薄煤層綜合機械化采煤工藝的應用研究

賈建軍,孔德山,李安國（山東能源棗礦集團新安煤業有限公司，山東 微山 277642）

薄煤層綜合機械化采煤工藝的應用研究

賈建軍,孔德山,李安國
（山東能源棗礦集團新安煤業有限公司，山東 微山 277642）

該文對新安煤業有限公司實施薄煤層綜合機械化開采實踐進行了總結，介紹了取得的成效，重點對薄煤層綜采工藝的應用所遇到的技術難題進行了探討，對下步該項開采工藝不斷革新進步奠定了經驗基礎。

薄煤層；綜采工藝；應用

新安煤業有限公司可采薄煤層有12下、14、16層煤，現開采12下層煤。截止2014年6月份已采10個單面、3個對拉面，共回采原煤約700萬噸，取得了較好的經濟效益和社會價值。

1 煤層賦存等自然地質條件

2.1 12下煤及其頂底板

該層煤位于太原組中部，下距14煤層0.71～6.64m，平均2.22m，煤厚0～2.71m，平均1.33m，變異系數為32%。可采范圍內厚度為0.70～2.29m，平均1.39m，變異系數為18%。可采系數為71%，可采面積約44.5km2。12下煤黑色，塊狀，玻璃光澤，內生裂隙發育，鏡煤為主，次為亮煤，光亮型。

2.2 煤系地層產狀及構造情況

地層為向北西傾斜的單斜構造，地層傾角一般5～8°，局部可達到10°以上，伴有次級寬緩短軸褶曲。其特點是產狀平緩，跨度較大，幅度小。

2 工作面巷道布置、采煤工藝、設備配套選型及勞動組織介紹

2.1 工作面巷道布置

單一工作面布置有材料巷、運輸巷，對拉面布置有兩個材料巷、一個共用運輸巷。材料巷用于進風、進料及安設移變列車、敷設電纜管路，運輸巷用于回風、運煤及敷設電纜管路。巷道矩形斷面,凈寬3.0-3.2m、 凈高2.0-2.2m。采用錨網梯索支護或錨網梯索架棚復合支護。支護材料：頂板直徑20mm螺紋鋼或直徑20mm高強錨桿，錨桿長2.4m，幫部直徑18mm螺紋鋼錨桿，錨桿長1.8m，頂板鋪8#鍍鋅菱形金屬網或鋼筋網，幫部鋪高分子網。

2.2 采煤工藝

采用走向或傾向單一長壁后退式綜采工藝，全部垮落法管理頂板。工作面內布置液壓支架支護頂板，兩端頭布置過渡支架，兩巷超前采用鉸接梁配合單體支柱支護或巷道液壓支架支護，建立了頂板在線監測系統。主要運輸系統設備為刮板運輸機、橋式轉載機（破碎機）、膠帶機，輔助運輸設備為調度絞車。

2.3 配套設備

生產以來，設備不斷升級改進，設備配套趨于成熟，具體如下：MG200/456--WD型采煤機，ZY2400-09/20型兩柱支撐掩護式薄煤層液壓支架，ZYT2800-14/24型端頭過渡支架， ZTZLDC型巷道液壓支架，刮板輸送機型號：SGZ--730/400 (雙中鏈)型刮板運輸機，ZZ-764/160型轉載機，PLM—1000型破碎機，SDJ-250型可伸縮帶式輸送機。

2.4 勞動組織

采用“四六”作業制度，每班作業6小時，一個圓班由3個生產班和1個檢修班組成。生產班每班配有采煤機司機、支架工等人員18名左右，檢修班每專業組1-6人，全面合計90人。

3 取得成效

（1）安全好。薄煤層綜采機械化程度高，一般情況下人員不需進入煤壁作業，大大改善了安全工作條件；液壓支架支護強度大，支撐狀態好，頂板事故率大幅降低；采煤設備的大功率、高強度化，使機械事故率大幅降低。

（2）工效高。經統計，單面最高月產81289噸，平均63190噸，對拉面最高月產129780噸，平均103690噸。回采工平均工效35噸/工，回采工最高工效42噸/工。

（3）綜合成本低。一般在250.0元/噸，相較過去普采工藝開采降低93.0元/噸。

（4）技術先進，適應性強。

4 經驗總結

（1）工作面狹小，安全空間不足，不利于人員操作。總結了“六防”安全措施和四項改進措施，“六防”即防止架間掉矸砸人、防止誤操作傷人、防止誤傳號、誤動作傷人、防止運料傷人、防止飄鏈傷人，四項改進措施有：采取臨架或遙控操作支架、安裝設備急停裝置、使用安全確認法、提高設備功率、強度。

（2）煤機裝煤效果差、電纜易折斷。設備方面，改進了普通滾筒葉片布置方式和旋轉方向，即加大滾筒葉片角度，增加刀齒數量和改變角度，改原來兩滾筒外旋轉（前正轉、后反轉）為現兩滾筒內旋轉（前反轉、后正轉）；工藝方面，原來采取往返拾炭行刀法，現改為“八”字或“∞”型行刀法；設計方面，一般情況下采取仰采布置，以便于滾筒裝煤。針對電纜易折損的問題，一是使用了柔韌性好、品質高的電纜，二是采取改進煤機電纜拖架位置、改進電纜卡節距等增加彎曲半徑措施。

（3）液壓支架前傾“鉆底”、易斷四連桿銷軸等問題。泥巖偽底遇水易泥化，支架前移過程中經常發生前傾“鉆底”問題，采取了增加掩護梁長度和改進安裝抬架油缸裝置；采高與兩巷高度相差大，端部液壓支架布置后移，易出現錯茬、端面距超規定，端頭位置使用了專用過渡支架；針對液壓支架高度較低時壓力集中在中間四連桿，易斷銷軸問題，改三棵連桿為四棵連桿。

（4）薄煤層綜采工作面空間有限，設備檢修困難。要想實現安全高效生產，設備必須向大功率、高強度、自動化方向發展。

（5）大斷層處理。設計上，避免較大斷層位于工作面內；設計無法躲開時，要根據頂底板巖性、厚度等情況，合理布置工作面巷道，減少割矸量、少割硬矸；快速過斷層方法：一是科學計算過斷層起坡（下剎）角度、起坡（下剎）點；二是增加斷層傾向坡度；三是控制采高和層位；四是采取煤機切割與鉆炮眼平行作業；五是多部鉆具同時鉆炮眼。

[1]張界江.關于綜合機械化采煤工藝的研究[J].科技與企業,2013(22):219.

[2]馬加振.薄煤層綜合機械化采煤工藝技術科學利用的機理透析[J].科協論壇(下半月),2013(12):69-70.

[3]周華龍,唐術成,雷武林.急傾斜煤層綜合機械化采煤工藝研究與實踐[J].隴東學院學報,2015(01):79-81.

賈建軍（1975-），男，山東棗莊人，本科，助理工程師。