复杂地质条件下薄煤层综合机械化采煤技术研究
复杂结构薄煤层无炮综采工艺应用论文

复杂结构薄煤层无炮综采工艺的研究与应用[摘要]:随着国家煤矿资源的不断开采,很多煤矿厚及中厚煤层的储量日趋减少,复杂结构煤层和薄煤层开采将成为矿井的主采煤层,本文重点对复杂结构薄煤层综合机械化采煤成套设备技术进行研究试验,较好地解决了复杂结构煤层开采过程中带来的各类问题。
[关键词]:复杂结构薄煤层无炮综采中图分类号:o231.5 文献标识码:o 文章编号:1009-914x (2012)12- 0008–01山东能源新矿集团协庄煤矿于1958年建井,1962年1月投产,是我国自行设计、施工的一座大型矿井,是当时山东省内第一大矿,被誉为“鲁煤第一峰”。
原设计能力120万吨,1989年改扩建后达到180万吨。
为开采近50年的老矿井,井田内可采煤层共6层,分为前组煤和后组煤,前组煤为二层、四层和六层煤,后组煤为十一层、十三层和十五层煤。
随着矿井的不断开采,前组煤逐渐减少,后组煤开采逐渐显示其重要性。
协庄煤矿后组煤煤层中分别含有0.3—0.5米的夹矸,并且夹矸硬度很高,不易破碎,因此,含夹矸给开采工作带来了极为不利的影响,特别是在机械化采煤条件下,往往使采煤机不能正常进刀,影响工作面的推进速度,导致工作面围岩应力的变化,对顶板的管理也不利。
而含厚硬夹矸的较薄煤层是工作面正常开采面临的一个难题,夹矸厚且硬,采煤机无法对矸石进行截割,而采用炮采的方法进行回采,效率低,成本高,不利于提高煤炭的回收率。
为了提高这种含厚硬夹矸煤层的开采效率,协庄煤矿进行了多次探索。
目前,新矿集团普遍对这种含厚硬夹矸煤层的开采采用机割与松动爆破相结合的处理方案。
该方法的主要工艺流程就是工作面开切眼后,先进行打眼放炮,将厚硬夹矸进行松动爆破,然后使用采煤机组进行割煤、装煤和运煤。
通过使用“松动爆破+综采”的采煤工艺,在一定程度上提高了采煤效率,但效率仍然很低。
该方法最大机割厚度为300mm,松动爆破需要严格控制钻孔的方向、层位及装药量,这些工序要求严格,现场操作不易掌握,而且打眼、装药占用了大量的时间,严重影响了采煤效率的提高。
薄煤层综采技术在复杂地质条件下的应用研究

4 . 1 . 1 作业 方式 : 采 面采 用 两班 割煤 , 班 检修 制作 业 。 4 . 1 . 2采煤 方法 : 采 煤过 程 中 ,以走 向 长壁 后退 法 为主 ,将采 空 区以全 部跨 落 的方 式进 行处 理 。 4 . 1 . 3 薄 层 采 煤 工 艺 的 基 本 流程 :割 煤一 降 架一移 架一 升架 一移 运输 送 机 。 4 . 1 . 4支架 操 作原 则 : 坚持 “ 从 上 架操 纵 下架 、邻 架操 作” 基本 原则 。 4 . 1 . 5采 煤机组 循环 作 业方 法:每 个作 业 循环 步骤 为每 一次 进 刀移一 次支 架 、推一 次 刮板 输送 机 , 循环 作业都 是 采取单 向割 煤 , 每 一个 班组 有两 个循 环作 业面 。 4 . 1 . 6采 煤进 刀方 式 : 薄 层采 煤 工艺主 要 采取 端头 斜切 进 刀方式 ,而 进 刀的位 置 则 选在机 尾顶 板较 好处 直 接斜切 进 刀 ( 长 度一 般控 制在 3 0 m 左右 ),之 后下 行割 煤 ( 截 深一 般控制 在 0 . 6 0 m 左右 )。 4 . 1 . 7 移 架 方法 : 在 移架 过程 中 ,必 须 按 照 自上 而下移 架 的方 式进 行 ,并遵 循追 机 逐架 前移 的原 则 。 4 . 1 . 8移架 要求 : 一般情 况 下 ,移架 步 距为 0 . 6 m,分 段 依 顺 序 移 架 是 移 架 的 主 要 方 式 ,前 梁 前端 距 煤 壁 的 端 面 距 应 小 于 3 5 0 m m ,在 移 架 过 程 中 ,其 降 架 量 一 般 为 1 0 0 1 4 0 mm,为 避 免 架 间距 离 过 大 ,应 将 架 间的 距离 控制 好 ,移架 之后 ,对 于支 架支 护 顶板要 及 时升 起 ,并随 时将 千斤 顶的 伸长 量 进行调 整 ,从 而使 之与 顶板 保持 平稳 及 紧 密 接触 。值 得注 意的 是 ,要求 采面 煤壁 与支 架 保持 垂直 ,必 要时 必须 对 支架进 行调 整才 能 满足 这一 要求 。 4 . 1 . 9 移 刮 板 输 送 机 :推 移 板 输 输 送 机要 确保 刮板 输 送 机其 弯 曲 段 距 离 至 少 为 1 5 m,其 垂直 弯 曲度应 小 于 3 。 ,滞 后 移 架 应为 1 0~ 1 5 m ,每次 推 移为 0 . 6 0 m。 4 . 2 安 全技 术措 施 在 工 作 面 的 切 眼上 有 两 个 正 断 层 ,为 了能 够顺 利通 过 断层 ,采煤 机组 在 回采之 断 层附 近时 ,采 取 “ 上 盘 留底挑顶 、下盘 留顶 拉 底”方 式推 进 ,在这 个过 程 中需要 严 格控 制 采高 点 ,这 样 才能 保证 采煤 机能 够 顺利通 过 。也 就是 在工 作面 的起 顶地 方需 严格 做 到
特殊地质条件下薄煤层开采技术

