综放工作面复杂顶煤结构厚夹矸放煤技术.pdf

。 堪．爰 愀 2 0 1 2 年 第1 期 综放 工作 面复 杂 顶煤 结构厚夹 矸放煤技 术 张新 民 兖州煤业股份有限公 司济宁三号煤矿， 山东 济 宁2 7 2 0 6 9 摘要针对矿 井综放 工作 面煤层具有复杂顶煤结构 的实际 问题， 通过对工作 面开采初 期的放煤方 法的探索和研 究， 科 学确定放煤方 式和操 作方法 ， 解决 了厚夹矸放煤的困难 ， 对于提高工作面资源 回收率 ， 起到 了较好 的效果 。 关键词 综放面厚夹矸放煤 技术 中图分类号 T D 8 2 3 ． 4 9 文献标 识码B l 工作 面概 况 济宁三号煤矿 5 3 0 9综 放工 作 面位 于 五采 区西 南部 ， 5 3 0 6 南 工作面的南侧， 5 3 0 8工作面 未准 备 西侧， 南侧为煤 3 风氧化带， 西侧为煤 3 下冲刷 区 。 1 ． 1 煤 层情况 该区域 3下煤 层黑 色 ， 内生裂 隙发育 ， 玻璃 光泽 ， 成分 以亮煤镜煤为 主 ， 含有少 量 的丝 炭 ， f 1 2 ； 自下 而上第 一分层煤 3 煤层 较稳 定 ， 在工作 面东 南部 ， 切 眼受煤层风氧化及冲刷影响， 煤层厚度急剧变薄 ， 煤层 中夹少量薄层炭质泥岩 ， 纵向裂隙发育。厚 2 ． 1 0～ 7 ． 0 0 m， 平均厚度 5 ． 2 0 m； 第二分层煤3 在本区域大部 分赋存 ， 厚 0～ 4 ． 1 0 m， 平均厚度 2 ． 3 3 m； 第三分层煤 3 下 只有 在中部及东部 小部分 赋存 ， 厚 0 4 ． 3 0 m， 平均厚 度 0 ． 6 m。第 四分层 煤 3 极 不稳定 ， 厚 0～2 ． 2 0 m， 平 均厚度 0 ． 1 m。 1 ． 2夹 矸情 况 该区域 3 一 煤第一层夹矸在本区域大部分赋存， 只 收稿 日期 2 0 1 1 0 6 2 1 作者简介 张新 民 1 9 7 3一 ， 男 ， 毕业于 山东科技大 学 ， 现在兖 州 煤业股份有限公 司济 宁三号煤矿调度室工作 。 有工作面东南部 和本 区中 间小 部分无 第一 层夹矸 ， 夹 矸岩性以炭质泥岩 ， 粉砂岩为主 ， 深灰色至黑 色 ， 易碎 ， 层理发育 ， 一般厚 0～ 7 ． 2 m， 平均 3 ． 9 m； 第 二层夹矸 只 在中部及东部小部分赋存， 夹矸岩性以炭质泥岩， 粉砂 岩为 主 ， 深灰色至黑色 ， 极不稳定 ， 厚度 突变情 况 明显 ， 厚 0～ 3 ． 3 m， 平均 0 ． 3 m。 1 ． 3 水 文情况 直接充水含水层 为 3煤 顶板 砂 岩含水 层 ， 岩 性 以 细砂岩及 中砂 岩为 主 ， 含裂 隙水 ， 富水 性不 均一 ， 以静 储量 为主。间接 充 水含 水 层侏 罗 系底 界 砂砾 岩 含水 层 ， 岩性 以中细砂岩为主 ， 局部含砾岩 ， 距煤 3 顶板距 离为3 5～ 6 4 ． 7 3 m， 平均 5 1 ． 4 6 m。通过分析， 工作面涌 水水源 主要 为侏 罗系底部砂砾岩含水层 。 1 ． 4地 质构造 情况 该区域地层倾 向变化 较 大 ， 由东 向西 为 N E转 S ， 造成工作面辅顺煤 层为 上山 、 胶顺 煤层 为下 山 的实 际 情况， 并伴生宽缓的波状起伏。煤层倾角在断层附近 较大， 最大至 1 0 。 。一般煤层倾角为 3～ 5 。 。该区共发 育 3条较大断层 ， 在较大断层附近伴生较小断层， 造成 断层两盘煤层倾角变化较大。 2 工作面 初 采期 间放煤 参数 的 采集及 分析 2 ． 1含 夹矸 顶煤 放煤 情况 层的处理方法基本相同， 但当断层在工作面内出现尖 灭迹象时 ， 可采用 先合 采 、 后分 采相结 合 的方案 ， 或者 采用先分采后合采 的方案进行 回采 。 