大截深短面薄煤層高產(chǎn)高效開采技術(shù)研究

郭榮柯，李小靜，杜朝陽，王豐陽，艾彥華

(1.平禹煤電公司一礦， 河南 禹州市 461670； 2.河南省禹州市煤炭局鈞都設(shè)計院， 河南 禹州市 461670)

平禹煤電公司一礦位于禹州市龍屯鎮(zhèn)，是個水文地質(zhì)極其復(fù)雜的老礦井，主采二1、二3煤，其中二3煤層平均厚度為1.2～2.3 m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，無夾矸，回采區(qū)域內(nèi)煤層穩(wěn)定，局部有起伏，對后期回采影響不大。但該礦受村莊壓煤較多，一部分煤田采用條帶開采，二3煤在回采過程中存在單產(chǎn)水平低、噸煤工效低等瓶頸問題，為此在開采二3煤層的過程中提高單產(chǎn)水平，降低勞動力、合理設(shè)置回采率尤為重要。

1 工程概況

平禹煤電公司一礦井田范圍條帶布置二3煤綜采工作面，二3-15010綜采工作面位于五采區(qū)下山東翼第1個工作面，該工作面北臨未開采區(qū)域，南部是技改井未開采區(qū)域，東臨南水北調(diào)運(yùn)河保護(hù)煤柱，西臨五采區(qū)軌道下山保護(hù)煤柱。二3-15010綜采工作面標(biāo)高-217～-169 m，地面標(biāo)高+128～+138 m。可采走向長780 m，傾斜長91.5 m，煤厚1.6～2.0 m，平均煤厚1.8 m。二3-15010綜采工作面采用走向長壁后退式綜合機(jī)械化采煤，采用壓支架支護(hù)頂板，全部跨落法管理頂板。采煤機(jī)雙向割煤，綜采工作面煤壁割煤落入刮板輸送機(jī)運(yùn)輸，綜采工作面的架間、機(jī)頭、機(jī)尾及輸送機(jī)的浮煤靠人工裝至輸送機(jī)運(yùn)走。刮板輸送機(jī)與膠帶輸送機(jī)之間使用轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)載運(yùn)輸出煤。

2 高產(chǎn)高效開采技術(shù)

2.1 提高單刀工作效率

按照綜采工作面進(jìn)刀方式為端頭斜切進(jìn)刀，其程序?yàn)椋?/p>

（1）采煤機(jī)向下（上）割透端頭煤壁；

（2）按上（下）推移刮板輸送機(jī)，及時依次順序移架，移架滯后采煤機(jī)的距離不大于15 m，將兩個滾筒上下位置調(diào)換，向上（下）進(jìn)刀，通過15 m的彎曲段至25 m處，使得采煤機(jī)達(dá)到正常截割深度。頂板破碎段及時采用帶壓移架，移架步距0.8 m，滯后采煤機(jī)至少12 m將運(yùn)輸機(jī)移向煤壁，并保證運(yùn)輸機(jī)彎曲段長度不小于15 m，按要求推移刮板輸送機(jī)至平直狀態(tài)；

（3）將兩個滾筒上下位置調(diào)換，向下（上）割三角煤至割透端頭煤壁；

（4）割完三角煤以后，將兩個滾筒的上下位置調(diào)換，采煤機(jī)空機(jī)返回，進(jìn)入正常割煤狀態(tài)。

2.2 綜采工作面采煤機(jī)升級改進(jìn)

增大采煤工作面的采煤機(jī)截深，采煤機(jī)滾筒的截深由600 mm增加到800 mm，通過對采煤機(jī)截深的加大，使回采過程中采煤機(jī)能夠更深地對煤壁割煤（見圖1），提高單刀產(chǎn)量，穩(wěn)定回采率。由于截深加大，快速拉移支架可以有效地把工作面頂板壓力甩進(jìn)采空區(qū)，減少煤墻側(cè)承載力，有效控制綜采工作面頂板來壓及兩巷動壓。

圖1 采煤機(jī)構(gòu)造

2.3 液壓支架推溜千斤頂升級改造

該礦自使用綜采工藝以來，液壓支架推溜行程一直為600 mm，造成采煤機(jī)截深與液壓支架推溜距離不能匹配，通過升級改造，支架推溜千斤頂?shù)耐七M(jìn)行程量由原來的600 mm增加到700～900 mm，這樣可以實(shí)現(xiàn)煤機(jī)截深與推移運(yùn)輸機(jī)行程達(dá)到一致，有利于回采進(jìn)尺的加大（見圖2）。

圖2 推溜千斤頂行程（單位：mm）

2.4 液壓自移電纜單軌吊

通過參觀學(xué)習(xí)、實(shí)地考察，選用液壓自移電纜單軌吊，由原來的“吊掛式”絞車?yán)苹蛉斯だ茊诬壍跎壐脑鞛椤耙簤鹤砸剖健币汗芘c電纜分層吊掛。使巷道內(nèi)管路布置不僅整齊、美觀，還避免了高壓膠管的振動對電纜干涉影響。液壓自移式單軌吊效果顯著、操作方便靈活，極大地減輕了工人的勞動強(qiáng)度，不僅可以吊掛電纜，還可吊掛乳化液高壓膠管和水管。簡化勞動工序，減少了電纜的占用空間與電纜的移動次數(shù)，避免了人工拖動電纜。

3 結(jié)論

通過采用短面薄煤層高產(chǎn)高效開采技術(shù)，工作面推進(jìn)速度快，單產(chǎn)水平高，材料成本低，優(yōu)化了勞動組織，月產(chǎn)量最高達(dá)7萬t，真正實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效回采，值得推廣及應(yīng)用。

（1）通過升級改造采煤機(jī)滾筒截齒，使得采煤機(jī)單刀推進(jìn)深度得到提高，單刀產(chǎn)量也隨之提升,合理優(yōu)化了正規(guī)循環(huán)率,為礦井安全高效生產(chǎn)夯實(shí)堅(jiān)定的基礎(chǔ)。

（2）短面薄煤層高產(chǎn)高效開采技術(shù)縮短了回采時間，解決了單產(chǎn)水平低、兩巷來壓大、職工勞動強(qiáng)度負(fù)荷大、噸煤工效低等問題，在開采工藝方面取得了實(shí)質(zhì)性的效果，大大緩解了采掘接替緊張的局面。有效地提升了礦井整體產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益，使礦井綠色環(huán)保開采邁上新的起點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了安全高效及可持續(xù)發(fā)展。