e ha c d r c v r ae o e o r e n n e e o e y rt frs u c .
K e w o ds:hi o ls a ; q fr; t rp e e tn n o to ; e h nz d m ii g y r t n c a e m a ui e wa e r v ni g a d c nr l m c a ie n n
座衰 老矿 井 , 井最 高产 量达 到 10万 ta 目前 矿 2 /。
靠 回收 边角 残煤 维 持矿 井 产 量 , 中薄 煤 产 量 占到 其
总 产量 的 4 % , 5 目前 回采 厚 0 8一1 1I 的 4 野 青 . . I T
煤 层 。薄煤 层地 质条 件复 杂 , 断层裂 隙发 育 , 层局 煤 部倾 角 大 , 有薄 煤顶 板为 富含 水层 , 于水平 大巷 所 位 以下 , 四周为 采 空 区 ( 14 5工作 面 ) 如 26 。在 回 收位
m a hi s mo e a a t be f rg oo ia o diin . c ne i r d p a l o e lg c lc n to s The i l me to b v a ur s mprv d u e g o d wo kig c ndto , n mp e n fa o e me s e i o e nd r run r n o iins a d
2 1 年第 6 01 期
中 州煤 炭
总第 l6 8 期
特 殊 地 质 条 件 下 薄 煤 层 开 采 技术
宋 红 江 , 晓 恩 朱
( 中能 源峰 峰 集 团 邯 郸 市 孙 庄 采 矿 有 限 公 司 , 冀 河北 邯 郸 060 ) 5 20
煤矿综合机械化采煤工艺研究

2 Q
Q : Q 2 ( 王)
Ch i na Ne w T e c h n o l o g i e s a n d P r o d uc t s
薄煤层机械化采煤技术探讨

文献 标识 码 : A 用 比较广 的机 械化设 备 。螺旋钻 机这 种机 采 中的 自动化 开采 ;在 采煤 过程 中可 以连 械设 备主 要用 在煤 层厚 度 为 0 . 4 m 一 0 . 8 m 的 续 T作 , 利用 时间 的能力较 高 , 作 业时产 生 煤层 开采 中 ,它的 出现使施 工现 场无 人看 的煤 尘较少 ,刨煤 机 的机械 化 内部 结构 简 守这 一 目标得 以实现 ,全 部开采 薄煤 层 的 单 , 维护 容易 。
板 位移 很小 、 控制 较容 易 、 开采薄煤 层 时不 会 造成 大 面积塌 方并且 不会 给周 围 的煤层 带来太 大 的影 响。 第 四点 , 与 煤层厚 度加 大 的煤 矿相 比 , 薄煤层 的产 量较 少 、 抛 洒煤 矿造成 浪 费 的 现象严 重 ,薄煤 层周 围的地 理环 境 多样且 复杂 ,这对 开采 薄煤层 的生产量 造成 较大 影响。 据有 关数 据表 明 , 开 采薄煤 层 的生产 量只有 较厚 煤矿 的 3 3 %左右 。 二 、现 阶段 开采薄 煤层使 用 的机 械化
三 、薄 煤层机 械化 采煤技 术 的发展 趋
势
变 得 十分 紧张 。 第 三点 , 和煤 层厚 度较 大的煤 矿相 比 , 投 入 到薄煤 层 中的开采 资金 较大 ,然 而开 采薄煤 层并 不是 一点好 处 没有 ,开采 薄煤 层 的主要优 势是 :薄煤 层工 作 的工作 面顶
、
施工 人员 都能 在巷道 内工 作 ,这 不仅 加强 了施 工人员 工作 时环 境的 安全指 标 ,还可 以 高效 的防止 瓦斯爆 炸事 故与 顶板坍 塌事 故 的产生 。螺旋 钻机 这种机 械化 采煤 技术 的广 泛应 用实现 了资 源 、人 力投 入少 和效 力。 产 量提 高大 的双赢 局 面 , 与传 统 的采煤 技 术相 比 , 螺 旋钻 机采 煤机 技术结 构 简单 、
复杂地质条件下薄煤层综采技术的研究与实践