4过 断层 时所 需要注 意 的问题 1 在中厚煤层 工作 面过断层 的时候要 掌握 好采 高， 严格控制好顶板。当出现顶板破碎时应超前移架 ， 工作面过断层时， 要备足适宜的支护材料 ， 如有 冒顶 ， 要及时打木垛接顶。控制好工作面上的支架， 尽量顺 直支架 ， 杜绝错架 、 咬架的 出现 。 2 工作面过断层时， 为确保煤质， 回采时煤矸运 输必须采用分装分运 。回采时 ， 根据现场 实际情况 ， 先 剖煤或剖岩石 。 3 在过 断层 期 间 ， 掌握 好工 作 面上 刮 板输 送机 的漂卧 。在工作面过断层期间根据现场情况 来调整刮 板输送机 的拱高 ， 防止 因拱高 过大在 设备 运行 当 中刮 板与溜槽摩擦严重给设备带来 的损害 。 5 结论 由于采取 了以上过断 层 的方 法 和措施 ， 王楼 煤矿 在过断层期 问的] 二 程质 量和 文 明施 工得 到 了保 证 ， 过 断层期问的安全系数也得到了很大的提高， 同时也最 大限度的回收了煤炭资源， 给矿井带来 了直接的经济 效益 。 2 0 1 2 年 第1 期 ．糸 撼茬 甜l救 1 在夹矸厚度不超过 1 ． 5 m时 ， 顶煤 矸 放 煤较 为顺 利 ， 放出 的夹 矸较 碎 ， 后 部运输 机 能正 常开 机 ， 每 架放 煤时问相对较短 ， 约 3～ 5 m i n 。 2 夹矸厚 度在 1 ． 5～ 2 ． 5 m时 ， 放煤 出现 较 大块 度 的夹矸 ， 后部运 输机 有时会 出现 卡大 块夹矸 而 过载 停机 现象 ， 每架放煤时 间开始延 长 ， 约 l O m i n 。 3 夹矸 厚度 超过 2 ． 5 m时 ， 放煤 出现 困难 ， 放 出 的夹 矸块度增大 ， 后部 运输机 会经 常 因卡大块 矸石 而 过载停 机 ， 在一定程度上影 响工作 面推进 ， 放煤 时问较 长 ， 每架放煤时间超过 2 0 m i n 。 2 ． 2放煤 见矸 情况 放煤 时 ， 第一层夹矸一般为泥岩 ， 第 二层夹矸 有时 为泥 岩 ， 有 时为红色粉砂岩 ， 个别 区段有 移架后放 煤直 接见 红色粉砂岩现象 。 2 ． 3 放煤 方 式对 放煤 效 果 的影响 生产 中放煤执行两刀一放 ， 放煤后 ， 发现部分 架后 采空区有较少量顶煤丢失现象。通过现场试验 ， 即 割 煤第一 刀后 ， 先进行少量放煤 只将支架尾梁上方 第一 层煤放 出即可 ， 割煤第二刀后 ， 再加大放煤强度 ， 进行 厚夹矸集 中放煤 ， 放煤效果较好 ， 采空 区均 能见矸 。 2 ． 4 工 作 面采 高对放 煤 效果 的影 响 采高较低时 一般指低于 2 ． 7 m ， 尾梁 上下摆 动的 幅度较小， 放煤效果较差； 当采高在 2 ． 8 m以上时， 效果 较好 。根 据现场实际 ， 采高控制在 2 ． 9～ 3 ． 1 m最好 ， 既 能支护好顶板也能保证后部放煤高度。 2 ． 5放煤 出现 的其 它情 况 1 放煤 强度较大 时 ， 导水 裂隙带 增高 ， 顶板 开始 出现 淋水 ， 采空区涌水也开始增大 。 2 在工 作面割煤后 ， 进行集 中放 煤 时 ， 胶 顺 隅角 瓦斯浓 度有 相对增大现象 。 3 放煤后， 因顶板出现破碎， 工作面支架后立柱 有初撑力不 够现象 ； 因放 出的矸石较 多 ， 工作 面后 部运 输机 、 转载机、 破碎机、 皮带等运输设备磨损量较大， 支 架尾 梁 、 后 插板等损坏较为频繁 。 3 放 煤方 式及 具体 操 作 方法 的确 定 3 ． 