特殊条件下极薄煤层采煤工艺的选择.pdf

煤 炭 科 技 4 0 COAL S CI ENCE TECHN0L0GY MAGAZ I NE 2 0 0 6年第 3期 No ． 3 2 0 06 文章编号 1 0 0 8 3 7 3 1 2 0 0 6 0 3 0 0 4 0 0 2 特殊条件下极薅煤层桀煤工艺的选择 储 飞 安徽恒源煤电公司 刘桥 一矿．安 徽 淮北2 3 5 1 6 2 摘 要 刘桥一矿 3煤是极薄煤层 ， - 9 4煤层 间距较小 ， 且极不稳定。3煤赋存特 点及煤层厚度 特征符合螺旋钻采煤工艺要求。该矿由于 3煤 的顺利 回采 ， 延长 了矿 井的服务年 限 ，取得 了较 好的经济效益。该采煤工艺同传统工艺相比还具有很多优点。 关键词 薄煤层 ； 采煤工艺； 螺旋钻采煤； 优点 中图分类号 T D 8 2 8 ． 3 文献标识码 B 刘桥一矿位于安徽省濉溪县境内． 煤系地层为 华北晚生古生界二叠系下石盒子组及 山西组 地层 ． 含 3 、 4 、 6煤及三到四层发育不全的极薄煤线。该地 层主要 由粒度不等的碎屑岩及泥岩组成 ． 地层的最 上部分为 1 2 6 ． 6 m左右的第 四系地层 ， 下分界 为 K 一 灰顶界面 ，铝质泥岩至一灰总厚度 1 1 5 m。K 砂 岩 、 K 铝质泥岩 、 K 一灰为标志层。4煤及 6煤为该 矿区主采煤层 。4煤位 于下石盒子组下部 ， 下至铝 质泥岩 3 5 ． 0 5 m， 平均厚度 2 ． 0 m。6煤位于山西组 中部 ， 上距铝质 泥岩 4 8 ． 4 8～6 9 ． 3 5 m， 平均 6 0 ． 5 1 m，下距太原组第一层灰岩 4 6 ． 9 5～6 2 ． 6 1 m，平均 5 1 ． 7 9 m， 煤层厚度平均 2 ． 7 8 m。3煤位于下石盒子 组下部 ， 上距 K ， 砂岩平均 1 8 3 ． 5 m， 煤层结构简单 ， 以单一薄煤层为 主 ，煤 层厚度 0～1 ． 7 5 m，平均 0 ． 8 2 m， 可采性指数 0 ． 5 9 ， 变异系数 8 0 ％， 平 均倾角 1 4 。 ， 局部可采 ， 为极不稳定煤层 。3煤储量主要分布 在 I I 4 6上山采区东翼及六采 区，可采储量合计为 1 4 8 ． 8万 t 。3煤 的特殊性在于 3 、 4煤层 间距过小， 约为 0～9 ． 2 3 m，平均 3 ． 9 7 m。由于 3 、 4煤间距过 小 ， 并且变化不均 ， 如 3煤采用走 向长壁全部 冒落 法 回采 ， 将对主采煤层 4煤产生严重影响。为了在 不影响 4煤安全 回采的前提下顺利采 出 3煤。首先 要选择合理的采煤工艺。 1 采煤工艺的选择 根据 3煤赋存特点及煤层厚度特征 ． 该矿采用 钻采工艺 ， 边掘边采 ， 掘进与钻采平行作业。前方掘 进工作 面至少超前钻采工作面 8 0 IT I ， 钻机采用乌克 兰生产的薄煤层三轴螺旋钻机 ， 独头单向钻采。钻 采顺序为前进式钻采至迎头。先在巷道下帮沿煤层 倾 向向下进行钻采 ， 钻采完后再退 回调头在巷道上 帮沿煤层倾 向向上进行钻采。该机适用于煤层厚度 为 0 ． 5～0 ． 9 m， 煤层倾角一 1 5 。 ～ 1 5 。 ． 煤 层走 向倾 角小于 8 。 的各种硬度的煤层。 1 ． 1 落煤 方 法 1 ． 1 ． 1 落煤方 式 将一 台螺旋钻机布置在工作 面运输巷 中， 向煤 层打钻 ， 钻头割煤 ， 螺旋钻杆掏煤 ， 煤直接落在运输 气 、 乙烯和乙炔。 根据故障气体产生机理 ， 说明变压 器内部存在油中电弧现象。结合对该变压器绝缘试 验的情况 ， 断定该变压器分接开关出现问题。 对该变 压器进行 了吊芯检查 ，发现分接开关确实存在接触 不 良的 问题 。 上例说 明，分析产气速率的变化和气体组分的 不同， 都可以做到提前判断 出事故点和故障类型 ， 起 到防患于未然的作用。 作者简介 王 玉山 1 9 5 9 一 ， 男， 山东济 南人 ， 1 9 8 3年毕业 于江苏广播 电视大学 ，徐 州矿 务集 团有 限公 司供 电处 工程 师。 收 稿 日期 2 0 0 6 0 6 2 6 维普资讯 2 0 0 6年第 3期 储飞 特殊条件下极薄 煤层采煤工 艺的选择4 1 巷的刮板输送机上运出。 该机一次采宽 2 ． 0 m， 三轴 联动钻杆 1 ． 5 4 1 1 1 一节 ， 钻机本身 自动接杆 ， 达到设 计采深或遇断层时 ， 推出钻杆 ， 螺旋钻机整体前移 ， 预留 O ． 80 ． 2 m煤柱后开始下一循环钻采。 1 ． 1 ． 2螺 旋钻 机 正常钻 进 设计钻采长度 钻采从运输巷设计位置处开始 运行 ． 从上帮向上钻采 ， 钻采深度最大 8 5 m， 平均 8 0 m． 螺旋钻机 以 2 ． 0 m ／ m i n的速度 向上钻采 ， 直至达 到设计深度 。 1 ． 1 ． 3 螺旋 钻机 与掘 进 工作 面 的协调 开 采 1 掘 进 工作 面 要 始终 超 前螺 旋 钻 机 8 O m 以上 ． 防止两工作面之间各 工序相互影响。 2 掘进工作面放炮时 ， 包括螺旋钻采工作面的 所有人员必须全部撤至警戒范围以外的安全地点。 3 接掘进工作面输送机与接螺旋钻采工作面 的输送机要有风电闭锁装置 ， 即工作面停风 时掘进 工作面和螺旋钻采工作面必须停电闭锁 。 4 只有等所有施工人员全部撤至安全地点 ， 确认安全无误后方可发信号开动输送机 。 5 掘进工作 面放炮 出矸石时 ， 大块矸 石严禁 进入输送机 ， 要在 4 O T 窄 型输送机范 围内提前处 理 ， 确保矸石不顶坏螺旋钻机 。 1 ． 2设备的配置 螺旋钻机选用乌克兰制薄煤层三轴螺旋钻机 ， 电机功率为 2 2 0 k W．钻进速度为 0～1 ． 0 m ／ mi n ， 运 输设备为 S G W一 4 0 T刮板输送机一部 ．电机功率为 4 0 k W， 运输能力为 1 5 0 t ／ h 。运送和安装钻具的设备 为单轨吊车一部． 起 吊速度为 3 m ／ mi n ，运行速度为 2 0 m ／ m i n ， 起 吊高度为 3 m。辅助运输设备为 S G W一 4 0 T型转载机 、 S T J 8 0 0 ／ 24 0型带式输送机和 S D一 1 5 0 F型带式输送机。 1 ． 3生产 能 力 按一个螺旋钻采工作面布置 ． 工作面每班钻进 3 0 m， 每天钻进深度 9 0 m， 钻孔高度 O ． 