水城縣長銀煤礦采煤工藝設(shè)計(jì)

陳強(qiáng)文

（貴州正合礦產(chǎn)咨詢服務(wù)有限公司 貴州省貴陽市 550001）

1 礦井概況

1.1 可采煤層及煤類

水城縣長銀煤礦可采煤層7層，煤層編號分別為C14、C15、C16、C17、C18、C19、C29 共 7 層，其中 C16、C17 煤層為大部可采煤層，其它煤層均為全區(qū)可采煤層，煤層結(jié)構(gòu)較簡單。C14煤層平均厚度1.76m；C15煤層平均厚度3.77m；C16煤層平均厚度1.62m；C17煤層平均厚度2.55m；C18煤層平均厚度1.78m；C19煤層平均厚度1.74m；C29煤層平均厚度1.21m，井田內(nèi)開采煤層屬薄-厚煤層，煤類主要為焦煤、其次為1/3焦煤、肥煤。

表1 主要可采煤層特征表

1.2 煤層頂?shù)装鍘r性

C14煤層直接頂板為粉砂質(zhì)泥巖、粉沙巖，直接底板為泥巖；C15煤層直接頂板為粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉沙巖，直接底板為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖；C16煤層直接頂板為黑色泥巖、含炭質(zhì)泥巖、粉砂巖，直接底板為黑色泥巖、含炭質(zhì)泥巖；C17煤層直接頂板為黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，底板為粘土巖或細(xì)砂巖；C18煤層直接頂板為黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，底板為粘土巖或細(xì)砂巖；C19煤層直接頂板為粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖，直接底板為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖；C29煤層直接頂板為泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，直接底板為粘土巖、炭質(zhì)泥巖。

煤層頂?shù)装鍘r性多為粉砂質(zhì)泥巖、粉沙巖、泥巖、粘土巖及炭質(zhì)泥巖。頂?shù)装鍡l件較差，易底鼓及垮落。

1.3 礦井地質(zhì)構(gòu)造情況

井田位于墮卻背斜南東傾沒端，呈一倒轉(zhuǎn)單斜構(gòu)造，由二疊系中統(tǒng)棲霞組和中三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組構(gòu)成，地層走向北西，傾向北東，傾角75～85°，平均80°。井田范圍內(nèi)及附近主要有南北向斷層1條，北西向斷層1條，東西向斷層2條。其次井田內(nèi)還發(fā)育有斷距小于5m的多條斷層，可采煤層主要賦存于龍?zhí)督M中，總體上保存較好。井田的構(gòu)造復(fù)雜程度為中等類型。

2 采煤工藝

根據(jù)上述煤層的開采條件，礦井的采煤方法采用偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法，繩鋸式落煤工藝，全部垮落法管理頂板。

繩鋸式落煤工藝：在工作面上下端回風(fēng)平巷和超前平巷中，各安裝一臺絞車（JD-2.5型），絞車帶動一條牽引鋼絲繩，鋼絲繩經(jīng)過導(dǎo)向輪與鋸繩連接，鋸繩上每隔1～1.5m裝有一個(gè)鋸齒，絞車帶動牽引繩使鋸繩緊壓煤壁，作上下往返運(yùn)行，鋸齒隨即在煤壁上拉出一個(gè)溝槽，隨著溝槽的加深，煤層在礦山壓力的作用下，自行脫落沿工作面下滑，經(jīng)溜煤小眼至工作面運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)外運(yùn)。隨著工作面的前進(jìn)，不斷移動工作面上下兩端的導(dǎo)向輪和拉緊牽引繩，使鋸繩緊壓在煤壁上，工作面推進(jìn)一定距離后，移動絞車，然后繼續(xù)回采，采用柔性掩護(hù)支架支護(hù)。

（1）上下順槽絞車安設(shè)位置：距工作面30m外的位置，即位于超前開切眼的后面。

（2）鋼絲繩選型：牽引鋼絲繩的規(guī)格為6×19，直徑為18.8mm的鋼絲繩，鋼絲繩上每間隔1～1.5m安裝一個(gè)鋸齒，因?yàn)楸镜V煤層相對較厚，選用鋸齒直徑為300mm。

