浅谈易燃煤层综采放顶煤采煤技术

浅谈易燃煤层综采放顶煤采煤技术

姚立国

陕西省益秦集团公司  710000

【摘要】：采煤方法是煤矿生产的核心组织方式。合理选择采煤方法,必须结合生产实际,依靠科技进步,发展机械化、自动化、工艺操作控制程序化,从而实现安全、高产、高效、高采出率。

关键词：易燃煤层、综放、采煤技术

崔家沟煤矿属陕西省益秦集团公司管理的重点煤矿，位于铜川市北38km处，井田位于铜川市金锁乡西北边缘及耀州区杏树坪和核桃峪地区。东西长约7km，南北宽约4km，井田面积为29.91km2。井田北东与玉华矿为邻，东南以煤层露头为界，西北、西南均以4－2煤层可采边界线为界。崔家沟煤矿1958年建井，边建设边生产，逐步形成210万t/a的生产能力。

该矿可采煤层4-2 号煤层位于延安组第一段中上部，区内大部分布， 煤层厚度0～28.67m，平均厚度9.74m。可采厚度0.80～26.17m，平均厚度8.34m，属大部可采煤层。4-2 号煤层厚度南部薄，北部 厚，向斜部位厚，背斜部位变薄至尖灭无煤，横跨特厚、厚煤、中厚、薄煤层 四个分级，以特厚和厚煤层为主。

一、采煤方法的选择

根据上述煤层赋存特点，可供选择的采煤方法有两种，一是倾斜分层采煤法，二是放顶煤采煤法。

该矿改扩建以前，一直采用倾斜分层采煤法，工作面装备标准为炮采～高档普采，实践证明这种采煤方法存在着工作面效率低、掘进率高等问题。该矿属高瓦斯矿井，煤层自燃发火，采空区煤层自燃一直是矿井安全生产的一大隐患，采用分层开采时，原设计三个分层，但是一般只能采两个分层，第三个分层由于自燃发火，只能丢弃。该矿于90年代末期开始采用综采放顶煤采煤方法，原设计综采放顶煤工作面设计单产为75万吨/年，经历次设备更新换代，目前单面产能达到300万吨/年，实际产能保持在220万吨/年，实现了高产高效，也很好的解决了分层开采自燃发火的隐患。

二、工作面主要设备配备及技术特征

（一）液压支架。采用ZF10500/20/38 型四柱放顶煤液压支架，高度2000～3800mm，中心距1.5m，高度 2000～3800 mm ，中心距 1500 mm ，初撑力 7754kN（P=31.5MPa）， 工作阻力 10500kN（P=42.65MPa）支护强度： 1.2～1.25MPa，适应采高： 3.0～3.6m 移架步距： 630mm。

采用ZFG10500/26/40 正四连杆放顶煤过渡支架，高度： 2600～4000mm 中心距： 1500mm 宽度： 1450～1620mm 初撑力：（P=31.5MPa） 7754kN 工作阻力：（P=42.65MPa）10500kN 支护强度：0.85～0.9MPa。采用ZTZ21000/25/45 型端头液压支架，高度： 2500～4500mm ，单架宽度：1095mm 整架宽度： 3270mm ，初撑力：（P=31.5MPa）15520kN 工作阻力：（P=42.65MPa）21000kN ，支护强度 0.46MPa。

（二）采煤机。采用MG500/1130-WD型采煤机，截深600mm，滚筒直径Φ2000mm， 牵引速度 0～8.3/13.8 m/min。

（三）刮板运输机及转载机。前部采用SGZ800/2×700型刮板机，运输能力：≥1500t/h；后部采用SGZ1000/2×700 型刮板输送机，运输能力：≥2000t/h（近水平时）；转载机SZZ1000/525，运输能力：≥2500t/h。

