綜采放頂煤開(kāi)采在謝橋煤礦的應(yīng)用與發(fā)展定稿06.05.16

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1、傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！ 綜采放頂煤開(kāi)采在謝橋煤礦的應(yīng)用與發(fā)展 吳定洲 *曾 鋒 （淮南礦業(yè)集團(tuán)謝橋煤礦 安徽 潁上 236221） [摘 要] 本礦在集團(tuán)公司率先在C13-1煤層突破“三軟”高瓦斯的禁區(qū)，實(shí)驗(yàn)綜采放頂煤開(kāi)采方法，成功開(kāi)采了13個(gè)綜放面，產(chǎn)量，效率，效益，安全等方面取得了不斷提高的效果，為我礦及集團(tuán)公司開(kāi)采C13-1煤層開(kāi)辟了一條新的途徑。本文主要是在概述本礦應(yīng)用綜采放頂煤技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)總結(jié)、分析了九年來(lái)綜采放頂煤的技術(shù)成果，提出了綜采放頂煤技術(shù)需要解決的一些問(wèn)題及建議，為進(jìn)一步優(yōu)化綜采放頂煤技術(shù)提供一定的依據(jù)。 [關(guān)

2、鍵詞] “三軟”煤層 綜放技術(shù) 實(shí)踐與認(rèn)識(shí) 問(wèn)題及建議 １　綜采放頂煤開(kāi)采基本情況 自97年6月，本礦在集團(tuán)公司率先在C13-1煤層突破“三軟”高瓦斯的禁區(qū)，試用第一套放頂煤綜采設(shè)備起，至目前止，已經(jīng)將近八年。八年來(lái)，在設(shè)備配套改進(jìn)，放頂煤工藝改革，優(yōu)化采區(qū)巷道布置，改進(jìn)瓦斯抽放方法與系統(tǒng)，工作面滅塵系統(tǒng)，防止煤層自燃，提高回收率，以及綜放生產(chǎn)技術(shù)措施與管理辦法配套等方面，進(jìn)行了一系列科研，試驗(yàn)，技術(shù)改造工作，產(chǎn)量，效率，效益，安全等方面相應(yīng)地取得了不斷提高的效果，逐步形成了一整套適合本礦地質(zhì)條件下的綜采放頂煤技術(shù)，也為綜采放頂煤技術(shù)在集團(tuán)公司的應(yīng)用與推廣積累了經(jīng)驗(yàn)。九年來(lái)

3、，開(kāi)采了13個(gè)綜放面，生產(chǎn)原煤1524萬(wàn)噸，工作面最高年產(chǎn)180萬(wàn)噸，最高月產(chǎn)23.6萬(wàn)噸，其間在2001年建成集團(tuán)公司第一個(gè)150萬(wàn)噸綜采隊(duì)。這樣的成績(jī)，在國(guó)內(nèi)類(lèi)似復(fù)雜地質(zhì)條件下，尚不多見(jiàn)。 2 地質(zhì)條件及其適應(yīng)性 10 / 13 所采C13-1煤層，厚度1.93∽8.28m，平均厚5.2m，煤層傾角8∽16，平均13，普氏硬度f(wàn)=0.35∽1.71，煤層厚度變異系數(shù)24％，煤層可采指數(shù)100％，煤厚以大于4.5m的厚度段為主，約占總數(shù)的63%，其次為3.5∽4.5m的厚度段，約占總數(shù)的25%，該煤層穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，通常發(fā)育1∽2層炭質(zhì)泥巖或泥巖夾矸。煤層頂板以泥巖，砂

4、質(zhì)泥巖為主，厚度介于3∽4m左右，老頂則多為中、細(xì)砂巖，底板以泥巖與砂質(zhì)泥巖為主，局部為粉細(xì)砂巖。屬“三軟”較薄厚煤層。 實(shí)踐證明，C13-1煤層地質(zhì)條件適合綜采放頂煤開(kāi)采。第一, C13-1煤層和直接頂易冒落，采用綜采放頂煤開(kāi)采，既能保證頂煤的冒落，也避免直接頂破碎難管理的問(wèn)題。第二，綜采放頂煤適應(yīng)性強(qiáng)。C13-1煤層工作面經(jīng)常遇到落差小于5m的斷層，尤其當(dāng)煤層頂板被斷層切割,而底板尚未破壞的情況下,采用一次采全高綜采放頂煤沿底板開(kāi)采就可以解決分層開(kāi)采的困難。本礦綜放面開(kāi)采過(guò)程中能很順利地通過(guò)落差3m左右的斷層，其中通過(guò)的最大斷層落差達(dá)5m。 3 工作面設(shè)備總體配套設(shè)計(jì)與選

