典型“三軟”煤層綜采三機配套的研究與應用

郝　坤（肥城礦業集團梁寶寺能源有限責任公司,山東　濟寧　272404）

典型“三軟”煤層綜采三機配套的研究與應用

郝坤
（肥城礦業集團梁寶寺能源有限責任公司,山東濟寧272404）

摘要：分析三軟煤層特征，設計三軟煤層綜采三機配套工藝，實現了安全高效開采。

關鍵詞：三軟煤層；綜采；三機配套

1　概述

肥城礦區隨著煤炭開采的不斷推進，目前僅10煤層相對儲量可觀。該煤層煤厚平均1.9m，屬穩定中厚煤層，結構簡單，局部較復雜，含1～2層泥巖夾矸。直接頂為薄層煤、巖構成的復合頂，節理發育，因受上覆9煤層的采動影響，強度低，易破碎。10層煤底板為灰白色粘土巖，強度低，塑性強，遇水易軟化膨脹。屬典型“三軟”煤層。如10層煤實現綜采，對于快速解放儲量具有十分重要的意義。

2　綜采設備的選型與設計

（1）綜采配套設備的選型。曹莊煤礦10501工作面實現綜合機械化開采，對10501工作面進行了支護受力分析及開采技術研究，選出適宜的綜采配套設備。根據工作面巷道沿頂板與煤層高度確定最小采高1.4m，根據采高和周期來壓步距按照MT554-1996《緩傾斜煤層工作面頂板分類》確定工作阻力3000kN，支架型號ZY3000/12/26。采煤機MG160/375-W，采高1.4-3.0m，機面高度1140mm。刮板輸送機SGZ630/264，輸送量450t/h，鏈速1.07m/s。

該工作面配套后采高1.7-2.4m，采煤機機面高度1145mm，過煤高度460mm，配套1400mm滾筒后，臥底量220mm。整個配套梁端距360mm，行人空間769mm，護幫板收回狀態最小采高1730mm，此時過機安全空間150mm，中間部配套如圖所示。

（2）破碎頂板、軟底板煤層液壓支架的設計。由于10層煤頂板強度低，易破碎，按照破碎頂板來處理支架頂梁，設計梁端距短，加大頂梁前端支撐力，使頂梁前部不易冒落。護幫板能夠挑平，臨時護頂，有效防止煤壁片幫冒頂。

十層底板遇水易軟化，底座易下陷，造成拉架困難，因此設計了抬底裝置。由于是接近薄煤層支架，因此底座箱前端較薄，增加抬底千斤頂難度較大，為保證底座的強度和剛度，不在底座上敷設復雜的抬底千斤頂。采用兩支撐支架抬底座的原理來實現支架抬底要求，即當支架降柱移架時，在相鄰的兩支架上設置抬底千斤頂，通過鏈式軟連接方式將上述千斤頂與降柱移架的支架的底座相連，操縱千斤頂將降柱移架的支架前端抬起，實現抬底目的。

（3）綜采配套工藝改進。采煤機在彎道處割煤時，滾筒與頂梁之間的正常間隙要縮小，約減少130mm，因此無論什么樣的支護方式該減少尺寸始終存在，該尺寸主要與采煤機的長度和刮板機的彎曲程度有關。另外在底板不平仰采（過斷層）時，采煤機滾筒靠向頂梁，一般按照5°計算，此時的間隙要減少160mm。

綜上，綜合考慮各影響因素，理論上中厚煤層支架的梁端距最小應為130+160=290mm，最大130+160+70=360mm。一般大采高支架的采煤機要長得多，采高也高一些，計算出梁端距應取350-480mm，如ZZ6200/18/38、ZF8600/19/36等。相應的薄煤層支架梁端距應取200-300mm。

在曹莊煤礦10501工作面中，配套設備梁端距過大，通過井下現場測量，調整推移桿長度，最終將梁端距定為360mm。經過使用，該間隙合理，避免割頂梁，不影響正常采煤，又最大程度上減小了頂板暴露面積，在破碎頂板情況下較適用。

（4）綜采應用效果。10501工作面長75m，走向長度約600m，中間支架18架，過渡支架6架，滾筒截深630mm，支護方式采用及時、超前支護，經調整支架推移桿長度，控制梁端距為360mm，最大程度護住頂板。采空區跨落及時，充填系數較大，周期來壓相對較小。10501工作面推采過程無停滯，效率高，配套設備使用正常。

3　結語

曹莊礦10層綜采技術的使用，明顯提高了肥城礦區三軟煤層的綜合機械化開采技術水平，有效節省成本，降低了采煤工人的勞動強度，改善了作業環境，實現了安全、高效生產。

作者簡介：郝坤(1987—)，男，畢業于山東科技大學機電專業，主要從事：專業技術工作。