1 探煤 厚 的具 体 要求 探煤厚时必须由地测中心专职人员负责数据 的采 集 ， 做好煤岩界面、 厚度、 夹矸岩性记录和描述 ， 绘制工 作面煤 壁实测剖面 图， 及时将 图送 至采煤 区队 、 生产科 室 ， 作为厚夹矸放煤的指导依据 ， 并根据煤层的变化及 时调 整探煤步距和 间距 。 3 ． 2放煤 方 式 放煤采取 一 刀一 放 和 两 刀一 放 相结 合 的 方式 进 行 ， 即 夹矸厚度低 于 1 ． O m或无 夹矸 区段 可执行 一刀 一 放 ； 夹矸厚度超过 1 ． O m 的区段执行 两刀一放。 3 ． 放 操 作 方 法及 技 术 要求 1 根据工作 面断层发 育 、 两巷 起伏 状况 ， 合理控 制好工作面提刹 刀 幅度和采 高 ， 生产 中尽 量避免 丢底 煤现象 ， 采高控制在 2 ． 9～ 3 ． 1 m， 确保后部放煤高度 。 2 根据工 作 面煤 壁 实测剖 面 图 ， 放 煤工 必须 掌 握工作面各区段的夹矸厚度。厚夹矸放煤要求 夹矸 厚度不超过 2 ． 5 m 的必 须全部 放 出 ， 夹矸 厚度超 过 2 ． 5 m的放煤 见矸 即可 ， 放煤见红色 岩石后无论夹矸 厚度 多少 ， 都应及时关闭放煤 口， 不再放煤。 3 [ 作 面厚夹矸放 煤执行 两刀一 放。具体操 作 方法 煤机从机头至机尾割煤第一刀时 ， 放煤工应 在移 架后进行少量放煤， 只需将支架尾梁上方第一层煤放 出即可， 尽量减少顶煤的丢失； 当煤机从机尾至机头割 煤第二刀后 ， 此时停止采煤机割煤 ， 放煤工开始加 大放 煤强度 ， 进行厚夹矸集 中放煤 。 4 运 输 机机 头 司机必 须 加 强 生 产 中 的煤 流 控 制 ， 合理分配好前 、 后部运输 机 的煤量 ， 避 免 出现运输 系统超负荷现象 。拉后部运输机人员 必须仔细观察后 部放煤状况 ， 后部放煤未达到要 求时 ， 严禁提 前拉后 部 运输机 。 5 加强对放煤的管理 和考核 ， 生产 中跟班 队长 、 验收员 、 班组 长 必须 对 放煤 动态 管 理 ， 放 煤 工具 体操 作 ， 对放煤结果负 责 ； 地测 中心 、 生 产技术 科加 强对 放 煤情况 的 日常检查 ， 对放 煤不符 合要 求的严格 按矿 有 关规定进行处罚 。 3 ． 4 放煤 对设 备及产 生其 它 问题 的管理要 求 f 】 加强对 工作 面运输 没备 的 管理 ， 每天 对后 部 运输机 、 转载机 的刮板 、 护 轴板 螺栓 、 转 载机挡 煤板 及 破碎机 的大轴 、 锤 头 、 三角带等进 行检 查紧 固 ， 确保设 备在完好状态下运行 。 2 加强液 压 支架 检修 及初 撑力 的管理 ， 要确 保 液压系统正常 ， 放煤后必须重新升实液压支架 ， 确保 达 到初撑力 。顶板破碎 区域 ， 支架要与左右支架顺 平 ， 防 止 出现支架错茬 。 3 放煤强 度 较大 时 ， 因顶板 导水 裂 隙带 厚度 增 大 ， 会 出现工作面局部顶板淋水及老空涌水增 大 ， 应提 前做好 防排水准备 ， 确保排水设施 的正常使用。 4 放煤过程会造成 胶顺 隅角瓦斯浓度 的相 对增 大 ， 必须加强隅角瓦斯的管理力度， 严格按通防专业瓦 斯防治专项措施执行。 4效 果分析 根据开采初期 的放煤 参数 的采集 和分 析 ， 通 过加 强放煤管 理和 采煤 队较 好 地执 行 放煤 方式 及 操作 方 法 ， 有效地提高 了工作面资源 回收率 ， 保 证了矿井 的总 体产量。2 0 1 1 年 5月份， 在矿井生产接续 比较紧张的 情况下， 仍能完成生产任务 ， 其中 5 3 0 9工作面的原 煤产量 占全矿 产量 的 7 0 ％ ， 工作 面 回收率 达到 了 8 9 ％ ， 超过 了作业规程 中对 回收率 的规定 。