6 5 m， 实际采 高 1 m， 钻孔 宽度为 2 ． 0 m， 钻煤 时采 出率 为 O ． 9 5 ， 年生产能力为 8 ． 7 5万t 。 2巷道布 置、 顶板控制 和通风 根据 3煤赋存状况 ， 可充分利用 I I 4 6上山采 区 及六采 区生产系统运料 、 排矸 、 运煤 。为了减少掘进 巷道工程量 ， 在 3 、 4煤间距较大 的地点可设一临 时 垂直煤仓进行连接 ， 煤仓高度即 3 、 4煤间距 。 由于 3煤无直接顶， 老顶以中细砂岩为主． 平均 厚 1 7 ． 5 m， 钻采面采宽 1 ． 9 0 5 m ， 煤柱宽 O ． 5 m， 顶板 来压及下沉量不明显 ，故钻采工作面采用不支护方 式 。正常工作时期 ， 在工作面钻孔钻采完毕后 ， 在钻 孔 口以里 O ． 3 m 处支设 3棵 1 8 0 m m6 5 0 m m 的 优 质木点柱 ，上方戴规格为 4 0 0 mm2 0 0 mm4 0 m m的木柱帽f 柱帽沿倾斜使用 ， 并用木栅栏加紧打 牢 ． 软底处加穿 1 ． 5 m2 5 0 mm4 0 m m 的大木鞋 。 木点柱严禁支在浮煤 、 浮矸上。 随着螺旋钻采煤机不断前移采煤 ，要随时观测 运输巷的围岩变形情况 。 当巷道压力变大 、 变形严重 时 ．及 时打锚索加强支护 。锚索 间排距 3 0 0 mm 3 0 0 mm． 长度 6 ． 0 m， 安设在巷 道拱顶 ， 防止 冒顶或 影响钻采工作。 运输巷采用锚网作永久支护 。 在钻孔 口以上 或 以下 O ． 3 m处支设 3棵 1 8 0 m m6 5 0 m m的优质木点柱支护顶板。 钻采工作面通风方式是利用 21 5 k W 局部通 风机供风 。 3 该工艺的优点 与传统工艺相比， 该工艺的优点是 ① 在采煤 面实现无人操作． 有利于安全生产； ② 可以减少伤 亡事故， 减少职业病患者； ③ 可在螺旋钻具上安装 3种不同直径 的钻头 ．增加在不同厚度煤层上的采 收率； ④ 实现薄煤层采煤 ， 其中包括从平衡的和保 护煤柱上采煤． 增加采煤量； ⑤ 只采煤不采矸石， 煤 质较好； ⑥ 由于不需要支撑， 可以节约大量的木材。 ⑦工作效率提高一倍以上； ⑧ 由于留煤柱， 代替了 支护， 可降低采煤成本， 减少运输巷的回收费用。⑨ 设备维护、 维修方便． 可避免重体力劳动。 ⑩ 人工工 效提高 ， 采煤机每班 6人操作， 可大大地减轻工人的 劳动强度。 4结 语 采用螺旋钻采煤工艺解决 了该矿 3煤长期 以来 无法 回采 的难题 ， 3煤可采储量共 1 4 8 ． 8万 t ，经济 效益十分可观。该采煤工艺用人少 ， 效益好 ， 可多回 收煤炭资源 ， 延长矿井的服务年限。 利用该工艺采煤 钻孔 间要留下煤柱且钻孔不能达到设计的深度 ， 造 成煤炭损失 ，因此还应不断完善螺旋钻机采煤技术 和工 艺 。 作者简介 储 飞 1 9 7 1 一 ， 男 ， 安徽 濉溪人 ，1 9 9 1年毕 业于安徽煤炭工 业学校采煤专业． 安徽 恒源煤 电股 份有 限公 司刘桥一矿助理工程师。 收 稿 日期 2 0 0 6 0 5 - 1 2 维普资讯