西銘礦43108工作面采煤工藝分析與研究

李少偉

(山西焦煤西山煤電股份有限公司西銘礦，山西 太原 030024)

1 前言

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，煤炭行業(yè)也逐步發(fā)展，并引入機械化采煤工藝。機械化采煤工藝的普遍應用，提升了采煤的工作效率，也加強了采煤工作的安全性[1～3]。本文在借鑒傳統(tǒng)采煤工藝經(jīng)驗的基礎上，以采煤工作面的開采條件為依據(jù)，對西山煤電股份有限公司西銘礦43108工作面的采煤工藝進行探索和研究[4～5]。

2 工作面地質(zhì)概況

2.1 43108工作面概況

西山煤電股份有限公司西銘礦43108工作面位于馬矢山村以東，婁煩灘進風井以北，大腦上村以西，隨老母斷層以南。工作面中北部有大河溝由南西向北東穿過。采煤工作面覆有厚度在121～328m的蓋山，平均厚度為220m。該工作面的井下位置為西十一采區(qū)的右翼，1152大巷的北部，實煤區(qū)位于東部，43106工作面位于西部，已經(jīng)回采，北為西銘礦的礦界。該面上覆2#煤32901、32902、32903、32904、32905、32906工作面已回采，北部局部為小窯所采。2#煤與3#煤層之間間距9～17m，平均12.15m左右。其工作面主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

2.2 煤層賦存狀況

43108工作面所采3#下煤層結(jié)構(gòu)復雜，有0～0.7m厚度的頁巖，炭質(zhì)頁巖夾雜在局部地段的上部，相對比較破碎，其間厚度范圍為1.30～2.80m，平均厚度約為2.37m。工作面南東部煤層變薄為1.3m左右。煤層賦存基本參數(shù)如表2所示，其頂?shù)装宓膸r性特征如表3所示。

表1 工作面主要技術(shù)參數(shù)

表2 煤層賦存基本參數(shù)

煤質(zhì)牌號為瘦煤，主要用途為動力用煤、民用煤和配焦用煤。3#煤的煤質(zhì)特征如表4所示。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

43108工作面總體以單斜為主，煤層走向為南東～北東，煤層傾角范圍在2°～8°，局部發(fā)育有短軸背向斜構(gòu)造；在工作面的切眼處存在一向斜構(gòu)造X1，其軸向為北東方向，傾伏為南西方向，該構(gòu)造的兩翼的傾角為2°～6°，平均為4°；停采線附近為一窟窿構(gòu)造，傾角3°左右。根據(jù)對上層覆蓋面2#煤的回采狀況以及3#煤的掘進進度資料的分析得知，回采過程中將會遇到對回采工作產(chǎn)生一定影響的10條斷層，其中以F3130斷層的影響程度為最大。受上覆2#煤層及相鄰43106工作面采動影響，回采工作面存在部分頂板節(jié)理發(fā)育程度較大的地段，在斷層附近體現(xiàn)比較明顯，破碎易冒落，煤壁的兩幫易發(fā)生片幫，影響回采工作的進行。上覆2#煤工作面回采及該工作面掘進期間尚未發(fā)現(xiàn)陷落柱，預計回采期間揭露陷落柱的可能性不大。

表3 煤層頂?shù)装逄卣鞅?/p>

表4 3#煤煤質(zhì)特征表

2.4 水文地質(zhì)

43108工作面中北部地表有大河溝由南西向北東流經(jīng)，溝底與3#煤層間距121m；溝谷呈現(xiàn)出季節(jié)性，在雨季會有水，工作面回采過后，溝底會有大量裂隙出現(xiàn)，進而開始向工作面滲水，影響到回采工作。預估涌水量在20～25m3/h范圍內(nèi)波動，最大時期可達50m3/h。

2.5 其它地質(zhì)條件

①瓦斯：預估計工作面的絕對瓦斯涌出量為8m3/min。②煤塵的爆炸指數(shù)為20.14%，具備有爆炸性。③煤的自燃：煤自燃傾向性的級別為Ⅲ級，屬于不容易發(fā)生自燃級別。④地溫：8℃～9℃。⑤地壓：受上覆2#煤采掘影響，局部地段壓力較大。

3 工作面基本參數(shù)及巷道布置

(1)單軌吊巷。在43108工作面的東側(cè)挖掘有長度為1 358m、矩形斷面的單軌吊巷，其凈寬度和凈高度為3.8m×2.8m，掘進斷面的面積為10.64m2。采用三花型錨桿布置在巷道的兩幫，上排錨桿與頂板之間的距離為0.5m，錨桿間、排距為1.5m×0.8m；巷道頂部錨桿呈均勻布置，錨桿間、排距為0.8m×0.75m，并垂直于巷道頂板；單軌吊巷在運料的同時兼作回風巷道。