（3）絞車運(yùn)行速度：割煤時(shí)的速度為5m/min，最大不超過10m/min。

（4）導(dǎo)向滑輪：導(dǎo)向輪用錨桿或錨索及圓環(huán)鏈固定在頂板上，導(dǎo)向輪距工作面上下出繩點(diǎn)4m，距離頂板的距離為0.5m。

（5）長銀煤礦煤層較厚、頂?shù)装鍡l件差，在繩鋸式落煤工藝的基礎(chǔ)上結(jié)合偽斜柔性掩護(hù)支架采煤法的優(yōu)勢，采取下列措施：

①工作面采用柔性掩護(hù)支架支護(hù)，采用“八”字型掩架，掩架位于繩鋸的上面，有效防止回采過程中因無支護(hù)而產(chǎn)生的冒頂。

②長銀煤礦可采煤層厚度變化較大，由薄煤層至厚煤層，所以在開采不同類別的煤層時(shí)需及時(shí)更換掩架。

③工作面正常回采時(shí)，為無人工作面，當(dāng)工作面局部冒頂需人工進(jìn)入工作面進(jìn)行處理時(shí)，必須停止采煤，搭設(shè)行人梯步進(jìn)入。

④設(shè)計(jì)靠近采面10m范圍內(nèi)采用單體支柱及鉸接頂梁雙排抬棚加強(qiáng)支護(hù)，10～20m范圍內(nèi)采用單體支柱及鉸接頂梁單排抬棚加強(qiáng)支護(hù)。

（6）為了解決工作面片幫或落煤產(chǎn)生的煤體沿工作面傾斜方向加速向下滑落砸傷工作人員和砸壞設(shè)備、以及工作面下滑煤炭可能堵塞下出口的問題，長銀煤礦在采煤工藝上采取如下技術(shù)處理措施：

①設(shè)計(jì)采煤工作面采用俯偽斜方式布置，初鋸時(shí)先割工作面上端，使工作面逐步偽斜成45°，工作面煤矸沿煤壁自溜，減少了工作面飛矸對設(shè)備及人員的威脅。

②為防止工作面堵塞，在工作面運(yùn)輸平巷中以45°傾角，施工一防堵措施眼，防堵措施眼位于工作面的下部，防堵措施眼下出口位于運(yùn)輸平巷中，超前工作面切眼20m左右。

③工作面下巷采取人工預(yù)留通風(fēng)道，每間隔7m留一個(gè)通風(fēng)、溜煤小眼，通風(fēng)、溜煤小眼寬2.0m，保證有4個(gè)通風(fēng)口。

3 防斷繩措施

（1）由于鋼絲繩與煤壁的擠壓摩擦磨損較大，必須對鋼絲繩的磨損情況每班進(jìn)行檢查，防止斷繩影響生產(chǎn)及斷繩傷人。

（2）割煤期間，上下巷絞車前嚴(yán)禁有人作業(yè)，防止斷繩傷人。

（3）上下巷絞車同時(shí)工作，絞車工操作必須協(xié)調(diào)一致，上下巷必須設(shè)電話和可靠的聲、光信號裝置。

（4）在上下巷鋼繩上標(biāo)出刻度，每1.2m為一個(gè)，按0、1、2、3…標(biāo)出，上下巷移動滑輪時(shí)，必須按相同的刻度移動。

（5）為防止卡繩卡鋸，繩鋸在正常狀況下應(yīng)拉緊拉直，緊貼煤壁，在移動上下導(dǎo)向滑輪或檢修時(shí)，需松繩處理，完后必須將繩子拉直卡緊，工作面發(fā)生片幫時(shí)，必須及時(shí)拉緊鋼絲繩，防止出現(xiàn)卡繩卡鋸。

（6）發(fā)生卡鋸時(shí)，應(yīng)按逆行方向牽引繩鋸，必須慢速牽引，將繩鋸拉到上巷或下巷，更換成小規(guī)格的繩鋸，如斷繩時(shí)，在上巷出口用麻繩通過工作面下滑至下巷進(jìn)行繩鋸安裝。

圖1 采煤方法示意圖

4 結(jié)論

繩鋸式采煤工藝是實(shí)現(xiàn)急傾斜煤層機(jī)械化開采的有效途徑，提高了工作面單產(chǎn)（是炮采工藝的2～3倍）及采區(qū)回采率，降低了噸煤成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯、安全性高，已成為目前我省急傾斜煤層開采的主要工藝。