薄煤層安全高效開采技術(shù)的應(yīng)用

寧武廷

【摘 要】雞西礦業(yè)集團(tuán)公司東海煤礦在平均厚度0.9m的薄煤層采用高檔普采技術(shù)。該礦引進(jìn)新裝備，在開采技術(shù)上創(chuàng)新，改進(jìn)回采工藝，提高單產(chǎn)水平，實(shí)現(xiàn)了薄煤層安全高效。

【關(guān)鍵詞】薄煤層；高檔普采；安全高效

0.前言

東海煤礦位于黑龍江省雞東縣東海鎮(zhèn)境內(nèi)，于1958年建礦，后經(jīng)過3次技術(shù)改造，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬t/a，核定生產(chǎn)能力125萬t/a。由于該礦中厚煤層已基本采完，剩余可采儲(chǔ)量薄煤層占82%，所以薄煤層安全高效勢(shì)在必行。多年來薄煤層一直采用炮采或高檔普采，單產(chǎn)水平低、開采效益差，月產(chǎn)量一直在1.0-2.0萬t。為了提高薄煤層單產(chǎn)水平，對(duì)薄煤層高檔普采的配套設(shè)備、回采工藝進(jìn)行研究，并進(jìn)行科學(xué)、合理的選擇，實(shí)現(xiàn)了薄煤層高檔普采安全高效開采。在東海煤礦六采區(qū)193隊(duì)薄煤層采煤工作面實(shí)現(xiàn)了平均月產(chǎn)3.6萬t，最高月產(chǎn)4.3萬t，最高日產(chǎn)1900t的好成績(jī)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.工作面概況

193隊(duì)采煤工作面位于六采區(qū)34#上層左二路，傾角15～19°，采高0.8-1.0m，平均采高0.9m，工作面長(zhǎng)145m，走向可采長(zhǎng)430m，可采儲(chǔ)量8.4萬t，采深640-650m。該區(qū)34#上煤層為城子河組中部煤層，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，偽頂為頁(yè)巖，厚0.2m，直接頂為細(xì)砂巖，厚度1.59m，底板為細(xì)砂巖及煤頁(yè)巖。34#上煤層本身瓦斯含量不大，但上覆32#煤層瓦斯含量較大，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響。工作面通風(fēng)方式采用“Y”型通風(fēng)方式。運(yùn)輸方式為煤由工作面刮板機(jī)運(yùn)至下巷，經(jīng)1臺(tái)轉(zhuǎn)載刮板運(yùn)輸機(jī)，3臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至采區(qū)煤倉(cāng)。

2.配套設(shè)備

2.1采煤機(jī)

選用MGl32/310W型采煤機(jī)，該采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力300t/h，采高范圍0.85-1.55m，滾筒直徑0.83m，截深0.8m，滾筒轉(zhuǎn)速84r/min，牽引速度0-5m/min，牽引方式為無鏈牽引，最小臥底量60mm，過煤高度220mm，最大牽引力22t，液壓系統(tǒng)最大工作壓強(qiáng)14MPa，電壓為1140V，機(jī)面高度720mm，自身重量13.5t。

2.2刮板輸送機(jī)

選用SGW-150C型刮板輸送機(jī)，設(shè)計(jì)出廠長(zhǎng)度200m，輸送量250t/h，裝機(jī)功率2×75kW，刮板鏈速0.868m/s。

3.采煤方法及工藝特點(diǎn)

3.1截深

根據(jù)34#上煤層賦存、煤質(zhì)及頂板特征，同時(shí)考慮到采煤機(jī)和輸送機(jī)的裝機(jī)功率及生產(chǎn)運(yùn)輸能力、支護(hù)方式等因素，通過科學(xué)論證，確定截深為800mm。

3.2采煤機(jī)割煤速度

采煤機(jī)的割煤速度應(yīng)與刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力相適應(yīng)，結(jié)合采面翻打支柱速度、運(yùn)輸巷皮帶運(yùn)輸能力，確定采煤機(jī)的割煤速度為4-5m/min。

3.3采煤機(jī)進(jìn)刀及割煤方式

采煤機(jī)進(jìn)刀方式為斜切進(jìn)刀，自開切口，割煤方式為單向割煤。為保證采煤機(jī)能自開切口，充分發(fā)揮效能，運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷要有足夠的寬度，斷面增加到6.7m2，使工作面輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾盡量延伸到兩巷內(nèi)，以保證采煤機(jī)滾筒能割透上下煤壁。根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，機(jī)頭、機(jī)尾應(yīng)伸出采面兩端各1m左右。