5、型 3.1 工作面設(shè)備總體配套的基本思路 采用綜放開(kāi)采技術(shù)之初，機(jī)電設(shè)備故障率高及可靠性差，嚴(yán)重制約著工作面生產(chǎn)。為進(jìn)一步提高本礦綜放工作面的整體裝備水平和工作面的生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)礦井高度集中生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，根據(jù)謝橋礦技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，結(jié)合謝橋礦已有綜放開(kāi)采的技術(shù)和裝備，在工作面設(shè)備選型和總體配套過(guò)程中遵循技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備精良、系統(tǒng)完備和性能優(yōu)異、 國(guó)產(chǎn)為主的基本原則，對(duì)本礦綜采放頂煤工作面設(shè)備配套進(jìn)行了逐步優(yōu)化（見(jiàn)表1），提高了綜放面的生產(chǎn)水平。 表1：謝橋煤礦綜放工作面設(shè)備配套一覽表 序號(hào) 設(shè)備 名稱(chēng) 1997年 2001年 2003年 設(shè)備型號(hào)

6、主要參數(shù) 設(shè)備型號(hào) 主要參數(shù) 設(shè)備型號(hào) 主要參數(shù) 1 采煤機(jī) MG200/500-WD Vmax=8.4m/min MG-200/475-W Vmax=6.7m/min MG300/700-WD Vmax=8.4m/min 2 端頭 支架 ZPT8750/17/32 ZFHG5100/18/28 ZFG6200/18/28 3 中間架 ZFS4400/17/32 ZF4000/17/27 ZFS5200/18/28HL 4 前部運(yùn)輸機(jī) SGZ-730/400 Q=900t/h SGZ-764/500 Q=1000

7、t/h SGZ－800/800 Q=1800t/h 5 后部運(yùn)輸機(jī) SGZ-730/400 Q=900t/h SGZ-764/500 Q=1000t/h SGZ－800/800 Q=1800t/h 6 轉(zhuǎn)載機(jī) SZZ-764/160 Q=800t/h SZZ-764/160 Q=800t/h SZZ－800/315 Q=1800t/h 7 破碎機(jī) PCM200 Q=2200t/h 8 膠帶運(yùn)輸機(jī) SSJ-1000/220 Q=800t/h SSJ-1000/220 Q=800t/h SSJ－1200/500 Q=13

8、00t/h 9 乳化 液泵 DRB200/31.5B Q=200L/min DRB200/31.5B Q=200L/min BRW-400/31.5 Q=400L/min 10 主要饋電開(kāi)關(guān) KBZ-400 QJZ-300 KBZ-400 QJZ-300 KE3002組合開(kāi)關(guān) 11 控制 系統(tǒng) CK-2 CK-2 KJ-50 12 電壓 等級(jí) 工作面 1140V 工作面 1140V 工作面 3300V 3.2 最新配套設(shè)備主要參數(shù)及其關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新特點(diǎn) 3.2.1 采煤機(jī) 采煤機(jī)是綜

9、采設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備，本礦以前使用的采煤機(jī)，裝機(jī)功率小，電控系統(tǒng)穩(wěn)定性差，供電電壓偏低，不能適應(yīng)斷層等復(fù)雜地質(zhì)條件和生產(chǎn)發(fā)展的要求，為此，遼源煤礦機(jī)械廠(chǎng)與淮南礦業(yè)集團(tuán)合作開(kāi)發(fā)出MG 300/700 —WD型采煤機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)：裝機(jī)總功率700kW，牽引速度0∽8.4m/min，截深800mm。采用機(jī)載變頻電牽引技術(shù)，裝備有現(xiàn)代化、高效的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及遙控裝置。 3.2.2 液壓支架 放頂煤液壓支架型號(hào)為ZFS5200/18/28HL低位放頂煤支架；主要技術(shù)參數(shù)為：初撐力： 4640kN，工作阻力：5200kN，支護(hù)強(qiáng)度：0.66 mPa。其關(guān)鍵技術(shù)與主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)： （1）采用正四連