(2)皮帶巷。在43108工作面的西側(cè)挖掘有長度為1 552m、矩形斷面的皮帶巷，其凈寬度和凈高度為3.8m×2.6m，掘進斷面的面積為9.88m2。采用三花型錨桿布置在巷道的兩幫，上排錨桿與頂板之間的距離為0.5m，錨桿間、排距為1.5m×0.8m。巷道頂部錨桿以0.8m的間距、0.75m的排距均勻布置，并垂直于巷道頂板。皮帶巷在運煤的同時兼作進風巷道。

(3)切眼。位于43108工作面北側(cè)，工作面長184m，在切眼內(nèi)安裝采煤機械設施和支架設備。

4 采煤方式

依據(jù)所采煤層的厚度，加之采煤機及支架設備的參數(shù)，確定采煤工藝選用走向長壁后退式綜合機械化采煤，另選用全部垮落法來進行頂板的管理。采高確定：工作面頂、底板煤層同步開采，采高范圍在1.6～2.6m，平均為2.37m。采用跟頂留底的開采方式開采煤層厚度大于2.6m的工作面，并制定防滅火措施。

4.1 工藝流程

43108工作面的采煤工藝流程如圖1所示。

圖1 43108工作面采煤工藝流程圖

(1)割煤。選用電牽引采煤機，型號為MG250/600- AWD，割煤方式為雙向穿梭式。采煤機的截深為0.8m，選用雙向割煤，進刀位置在距離機頭(或機尾)25～30m內(nèi)，進刀方式為斜切，故往返一次將割煤兩刀，每割一刀作為一個循環(huán)。

(2)裝煤。割下的煤裝入采煤機的螺旋滾筒內(nèi)，然后由刮板輸送機輸出。

(3)運煤。工作面輸出的煤由刮板輸送機運出，型號為SGZ- 764/400型。

(4)移架。移架順序為在采煤機后滾筒位置隔開3～5架開始移動，在移架過程中注意觀察頂板狀況，若出現(xiàn)頂板比較破碎或者地質(zhì)構(gòu)造導致的不完

整，或者頂板壓力過大時，則要在采煤機前滾筒的后面提前或者及時進行移架；若煤壁比較柔軟，片幫易出現(xiàn)隱患時，也需提前移架。

(5)移溜。溜子的推移使用液壓支架的推移千斤頂，推移起始位置選在采煤機后滾筒不小于12～15m處，推移的步距為0.8m，在彎曲段則不得小于15m。

(6)清掃浮煤。浮煤的清掃主要靠人工鐵楸，將浮煤攉入刮板輸送機。

(7)拉移轉(zhuǎn)載機。在一個循環(huán)過后拉移一次破碎機和轉(zhuǎn)載機，用1#、 2#、3#支架同時對轉(zhuǎn)載機進行頂移。

4.2 頂板管理與支護方法

(1)頂板管理方式。工作面選用全部垮落法對頂板進行管理，移除完支架，頂板會自行垮落。

(2)支護方法。選用液壓支架對頂板進行支護，型號為ZY5000/12/28型。液壓支架要緊貼頂板，產(chǎn)生初撐力，規(guī)定初撐力值為24MPa。

(3)單軌吊巷超前及兩端頭支護。選用單體液壓支柱對巷道進行支護，型號為DW31.5- 250/110，同樣選用單體液壓支柱對皮帶巷道進行支護，型號為DW28- 250/110。

5 結(jié)語

通過對西山煤電股份有限公司西銘礦43108工作面的地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存情況等條件的分析與研究，對43108工作面的采煤工藝進行詳細論述，進一步認識到綜合機械化采煤工藝的優(yōu)越性，實現(xiàn)煤礦的高產(chǎn)高效和安全生產(chǎn)，為同類煤礦的開采工藝提供經(jīng)驗參考。

[參考文獻]

[1] 李海龍.山西霍爾辛赫煤礦3207工作面綜采技術(shù)的應用研究[J].山西能源學院學報,2017,30(2):27-29.

[2] 劉 杰.煤炭井下采煤技術(shù)及工藝選擇研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化,2017,(5):74-75,114.

[3] 徐柏林.傾斜煤層走向長壁后退式采煤法的三防措施[J].煤炭技術(shù),2009,28(7):103.

[4] 張傳和.急傾斜煤層走向長壁后退式采煤方法的應用與探討[J].化工之友,2007，(1):20.

[5] 劉德峰.8729(2)工作面采煤工藝的適用性分析[J].山東煤炭科技,2017，(9):67-68.