3.4回采工藝

煤層開采采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，全部垮落法管理頂板，高檔昔采采煤工藝，工作面參數(shù)見表1。作業(yè)形式為分段平行作業(yè)，端頭進(jìn)刀，單向割煤，上行割煤，下行裝煤。

工作面采用SGW-150C型刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，采用單體液壓支柱配合木頂帽及長(zhǎng)鋼梁支護(hù)頂板，工作面采用“見四回一”支護(hù)方式，柱排距為0.6m×0.8m，工作面作業(yè)方式采用“四六”制，即三班生產(chǎn)、一班檢修，循環(huán)進(jìn)度為0.8m，生產(chǎn)班一般控制在3-4刀煤。下巷采用錨網(wǎng)、鋼帶、錨索及碼矸石墻進(jìn)行沿空留巷。

4.安全高效開采的其它技術(shù)保障

4.1兩巷支護(hù)

工作面運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷均采用錨桿、鋼帶支護(hù)，有效改善了巷道維護(hù)狀況，確保巷道斷面完好，同時(shí)簡(jiǎn)化了采煤工作面端頭支護(hù)和超前支護(hù)工藝，端頭支護(hù)采用“四對(duì)八梁”，超前支護(hù)采用25m雙排單體液壓支柱，保證安全生產(chǎn)，為工作面快速推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)安全高效開采提供了保障。

4.2優(yōu)化工作面設(shè)計(jì)

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，在工作面長(zhǎng)度確定上，通過對(duì)工作面所選設(shè)備性能、打柱與采煤機(jī)牽引速度、工作面運(yùn)輸機(jī)的合理工作長(zhǎng)度和員工操作熟練程度進(jìn)行深入分析，在34#上煤層設(shè)計(jì)中將工作面長(zhǎng)度優(yōu)化為145m。

4.3下巷沿空留巷

沿空留巷由過去的架木棚改為采用錨桿、鋼帶、錨索、錨網(wǎng)及3m石墻，工作面往后打單體柱雙排45m，躲開兩次動(dòng)壓，保證了巷道的可靠性，成功地進(jìn)行了沿空留巷。下巷沿空留巷，提高了煤炭回收率，而且降低了巷道掘進(jìn)率，保證了開采的接續(xù)，以滿足安全高效的要求。

4.4主要保障措施

（1）堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)。

（2）嚴(yán)格工程質(zhì)量，特別是工作面支護(hù)質(zhì)量。

（3）加強(qiáng)設(shè)備檢修和保養(yǎng)，實(shí)行設(shè)備包機(jī)制。

（4）強(qiáng)化隊(duì)伍建設(shè)，提高員工素質(zhì)。

5.效益分析

5.1直接效益

東海煤礦綜合噸煤成本120元/t，售價(jià)200元/t，4月份193隊(duì)開采34#上薄煤層產(chǎn)量4.3萬t，而以前相同地質(zhì)條件下薄煤層最高月產(chǎn)1.7萬t；1個(gè)月多出原煤2.6萬t，原煤工效由原來的5.23t/工提高到10.25t/工，多創(chuàng)產(chǎn)值341萬元，多創(chuàng)效益208萬元。全礦煤質(zhì)提高502J，噸煤增加2.4元/t，全礦增收102萬元。

5.2間接效益和社會(huì)效益

（1）東海煤礦核定能力125萬t，現(xiàn)月產(chǎn)量一般在10萬t，3個(gè)采煤隊(duì)保證全礦井產(chǎn)量。按照過去開采薄煤層的經(jīng)驗(yàn)，必須有4個(gè)采煤隊(duì)開采薄煤層、1個(gè)采煤隊(duì)開采中厚煤層，即5個(gè)采煤隊(duì)才能保證礦井規(guī)模。這樣增加2個(gè)采煤隊(duì)，人員增加320人，3個(gè)采隊(duì)與5個(gè)采隊(duì)成本對(duì)比，噸煤成本下降了16.85元，每月可節(jié)約成本168.5萬元。

（2）實(shí)現(xiàn)了礦井的安全高效，加快了薄煤層的開采速度，解決了東海煤礦長(zhǎng)期以來中厚煤層效率高、薄煤層效率低的問題。同時(shí)使采掘布局更加合理，加大了薄煤層開采的力度和范圍，延長(zhǎng)了礦井的服務(wù)年限。

（3）為薄煤層開采開辟了一條可行的技術(shù)途徑，為集團(tuán)公司薄煤層開采提供了成功經(jīng)驗(yàn)。