淺談極薄煤層使用采煤機改進采煤工藝綜合治理瓦斯

張海明

摘 要：雞西煤業大通溝多種經營公司經達煤礦薄煤層使用采煤機改進采煤工藝綜合治理瓦斯，經過實踐取得良好的效果。

關鍵詞：極薄煤層； 采煤工藝； 治理瓦斯

1 礦井概況

雞西煤業大通溝多種經營公司經達煤礦，始建于1971年，投產于1972年、目前礦井設計能力為6萬噸/年，核定能力4萬噸/年，該井開采布局為雙斜井，即主井提升，副井回風，主副井均布置在24號煤層中，經達煤礦在2003年之前為低瓦斯礦井。從2004年起進行瓦斯鑒定該礦屬于高瓦斯礦井。2011年度瓦斯鑒定為；瓦斯相對涌出量29.30m3/t， 瓦斯絕對涌出量2.4624m3/min。該礦井開采一層煤、現開采大通溝勘探區城子河組24#煤層，厚度為0.55～0.85米穩定性好，煤層傾角在16°～20°之間，頂板為粉砂巖，厚3.6米，底板為粉砂巖，厚12米，煤質灰分37.46%，揮發分為27.13%，發熱量22.17MJ/kg，煤種為焦煤，擴大區域批準開采深度標高-450m，本井2013年進行改擴建，經三年時間，由原來設計能力為年產6萬噸/年，增加到年生產能力為15萬噸，可采儲量為231.2萬噸，本礦井地面標高350米。

2 落實執行國家、省對煤礦的相關規定

根據黑龍江省政辦發【2011】53號文件精神要求，“高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井原則上取消炮采，大力推進采掘機械化，切實減少井下采掘工作面和作業人員數量”。以及對“加強煤礦瓦斯超限管理”等都做了明確的規定和要求。體現了政府對煤礦瓦斯治理工作的高度重視。為著力構建“通風可靠、抽采達標、監控有效、管理到位”的煤礦瓦斯綜合治理工作體系奠定了良好基礎。因此，針對煤礦實際結合省、市、區的要求，決定取消落后的炮采工藝，率先研發推廣使用極薄煤層采煤機綜合治理瓦斯的采煤工藝，試驗地點經達煤礦二段左九采煤工作面。

3 采煤機特性

（1）采煤機型號：MG-40型，本采煤機自重2噸適用于左、右工作面，可騎溜子，也可爬底板，騎溜子最低采高為0.63m，爬底板時最低采高為0.45m，采煤截割功率40kw，轉速60轉/分，水冷卻，牽引速度1.0米/分。

（2）牽引方式：牽引方式為鋼絲繩牽引，牽引F= 5噸，上行割煤，工作面運刮板輸機與下巷礦車親嘴運輸煤炭，采煤機下行為運輸機自行牽引，該機特點是：結構簡單、適用性強、可靠性高、重量輕、靈活方便、效率高，是開采0.45—0.8米極薄煤層的理想機型。

4 極薄煤層采煤機采煤工藝綜合治理瓦斯主要分以下步驟

（1）預排預抽階段：工作面形成后，由下巷沿工作面煤層傾向向上巷打鉆，間距5米，打透后靠負壓風排瓦斯，打不透的孔進行抽排。

（2）先抽后采：當工作面準備回采時，將下巷抽排孔進行封閉，上巷抽排孔封閉完與抽排管路相連，距工作面起始孔（第一個孔）為抽排孔，第二個為高壓注水長孔，第三個為抽排孔，第四個為準備高壓注水長孔……。原理是用持續動態高壓注水來破壞長孔內四周煤體應力，使煤體里的瓦斯被擠向抽排孔處，由抽排孔集中抽出、大幅度的提高瓦斯抽采量。從而降低了煤體里的瓦斯含量，同時長孔注水也使煤體里含水量增加，起到降塵作用。

（3）煤壁注水：采煤生產前，由工作面向煤體走向方向進行打鉆，實行“淺孔高壓注水”，高壓注水使煤體里應力發生變化，煤體被濕潤，煤體產生裂隙，瓦斯被擠出，從而降低了煤體里的瓦斯含量，降塵效果十分好。

（4）采煤機采煤和炮采區別：1）采煤機破煤瓦斯與煤塵：在預抽預排、抽采、煤壁注水之后，采煤機開始割煤，由于煤體里含水高，瓦斯含量低，采煤機破煤多是塊和顆粒狀，此時，釋放出的瓦斯隨采煤機破煤而緩慢釋放出來，易被工作面風流稀釋，塊和顆粒狀煤體被煤體里的水和采煤機噴霧水包裹著，塊和顆粒狀煤體里瓦斯不易釋放出來，因此，采煤機破煤后，煤體釋放的瓦斯含量低，達到了“作業時瓦斯不超限”的要求。而炮采破煤時多為粉末狀，瞬間釋放瓦斯量大，易造成“作業時瓦斯超限”。同時較采煤機破煤，同一含水煤體，降塵效果不如機采；2）采煤機采煤與炮采火源控制的差別：毫秒雷管、乳化炸藥、水炮泥、炮泥，放炮時也可以產生火花，而采煤機割煤時不強力割頂（如不夠高可提前處理）就不存在火源問題；3）采煤機破煤頂板管理與炮采頂板管理的區別；采煤工作面隨著向前推進，支護的不斷跟進，頂板緩慢下沉或垮落，支護上方的頂板由於巖性和進度慢會出現離層現象。如果是炮采，放炮時產生的上下爆破力，反復的波及頂板產生沖擊破壞，頂板易碎和冒落，支護空間內不安全冒頂處易積聚瓦斯，而使用了采煤機割煤只是對煤體本身產生切割力，保持頂板完整性，瓦斯不易積聚支護空間相對安全。所以說：在瓦斯治理問題上，要多措并舉，綜合治理，才能實現礦井的長治久安，達到安全生產。

5 取得效果

經達煤礦把瓦斯治理工作真正當做全礦的頭等大事，擺在主要的日程來抓。堅定信心、加倍努力、攻克困難、在不斷的生產實踐中尋求將煤礦瓦斯治理的更好、更有效的途徑，努力把經達煤礦瓦斯治理工作推向一個新水平，為開創雞西市滴道區地方煤礦安全生產發展和瓦斯治理新局面做出不懈的努力。

參考文獻：

[1]楊曉紅.煤層抽采鉆孔瓦斯衰減分析與抽采鉆孔封孔工藝改進[A].中國煤炭學會煤礦安全專業委員會2009年學術研討會論文集[C]，2009.

[2]宗小平.張小樓井7層煤工作面瓦斯高位抽采效果分析[A].創新推動新型煤炭工業體系建設和安全健康發展——2010年湘贛皖閩蘇等多省（市）煤炭學會學術交流暨湖南省煤炭科技論壇論文集[C]，2010.endprint