集東礦11槽工作面采用了多種方式進行瓦斯綜合治理，不僅解決了本煤層瓦斯抽采的問題，同時對被保護層13槽卸壓瓦斯進行了抽采，實現了煤與瓦斯共采的目標。先后采用以下幾種瓦斯治理模式：（1）順層鉆孔預抽11-2煤層瓦斯、地面鉆井抽采瓦斯、底抽巷和留巷段傾向穿層鉆孔抽采13-1煤層卸壓瓦斯、高位鉆場頂板走向鉆孔抽采瓦斯。（2）順層鉆孔預抽11-2煤層瓦斯、地面鉆井抽采瓦斯、軌順頂抽巷和留巷段傾向穿層鉆孔抽采13-1煤層卸壓瓦斯。（3）順層鉆孔預抽11-2煤層瓦斯、地面鉆井抽采瓦斯、運順頂抽巷和留巷段傾向穿層鉆孔抽采13-1煤層卸壓瓦斯。（4）順層鉆孔預抽11-2煤層瓦斯、地面鉆井抽采瓦斯、上隅角埋管抽采、上順槽頂板巷封閉抽采瓦斯。

4.2 通風方式的轉變

通風方式由Y型通風，向U型通風方式進行轉變。

5 薄煤層開采機電設備配套與改進

5.1 薄煤層工作面設備配套見下表

工作面設備配套為：液壓支架ZZ7000/13/26，工作阻力7000KN；采煤機SL300型（德國），滾筒直徑1500mm，功率1138kW；鏈板機SGZ900/2×525型，功率1050kW；轉載機SZZ800/315，功率315kW；破碎機PCM200，功率200kW；皮帶機DSJ120/160/3*315；乳化泵BRW400/31.5。

5.2 工作面設備改進

根據設備使用中存在的問題，先后主要進行了以下幾方面的升級改造：（1）煤機齒軌的改進，由鍛造改為鑄造，增加了齒軌的穩定性。（2）工作面鏈板機中部槽由普通溜槽升級為整鑄中部槽，加焊耐磨層，減少了溜槽損壞、更換對生產的影響。（3）轉載機電機的升級，由250kW升級為315kW，提高了轉載機工作能力。（4）對工作面鏈板機磨損嚴重的刮板進行加焊修復，再次投入使用，降低了成本。