（四）泵站。采用MRB200/31.5型乳化液泵两台，单泵额定流量：≥500L/min， 额定工作压力：≥31.5MPa。

（五）破碎机。PCM400型破碎机一台，破碎能力：≥2500t/h。

（六）皮带机。采用DSJ120/120/4×250永磁变频滚筒直驱胶带输送机，带宽 1200mm，运量 1200t/h。

三、综采放顶煤回采工艺

（一）落煤、进刀方式、割煤方式

根据采区内煤层赋存稳定的情况及地质情况，结合实践经验和设备配备实际情况以及采煤工作面的具体情况，由采煤机自开缺口，往返割煤的同时，由螺旋滚筒将煤装入刮板输送机内，剩余浮煤在移溜时由铲煤板装入溜槽。采煤机往返一次割两刀，进刀方式采用割三角煤工作面端部斜切进刀方式，如图：

（二）移架

   工作面液压支架选择单向连续式移架方式。支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截深。先降后移带压檫顶移架支护顶板，移架滞后割煤机3～5架进行追机作业，顶板破碎处可跟机组进行超前支护，移架步距为0.6米。

（三）移溜

移溜前工作面浮煤清理干净，底板平整，并改掉临时柱。移溜时，采用移溜器进行移溜。工作面每6米设一个移溜点，机头机尾各设一个移溜点。移溜进度1.2米，由机头向机尾，或由机尾向机头，或由中间向两端移溜，严禁由两端向中间移溜。移溜点间距不得大于9米，移溜过程中，除移机头机尾外不得停溜。移溜后要保持溜子平、直、稳、牢，并要打好机头、机尾压柱。

（四）放顶煤

放顶煤过程一般分两个阶段，第一阶段是通过移架使顶煤垮落、破碎，移架不破碎的可采取放炮等措施，使其破碎；第二阶段是放煤，即把已破碎的顶煤最大限度的回收出来。放煤方式分为多轮顺序均匀放煤、单轮间隔顺序均匀放煤、单轮顺序放煤，需要根据煤层赋存情况选择，最佳的放煤方式是采出率高、含矸率低，而改进放煤工艺使之更合理，可以提高采出率、降低含矸率。

（五）顶板管理

该面采用全部垮落法管理顶板，正常生产时追机移架并打开护帮板维护煤墙。

四、高浓度粉尘的综合防治   

综采放顶煤由于开采强度大、产尘尘源多、多尘量可高达（2000-5000）mg/m3，因而对尘毒的防治难度大。在生产中，由于高浓度粉尘使作业场所的劳动卫生条件急剧恶化，严重地制约了这种采煤方法的推广应用。高浓度粉尘的综合防治的总体思路：一是减少粉尘的产生；二是要针对不同尘源的特点，采取防治措施。

（一）综放工作面煤层注水

煤层注水是国内外公认的减少粉尘产生的较好技术措施，尤其是对综采放顶煤工作面，还具有软化煤体（f>3的硬煤），减少跨落煤中的大块，提高煤炭回收率的作用。但是，将一般在普通综采面应用的煤层注水技术，应用在综采放顶煤的厚煤层中，则达不到湿润顶煤的作用，因此，对注水工艺必须作适当的改进；再者，对孔隙率较低的难注水煤层，在工作面原始应力带注水，水难以注入煤体，不容易达到理想要求，必须对注水工艺进行改进。

（二）采煤机径向雾屏及液压支架探梁辅助喷雾降尘

在滚筒摇臂靠人行道一侧设一组构成一弧形的喷嘴组，当喷雾时，在滚筒靠人行道一侧形成一道径向喷雾屏障。同时，在采煤机两个端头各设两个喷嘴，在采煤过程中，作为第二道雾屏的延伸，起到控尘降尘的作用。这两道喷雾屏障既可防止粉尘向人行道方向扩散，又可以起到降尘的作用。

（三）液压支架移架和放煤自动喷雾降尘

有针对性地采取以下技术措施：第一，采用一种自动喷雾控制阀，使液压支架移架和放煤的喷雾降法与操纵液压支架动作的液压系统联动，实现自动喷雾降尘；第二，在喷雾系统中增加一个组合五通阀，可以实现本架移架自动喷雾下风邻架同时自动喷雾，可提高喷雾降尘效果。

参考文献：

钱平高，石平武。矿山压力与岩层控制，徐州，中国矿业大学出版社，2003

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