大截深短面薄煤層高產高效開采技術研究

郭榮柯，李小靜，杜朝陽，王豐陽，艾彥華

(1.平禹煤電公司一礦， 河南 禹州市 461670； 2.河南省禹州市煤炭局鈞都設計院， 河南 禹州市 461670)

平禹煤電公司一礦位于禹州市龍屯鎮，是個水文地質極其復雜的老礦井，主采二1、二3煤，其中二3煤層平均厚度為1.2～2.3 m，煤層結構簡單，無夾矸，回采區域內煤層穩定，局部有起伏，對后期回采影響不大。但該礦受村莊壓煤較多，一部分煤田采用條帶開采，二3煤在回采過程中存在單產水平低、噸煤工效低等瓶頸問題，為此在開采二3煤層的過程中提高單產水平，降低勞動力、合理設置回采率尤為重要。

1 工程概況

平禹煤電公司一礦井田范圍條帶布置二3煤綜采工作面，二3-15010綜采工作面位于五采區下山東翼第1個工作面，該工作面北臨未開采區域，南部是技改井未開采區域，東臨南水北調運河保護煤柱，西臨五采區軌道下山保護煤柱。二3-15010綜采工作面標高-217～-169 m，地面標高+128～+138 m。可采走向長780 m，傾斜長91.5 m，煤厚1.6～2.0 m，平均煤厚1.8 m。二3-15010綜采工作面采用走向長壁后退式綜合機械化采煤，采用壓支架支護頂板，全部跨落法管理頂板。采煤機雙向割煤，綜采工作面煤壁割煤落入刮板輸送機運輸，綜采工作面的架間、機頭、機尾及輸送機的浮煤靠人工裝至輸送機運走。刮板輸送機與膠帶輸送機之間使用轉載機進行轉載運輸出煤。

2 高產高效開采技術

2.1 提高單刀工作效率

按照綜采工作面進刀方式為端頭斜切進刀，其程序為：

（1）采煤機向下（上）割透端頭煤壁；

（2）按上（下）推移刮板輸送機，及時依次順序移架，移架滯后采煤機的距離不大于15 m，將兩個滾筒上下位置調換，向上（下）進刀，通過15 m的彎曲段至25 m處，使得采煤機達到正常截割深度。頂板破碎段及時采用帶壓移架，移架步距0.8 m，滯后采煤機至少12 m將運輸機移向煤壁，并保證運輸機彎曲段長度不小于15 m，按要求推移刮板輸送機至平直狀態；

（3）將兩個滾筒上下位置調換，向下（上）割三角煤至割透端頭煤壁；

（4）割完三角煤以后，將兩個滾筒的上下位置調換，采煤機空機返回，進入正常割煤狀態。

2.2 綜采工作面采煤機升級改進

增大采煤工作面的采煤機截深，采煤機滾筒的截深由600 mm增加到800 mm，通過對采煤機截深的加大，使回采過程中采煤機能夠更深地對煤壁割煤（見圖1），提高單刀產量，穩定回采率。由于截深加大，快速拉移支架可以有效地把工作面頂板壓力甩進采空區，減少煤墻側承載力，有效控制綜采工作面頂板來壓及兩巷動壓。

圖1 采煤機構造

2.3 液壓支架推溜千斤頂升級改造

該礦自使用綜采工藝以來，液壓支架推溜行程一直為600 mm，造成采煤機截深與液壓支架推溜距離不能匹配，通過升級改造，支架推溜千斤頂的推進行程量由原來的600 mm增加到700～900 mm，這樣可以實現煤機截深與推移運輸機行程達到一致，有利于回采進尺的加大（見圖2）。

圖2 推溜千斤頂行程（單位：mm）

2.4 液壓自移電纜單軌吊

通過參觀學習、實地考察，選用液壓自移電纜單軌吊，由原來的“吊掛式”絞車拉移或人工拉移單軌吊升級改造為“液壓自移式”液管與電纜分層吊掛。使巷道內管路布置不僅整齊、美觀，還避免了高壓膠管的振動對電纜干涉影響。液壓自移式單軌吊效果顯著、操作方便靈活，極大地減輕了工人的勞動強度，不僅可以吊掛電纜，還可吊掛乳化液高壓膠管和水管。簡化勞動工序，減少了電纜的占用空間與電纜的移動次數，避免了人工拖動電纜。

3 結論

通過采用短面薄煤層高產高效開采技術，工作面推進速度快，單產水平高，材料成本低，優化了勞動組織，月產量最高達7萬t，真正實現了高產高效回采，值得推廣及應用。

（1）通過升級改造采煤機滾筒截齒，使得采煤機單刀推進深度得到提高，單刀產量也隨之提升,合理優化了正規循環率,為礦井安全高效生產夯實堅定的基礎。

（2）短面薄煤層高產高效開采技術縮短了回采時間，解決了單產水平低、兩巷來壓大、職工勞動強度負荷大、噸煤工效低等問題，在開采工藝方面取得了實質性的效果，大大緩解了采掘接替緊張的局面。有效地提升了礦井整體產量及經濟效益，使礦井綠色環保開采邁上新的起點，實現了安全高效及可持續發展。