10、桿低位放頂煤架型 ； （2）采用整體頂梁結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)側(cè)護(hù)板，前探梁為內(nèi)伸縮式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)頂煤的全封閉控制； （3）采用雙回路環(huán)形、大流量閥供液系統(tǒng)，提高移架速度。 （4） 支架頂梁前方、尾梁安裝噴嘴實(shí)現(xiàn)移架、放煤時(shí)自動(dòng)噴霧等綜合降塵技術(shù)，控制工作面的粉塵濃度。 3.2.3 前后部運(yùn)輸機(jī) 前后部運(yùn)輸機(jī)型號(hào)為SGZ－800/800型整體鑄焊封底式溜槽刮板運(yùn)輸機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)：輸送能力為1800t/h,內(nèi)槽寬800mm，裝機(jī)功率2 X400kW,電壓3300V，電機(jī)平行布置，端卸卸載方式。 刮板運(yùn)輸機(jī)關(guān)鍵技術(shù)與主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)：液壓緊鏈裝置、高強(qiáng)度圓環(huán)鏈、限矩摩擦聯(lián)軸器、雙速電機(jī)軟起動(dòng)等

11、技術(shù)，大大提高了輸送機(jī)的可靠性。 3.2.4 自移轉(zhuǎn)載機(jī) 轉(zhuǎn)載機(jī)型號(hào)為SZZ800/315型自移式轉(zhuǎn)載機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)：輸送能力1800t/h,裝機(jī)功率315kW。其關(guān)鍵技術(shù)與主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)：采用雙速電機(jī)軟起動(dòng)、液壓緊鏈裝置，采用了整體構(gòu)架邁步自移機(jī)構(gòu)，提高了工效。 3.2.5 順槽膠帶運(yùn)輸機(jī) 膠帶輸送機(jī)型號(hào)為可伸縮式SSJ1200/2 X250帶式輸送機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)：輸送能力1300t/h,輸送距離2000m,帶速3.15m/s，膠帶寬1200mm。其關(guān)鍵技術(shù)與主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)： 采用調(diào)速型液力偶合器軟啟動(dòng)系統(tǒng)，采用膠帶自動(dòng)張緊、多層儲(chǔ)存膠帶等技術(shù)，提高了皮帶的可

12、靠性及運(yùn)輸能力。 3.2.6 工作面控制系統(tǒng)和主要開(kāi)關(guān) KJ-50型PROMOS監(jiān)控系統(tǒng)，其特點(diǎn)：拆裝方便，整套系統(tǒng)都采用了隔爆插接結(jié)構(gòu)，功能齊全，性能可靠。 KE3002組合開(kāi)關(guān)，其特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)緊湊，芯體式模塊集動(dòng)力饋電、換向、保護(hù)為一體，拔插簡(jiǎn)便快速，安裝維修方便。 4 瓦斯治理技術(shù) 隨著設(shè)備可靠性和現(xiàn)場(chǎng)管理水平的提高，產(chǎn)量的提升，瓦斯絕對(duì)涌出量增大，制約生產(chǎn)的矛盾已由當(dāng)初的頂板管理、機(jī)電設(shè)備技術(shù)，轉(zhuǎn)為瓦斯治理技術(shù)，如1151（3）工作面瓦斯涌出量最大已達(dá)到65m3/min。瓦斯治理也由風(fēng)排為主，變?yōu)橐猿闉橹鳌⒁猿槎óa(chǎn)，1151（3）工作面60%的瓦斯就是靠抽采釋放。

13、 本礦成功運(yùn)用的抽采方法有：順層鉆孔，頂板走向鉆孔，上隅角采空區(qū)埋管，回風(fēng)巷穿層孔，高抽巷，保護(hù)層工作面開(kāi)采、地面鉆井抽采技術(shù)，目前，礦正在實(shí)施底板抽采巷穿層預(yù)抽瓦斯技術(shù)。 為了防止工作面機(jī)尾及上隅角的瓦斯局部積聚。工作面上順槽及時(shí)收作 ，用膠絲袋裝煤充填，減少上隅角瓦斯涌出；上隅角處吊掛風(fēng)帳，以降低上隅角瓦斯?jié)舛取? 另外，隨著綜放開(kāi)采強(qiáng)度的增大，瓦斯的絕對(duì)涌出量也將相對(duì)增加，在一定程度上必將增大防治瓦斯工作的難度。 5 防滅火、防塵技術(shù) 防滅火是綜放開(kāi)采的一個(gè)技術(shù)難題，1121（3）首采綜放面回采至855m時(shí)，遇一較大的地質(zhì)異常區(qū)，由于推進(jìn)速度緩慢，采空區(qū)自燃發(fā)火

