朱國(guó)平

(山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司屯蘭礦)

近距離煤層合采技術(shù)應(yīng)用

朱國(guó)平①

(山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司屯蘭礦)

屯蘭礦2#、3#煤層結(jié)構(gòu)為3.27(0.65)0.67,煤質(zhì)相似,且屬近距離煤層。在投產(chǎn)初期,僅回采2#主采煤層,距其較近距離的下部3#煤層隨之丟棄,通過(guò)選用合適的采煤設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了2#、3#煤層的合采,降低了成本,提高了資源回收率。

近距離;煤層;合采技術(shù);應(yīng)用;效益

山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司屯蘭礦為核定年生產(chǎn)能力500萬(wàn)t的現(xiàn)代化礦井,1997年10月31日試生產(chǎn),井田面積73.3 km2,工業(yè)儲(chǔ)量10.28億t,可采儲(chǔ)量6.3億t。以焦煤為主,肥煤、瘦煤、貧煤次之,焦煤占60%,肥煤占20%,為世界稀缺資源,具有低灰,低硫、低磷,黏結(jié)性強(qiáng),結(jié)焦性好等優(yōu)點(diǎn),是冶金、電力、化工等行業(yè)理想的原材料,產(chǎn)品銷往國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。屯蘭礦上組煤主采煤層為2#煤,平均厚度3.27 m,基本為中厚煤層,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,全區(qū)可采。頂板以砂質(zhì)泥巖和泥巖為主,次為細(xì)砂巖及炭質(zhì)泥巖;底板以炭質(zhì)泥巖為主,次為砂質(zhì)泥巖。原煤灰分7.68%～34.38%,以中灰為主,洗煤多低于10%。原煤硫分0.30%～2.40%,多低于1%,以低硫占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),洗煤硫分多低于0.5%。磷含量一般小于0.01%,為優(yōu)質(zhì)焦煤。

3#煤分布在2#煤下,與2#煤層平均間距為0.65 m,平均厚度0.67 m,為薄煤層,單獨(dú)回采難度較大。但3#煤大多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,賦存較為穩(wěn)定,頂板為炭質(zhì)泥巖;底板以砂質(zhì)泥巖為主。原煤灰分10.02%～43.65%,以高灰為主,原煤硫分0.37%～3.73%,以低硫?yàn)橹?洗煤硫分基本低于1%,為優(yōu)質(zhì)焦煤。

2#、3#煤層結(jié)構(gòu)為3.27(0.65)0.67,總厚度4.59 m,適于合采。屯蘭礦從2004年開(kāi)始全部實(shí)現(xiàn)了2#、3#煤層合采,共合采2#、3#煤1 580萬(wàn)t。

1 巷道掘進(jìn)

根據(jù)煤層頂?shù)装鍘r性特征,本著便于掘進(jìn)、支護(hù),利于回采超前支護(hù)的原則,巷道均沿2#煤頂、底板掘進(jìn),高度3.3 m,矩形斷面。頂板采用“錨桿+鋼筋托架+金屬網(wǎng)+錨索”的聯(lián)合支護(hù)形式,兩幫采用“錨桿+鋼筋托架+金屬網(wǎng)”的聯(lián)合支護(hù)形式。

2 回采工藝

工藝流程跟普通綜采基本相同,采用傾斜長(zhǎng)壁后退式一次采全高全部垮落法綜合機(jī)械化采煤方法。

回采工藝為:采煤機(jī)割煤、裝煤→可彎曲刮板機(jī)運(yùn)煤→移架→推移運(yùn)輸機(jī)。

3 主要配套設(shè)備

采煤機(jī)的最大采高及液壓支架的最大支撐高度應(yīng)在4.6 m以上,并根據(jù)有關(guān)要求留有適當(dāng)余量,故最后確定配套設(shè)備為:

采煤機(jī)MGTY-500/1200-3.3D采高范圍: 2.2～4.5 m;

液壓支架ZY8000-25/50支撐高度:2.5～5.0 m;

端頭支架ZT8000-20/42支撐高度:2.0～4.2 m;

刮板運(yùn)輸機(jī)SGZ-900/1050運(yùn)輸能力: 2 000 t/h;

轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ-900/315運(yùn)輸能力:2 200 t/h;

破碎機(jī)PCM-200破碎能力:2 200 t/h;

膠帶輸送機(jī)DSJ120/180/3×315運(yùn)輸能力: 1 800 t/h。

4 初采臥底

工作面切眼高度為3.5 m,而工作面采高為4.5 m,要達(dá)到設(shè)計(jì)采高,運(yùn)輸機(jī)、支架必須同時(shí)下臥1 m。如果每個(gè)循環(huán)的臥底量大,支架推移框架與水平角度過(guò)大,勢(shì)必造成水平方向的推移力減小,從而導(dǎo)致支架推移困難。如果臥底量小,則會(huì)影響到工作面的產(chǎn)量?？紤]到煤層傾角(5°)以及采煤機(jī)適應(yīng)煤層傾角(0～16°),決定以10°的坡度向下回采。由此確定臥底量:

N=sin10°×0.8=0.13 m,取0.1 m。

實(shí)踐證明,當(dāng)每循環(huán)向下臥底0.1 m,當(dāng)工作面推進(jìn)8 m時(shí),工作面恰好跟3#煤底板回采。

5 收尾工藝

1)收尾工藝的影響因素。

a)工作面支架外形尺寸,需要擴(kuò)循環(huán)4 m,插梁的長(zhǎng)度必須不小于5 m,上、抽插梁難度大,施工困難。b)長(zhǎng)圓木直徑大,影響收尾工作面的高度。c)抽兩次插梁后,支架反復(fù)作用于圓木,導(dǎo)致圓木破壞變形嚴(yán)重,降低了支護(hù)強(qiáng)度。d)“錨索+鋼筋托架”聯(lián)合支護(hù)是主動(dòng)支護(hù),能有效控制頂板,勞動(dòng)強(qiáng)度小。為保證收尾撤架工作的安全,進(jìn)行工作面擴(kuò)循環(huán)時(shí),采用工字鋼代替圓木做插梁,擴(kuò)第一刀后在距支架梁端0.5 m處打設(shè)d15.4 mm×6 300 mm的錨索與順面鋼筋托架,間距3.5 m,整個(gè)工作面打設(shè)3排錨索,排距1 m。擴(kuò)循環(huán)完畢后,在工字鋼梁頭打設(shè)單體支柱代替丫嘴貼幫柱。

2)收尾新工藝的優(yōu)點(diǎn)。降低了抽、上長(zhǎng)圓木的勞動(dòng)強(qiáng)度,保證了支架回撤期間的安全,節(jié)省了工作面收尾期間費(fèi)用。由于工字鋼梁與液壓?jiǎn)误w可以回收復(fù)用,而圓木則在撤支架的過(guò)程中損壞變形不能回收復(fù)用,部分折損的圓木因不能回收增加了采空區(qū)管理難度。新工藝的采用不但節(jié)約了資金,更保證了收尾、撤架以及更長(zhǎng)遠(yuǎn)期間內(nèi)的安全,所以新工藝優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。

由于采高增大,容易造成支架倒架,一方面,穩(wěn)定刮板運(yùn)輸機(jī),不上下竄動(dòng);另一方面,采用支架側(cè)護(hù)板進(jìn)行調(diào)架,保證支架的穩(wěn)定性。

6 2#、3#煤層合采的效益

1)提高了工時(shí)利用,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)2#、3#煤合采,使液壓支架始終處于3#煤底板砂質(zhì)泥巖之上,避免單獨(dú)回采2#煤移架過(guò)程中將底板推起,增加移架阻力,人工清理架前浮矸工作,提高了工時(shí)利用,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2)提高單產(chǎn)水平與資源回收率,延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限。就目前國(guó)內(nèi)外采煤工藝和技術(shù),還沒(méi)有一套單獨(dú)回采3#煤的成功經(jīng)驗(yàn),一般在采完2#煤后,3#煤隨之丟棄,造成了資源的極大浪費(fèi)。通過(guò)2#、3#煤合采,使不可采的3#煤得以回采,極大地提高了資源回收率。按3#煤占2#煤1/5計(jì)算,2#、3#煤合采比單采2#煤循環(huán)產(chǎn)量提高了20%,工作面單產(chǎn)水平提高,工作面儲(chǔ)量也增加了20%,在同樣年產(chǎn)量的情況下,可延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限。

3)降低礦井成本費(fèi)用投入,緩解礦井采掘銜接緊張的局面。通過(guò)2#、3#煤合采,在沒(méi)有多掘巷道的情況下,便可多采出1/5的煤量。

大儲(chǔ)量工作面的設(shè)計(jì)與回采,既保證了回采煤量可采期,又可以減少回采巷道的掘進(jìn)工程量,避免了回采工作面搬家倒面等因素給礦井正常生產(chǎn)帶來(lái)的影響,緩解了礦井銜接緊張的局面。

4)經(jīng)濟(jì)效益。屯蘭礦從2005年實(shí)現(xiàn)2#、3#煤合采以來(lái),每年2#、3#煤合采煤量在300～360萬(wàn)t,按3#煤占2#煤1/5計(jì)算,每年通過(guò)合采技術(shù)可采出3#煤50～60萬(wàn)t。按300元/t計(jì)算,其經(jīng)濟(jì)效益為1.5～1.8億元。

5)為類似礦井近距離煤層合采提供了經(jīng)驗(yàn)。

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Fully Mechanized Coal Mining Face Power Supply System

Cao Shun-ting

With the fully mechanized coal mining face large scale,more widely used high-power induction motors,equipment start its impact on power has become more evident,affect the quality of the electricity grid.Introduces the new power supply system of 241103 face in Xiliu mine,electrical equipment selection and installation process,were used to soft start technology,improve power supply voltage,frequency control and other methods to solve this problem,in actual use reached a expected results,ensure power supply reliability and normal operation of equipment,meet production needs.

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1672-0652(2010)04-0011-02

2010-02-22

朱國(guó)平 男 1974年出生 2006年畢業(yè)于山西省煤炭干部管理學(xué)院 助理工程師 古交 030206