急傾斜綜采采煤方法及工藝設計研究

葉旭

【摘 要】內蒙古烏仁都西煤礦設計批復先期為露天開采，后期為井工開采。現煤層開采至+1555m標高，結合生產實際，經開采成本經濟論證，再往下開采，煤層剝采比較大，成本較高，經濟效益較差。該礦+1555m以下變更為井工開采方式。但是該礦煤層傾角大，因此進行大傾角綜采采煤方法和采煤工藝的研究極其重要。

【關鍵詞】急傾斜；煤層；采煤方法；開采工藝

中圖分類號： TD82 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）03-0239-002

Study on Method and Technology Design of Sharp Inclined Fully Mechanized Mining

YE Xu

（China Coal Engineering Group Chongqing Design and Research Institute Co.， Ltd.， Chongqing 400000， China）

【Abstract】The design approval of Wurendui West coal mine in Inner Mongolia is open-pit mining at the early stage and underground mining at the later stage. Coal mining is now +1555 m elevation， combined with the actual production， the cost of economic feasibility studies， further down the mining， mining stripping larger， higher cost， poor economic efficiency. The mine + 1555m following the change to the underground mining methods. However， due to the large dip angle of the seam， it is extremely important to study the coal mining method and coal mining technology at high dip angle.

【Key words】Steep slope； Coal seam； Coal mining method； Mining technology

1 煤層賦存情況

本礦區位于桌子山背斜的東翼，受區域構造控制，本區煤系地層呈單斜構造，井田的煤層賦存區所含煤組自上而下編號為2、3、4、5、6號共5個煤組，煤層賦存穩定，屬中厚煤層及厚煤層，井田內煤層傾角45°～60°。

2煤組含4層煤及數層煤線，2-2上煤層為可采煤層，平均厚2.64m。3煤組含4層煤及數層煤線，可采煤層為3-1、3-3上兩層，3-1煤層平均厚6.55m，3-3上煤層平均厚3.71m。4煤組含3層煤及數層煤線，可采煤層為4-1、4-2、4-3三層，4-1煤層平均3.33m。4-2煤層平均厚2.34m， 4-3煤層平均厚2.44m。5煤組：含5煤層，煤層厚度平均厚4.98m。6煤組含6煤層，平均厚8.02m。

煤層頂底板巖性以泥巖、砂質泥巖為主，次為砂巖。本礦為瓦斯礦井，煤塵按有爆炸危險性設計，煤層按容易自燃設計。

2 研究技術背景

四川華鎣山廣能集團嘉華機械有限責任公司，歷經30年，發展成為從事開發、生產大傾角、急傾斜綜采液壓支架、端頭支架及開采技術的專業性公司，位于四川廣安華鎣市。該公司研究、開發、生產的，具有自主知識產權的ZJ系列支撐掩護式液壓支架及端頭支架，填補了支護產品國內空白，成功解決了40°～65°急傾斜煤層綜合機械化開采存在的巨大困難，通過國家科技成果鑒定，技術水平為國際領先 、國內先進。產品研發生產通過ISO9001：2000國際質量管理體系認證，取得國家煤安認證。

3 采煤方法

（1）4m以下煤層（2-2上、3-3上、4-1、4-2、4-3）采用急傾斜綜采，該采煤方法采用液壓支架支護頂板，支護強度高，支架易于操作，工作環境好，效率高，產量大，但設備投資較大，操作人員技術水平要求高。

四川廣能集團綠水洞煤礦在1997年開始進行大傾角綜采試驗（煤層傾角在35°～52o之間），經過兩年的試驗于1999年取得圓滿成功，該項目經專家評定，其技術“國內領先，國際先進”，并因技術含量高獲四川省科技進步一等獎。目前大傾角綜采在全國推廣，在黑龍江雙鴨山礦業集團，攀枝花集團花山煤礦等進行了成功運用。急傾斜綜采采煤機及液壓支架屬四川廣能集團嘉華公司專利產品，在項目實施時須廠家根據煤層的實際賦存狀況進行專門設計，并派專業技術人員培訓支架的使用與工作面的管理，使之達到正常生產。

急傾斜綜采工作面主要設備布置如圖1所示。

（2）4m及以上煤層（3-1、5、6煤層）采用急傾斜綜采放頂煤采煤法，該采煤方法適用于急傾斜厚煤層的開采，回風順槽沿煤層底板布置，運輸順槽沿煤層頂板布置，運輸順槽布置在煤層頂板，工作面接近下運輸順槽段，工作面傾角逐步減緩，降低工作面下部支架之間相互作用力，防止工作面下部的支架倒架，便于工作面下部支架的管理，急傾斜綜放采煤工作面布置示意圖如2所示。采用綜采放頂煤采煤法，機械化程度高，回收率高，產量大，安全可靠。甘肅華亭煤業集團東峽煤礦已成功利用該采煤方法。

4 采煤工藝

采用走向長壁后退式綜合機械化采煤方法，采煤機采用斜切進刀方式。工作面一次性采全高。采煤機向下割煤（上行收浮煤），割穿風巷、機巷煤幫。由于工作面傾角較大，煤落后會自動往下溜，此時刮板輸送機能起到緩沖煤炭下溜的作用。

工作面支護設備為急傾斜支撐掩護式液壓支架，支架之間相互作用，形成一個整體，移架時，架子通過頂底板的反作用力和液壓支架的整體支撐力固定，支架與支架之間通過架間液壓調節器控制，防止下滑，一架接一架的完成，上架控制下架進行鄰架操作。

5 急傾斜綜采配套設備應用研究主要特點

安全可靠：支架之間設置擋矸裝置、人行梯步的設計，每隔5架安設架間推拉擋矸門，架間擋矸裝置平時均處于擋矸狀態；割煤時，擋矸板提前于前滾筒打開，待后滾筒經過后立即關閉；架間擋矸板人員通過時打開，經過后關閉。上、下出口管理全部采用端頭液壓支架，降低了上下出口頂板的安全風險。

機械化程度高：綜采液壓支架、下端頭液壓支架配合使用，對工作面配套設備整體防倒防滑效果顯著；頂板支護、設備推移為一體，全部實現液壓控制，效率高、速度快，降低勞動強度。設備之間協調性好，設備檢修少，開機率高，工作面生產能力有保障。

防倒、防滑措施：工作面下端頭使用組合端頭支架，反向支撐工作面液壓支架，有效防止端頭支架傾斜或歪倒。

6 工作面設備選型

按照采高范圍、煤層傾角、頂底板類別，綜采工作面選擇滾筒式采煤機及其配套設備。但是由于該礦煤層厚度變化較大，一套設備難以滿足煤層賦存條件要求，因此設計考慮中厚煤層設備和厚煤層設備，為降低初期投資成本，設計配備投產時生產設備，今后揭露厚煤層厚，按煤層賦存條件，大于4m的煤層采用放頂煤開采。

【參考文獻】

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