14、，被迫封閉火區(qū)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。綜放工作面易發(fā)生自燃的位置為兩巷、停采線(xiàn)附近及地質(zhì)異常區(qū)。綜放開(kāi)采的兩巷及開(kāi)切眼沿煤層底板掘進(jìn)，巷道冒頂片幫的機(jī)率增加，易于形成高冒區(qū)，發(fā)生自燃，防止巷道自燃的主要手段就是加強(qiáng)掘進(jìn)期間頂板管理，防止形成高冒區(qū)，以及對(duì)高冒區(qū)進(jìn)行防火處理。綜放工作面回采期間防止自燃發(fā)火的一條重要措施就是加快工作面推進(jìn)速度，謝橋礦綜放面的推進(jìn)速度正常達(dá)每月120米及以上，大于80米/月的理論下限值。對(duì)于停采線(xiàn)防止自燃的主要手段是快速將工作面綜機(jī)設(shè)備撤除，及時(shí)封閉采空區(qū)，我們經(jīng)常采用的防滅火措施還有均壓通風(fēng)技術(shù)，向采空區(qū)及高冒區(qū)注黃泥漿、馬力散、凝膠、MEA高分子防滅火材料、注氮?dú)?/p>

15、，噴如鋼、艾格勞尼阻化劑技術(shù)等。經(jīng)過(guò)多年不懈的努力，我們已經(jīng)基本摸清了謝橋礦防滅火的規(guī)律，滿(mǎn)足了綜放開(kāi)采的需要。 謝橋礦在防塵工作中除采用常規(guī)的轉(zhuǎn)載點(diǎn)及移架放煤自動(dòng)噴霧，煤機(jī)內(nèi)外噴霧，還實(shí)驗(yàn)了煤層注水降塵、煤機(jī)二次負(fù)壓降塵技術(shù)。 6 合理確定工作面參數(shù)，改進(jìn)兩巷支護(hù)技術(shù) 6.1 工作面參數(shù) 合理確定工作面長(zhǎng)度是確保實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，原設(shè)計(jì)工作面長(zhǎng)度為150m，隨著綜采設(shè)備生產(chǎn)能力的增大及綜采管理水平的提高，將工作面長(zhǎng)增加到180m～240m，這樣的面長(zhǎng)既能保證防火對(duì)推進(jìn)度的要求，又有利于高效集中生產(chǎn)。高產(chǎn)高效工作面的走向長(zhǎng)度一般在2000m以上，美國(guó)一個(gè)綜采工作面的長(zhǎng)

16、度達(dá)4000m以上，謝橋礦受地質(zhì)條件及原采區(qū)設(shè)計(jì)的制約，工作面走向長(zhǎng)度一般在1500m以上。 6.2 改進(jìn)兩巷支護(hù)技術(shù) 原順槽內(nèi)采用11#礦用工字鋼梯形棚或直腿半圓拱三節(jié)29U型鋼可縮性支架支護(hù)，超前回采工作面回撤工字鋼或U型棚，改木棚挑工字鋼的端頭支護(hù)不僅回撤、支護(hù)工作量大，影響正規(guī)循環(huán)時(shí)間，而且不安全隱患多，已明顯地成為制約綜放生產(chǎn)的因素。為此，從2000年起，本礦把改進(jìn)兩巷支護(hù)為一場(chǎng)“支護(hù)革命”來(lái)開(kāi)展，聘請(qǐng)了中國(guó)礦大兩名專(zhuān)家指導(dǎo)，工程技術(shù)人員邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐，由易到難，在C13-1煤層支護(hù)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)很大突破，從順槽小斷面到開(kāi)切眼大斷面，以及順槽沿空掘巷都成功實(shí)施了錨網(wǎng)支護(hù)，大大促進(jìn)了綜

17、放技術(shù)的發(fā)展。 7 放煤工藝 7.1 采放比 一般控制割煤高度在2.5m，放煤厚度2.7m左右，采放比1︰1.08。 7.2 放煤步距 放煤步距是影響工作面回采率與含矸率的重要因素，放煤步距太大，頂板方向的矸石將先于采空區(qū)后方的煤到達(dá)放煤口，迫使放煤口關(guān)閉，增大脊背煤損，放煤步距太小，采空區(qū)后方的矸石先于上部頂煤到達(dá)放煤口，使部分上部頂煤被截止在采空區(qū)，對(duì)C13-1較薄厚煤層來(lái)說(shuō)，根據(jù)1121(3)綜放面工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們選擇小步距放煤，即一刀一放。 7.3 放煤方式 在多輪順序，單輪順序，單輪間隔三種主要放煤方式中，由于頂煤較薄，單輪即可放完，單

18、輪順序與單輪間隔相比，在提高回收率，降低含矸率方面效果不大，同時(shí)單輪順序工人易掌握，易操作，故我們選擇單輪順序放煤方式。 另外，采用一刀一放單輪間隔放煤工藝時(shí)，還應(yīng)配合及時(shí)帶壓擦頂移架護(hù)幫護(hù)頂，輕擺尾梁放煤，才能取得最佳回采效果。 8 需改進(jìn)與加強(qiáng)管理的問(wèn)題與建議 8.1 煤炭灰份超標(biāo) 由于C13-1煤層屬“三軟”較薄厚煤層，采用現(xiàn)有的重型支架綜放工藝割煤高度一般必須保持2.5m，則頂煤煤厚大多情況下不足2.5m。大量現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)和相似模擬實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)綜放頂煤厚度小于2.5∽3.0m時(shí)，在頂煤放落過(guò)程中呈類(lèi)似偽頂無(wú)規(guī)則冒落狀態(tài)，因此將增加控制頂煤運(yùn)動(dòng)的困難，造成煤矸混合帶厚度加

19、大，使放頂煤開(kāi)采的回采率降低，含矸率增加，本礦 綜放面正?；夭蓵r(shí)原煤灰份在33%以上，不能適應(yīng)市場(chǎng)要求。如何降低煤炭灰份，需進(jìn)一步探索。 8.2 工作面煤塵、瓦斯防治技術(shù)需進(jìn)一步研究 謝橋礦在防塵，瓦斯防治上進(jìn)行了大量卓有成效的工作，但還不能滿(mǎn)足高產(chǎn)高效的生產(chǎn)需求，必須在堅(jiān)持和完善現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，積極研究新的煤塵、瓦斯防治技術(shù)。 8.3 地溫的對(duì)生產(chǎn)的影響日顯突出 隨著開(kāi)采深度，地溫越來(lái)越高，加之綜放面裝機(jī)功率增大，設(shè)備產(chǎn)生的熱量增加，造成工作面及上順槽溫度時(shí)常超標(biāo)，以1151（3）工作面為例，夏季上順槽溫度始終接近30℃，冬季溫度也在26℃以上，給職工工作和身

20、體健康造成很大不利。 8.4 沿空掘巷支護(hù)技術(shù)與高產(chǎn)高效要求不適應(yīng) 無(wú)論是U型棚支護(hù)還是錨網(wǎng)支護(hù)，沿空掘巷都存在巷道變形嚴(yán)重，維護(hù)量大的問(wèn)題，至今沒(méi)有得到很好解決，成為制約高產(chǎn)高效的的一個(gè)重要因素。因下順槽布置的設(shè)備多，所以在開(kāi)采順序上應(yīng)盡量采用下行開(kāi)采，避免下順槽沿空。另外對(duì)煤柱留設(shè)寬度，雖然小煤柱能使巷道處于低壓區(qū)，但靠近采空區(qū)邊緣的煤體及頂板已遭到一定程度的破壞，抗壓強(qiáng)度減弱，這對(duì)錨桿支護(hù)非常不利，因此，煤柱留設(shè)寬度要綜合考慮上述因素。 [參考文獻(xiàn)] [1] 吳健 王家臣 主編《ˋ99厚煤層現(xiàn)代開(kāi)采技術(shù)國(guó)際專(zhuān)題研討會(huì)論文集》北京：煤炭工業(yè)出版社1999：P1-9。

21、 [2] 祝經(jīng)康.綜采放頂煤工作面自燃火災(zāi)防治技術(shù) 《煤礦開(kāi)采》，2003，（1）：P 27-28。 [3] 煤炭工業(yè)部放頂煤開(kāi)采技術(shù)中心 編《綜合機(jī)械化放頂煤開(kāi)采論文集》中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社1995.12 P19-24。 [作者簡(jiǎn)介] 吳定洲（1963-）,男，高級(jí)工程師，安徽潁宿松人，畢業(yè)于淮南礦業(yè)學(xué)院采礦專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)任謝橋礦礦長(zhǎng)。 曾鋒（1971-），男，高級(jí)工程師，安徽潁上人，畢業(yè)于淮南礦業(yè)學(xué)院采礦專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)任謝橋礦調(diào)度所所長(zhǎng)。通訊地址：安徽省，淮南市，淮南礦業(yè)集團(tuán)，謝橋煤礦，調(diào)度所 郵編：236221，辦公室電話(huà)：05547668311，手機(jī)：13855497176, E—mail：dbnj1@,傳真：05547668129 溫馨提示：最好仔細(xì)閱讀后才下載使用，萬(wàn)分感謝！