复杂地质条件下薄煤层综采技术的研究与实践*杨怀敏(河北工程大学, 河北邯郸市056038)摘要:在峰峰矿区小屯矿4号煤层14459工作面试验中,针对煤层薄、断层多、顶板坚硬且破碎等复杂地质条件,采用大功率采煤机、高强度液压支架,爆破破底方法等,成功实现了平均厚度为1. 1 m薄煤层的综采,取得了工效提高16. 2t/工、成本降低5. 8元/t、安全事故减少75%、产煤量增加1倍的较好经济技术指标,为峰峰矿区的薄煤层开采奠定了基础。
关键词:薄煤层开采;综合机械化;峰峰矿区随着我国煤炭产量和需求量日趋增大,老矿区的厚煤层资源储量日渐贫乏,企业开始重视以前不愿或不能开采或者几乎无经济效益的薄煤层开采。
为了提高薄煤层的开采效率和经济效益,许多煤矿开展了薄煤层综采技术研究。
由于薄煤层空间条件的限制,综采技术研究的重点确定为“三机”研制和回采工艺方法研究[1~3],研制的成套薄煤层综采设备,在山东枣庄实验成功后[4, 5],在邢台等许多矿区获得推广应用[6, 7],各矿井根据自身的自然条件进行了参数优化[5, 8]。
峰峰矿区针对顶底板坚硬、断层多、构造多等复杂地质条件,以小屯矿14459工作面为试点,对薄煤层综采技术进行了大胆改革和创新,也取得了成功的经验,为矿区其它矿井薄煤层综采提供了可借鉴的实例。
1 矿井及工作面概况小屯井田以断裂形成的地垒穹隆为其主要构造形式,地层产状由穹隆核部向四周倾斜,倾角在8°~18°之间,局部构造复杂破碎地区,其倾角增至30°~35°;断层均属正断层,走向大多为NNE方向,倾向不一,多呈平行排列或互相交叉。
试验的工作面为条带开采,工作面长度44 m,推进长度为620 m,煤层厚度为0. 833~1. 4 m,平均厚度为1. 1 m,储量4万;t直接顶为野青石灰岩,结构致密,含少量方解石脉,厚度为1. 0~1. 6 m,受采动影响时,会产生塑性弯曲而下沉冒落;直接底板为深灰色的细粒砂岩,致密坚硬,厚度为 4. 6 m;在工作面两巷掘进过程中共揭露大小断层18条,落差介于0. 4~3. 2 m之间。
薄煤层开采技术探讨

薄煤层开采技术探讨薄煤层开采是指煤层厚度小于1.3米的煤层,其开采难度大,对采煤机具有较高的要求,同时有较高的危险性。
本文主要从薄煤层开采技术的现状、存在的问题和未来发展方向进行探讨。
一、薄煤层开采技术的现状薄煤层开采技术是目前煤矿开采领域的一个重要方向。
在中国煤矿生产中,涉及薄煤层的矿井越来越多,因此薄煤层开采技术的研究与应用对促进煤炭资源的高效利用和矿井安全稳定生产具有重要意义。
目前,薄煤层开采技术主要包括机械化采煤、综放开采和柔性化采煤等方面。
机械化采煤是通过采煤机进行开采,适用于厚度在0.8米左右的薄煤层;综放开采是在地质条件非常复杂的情况下进行开采,往往需要进行支护和加固;柔性化采煤是针对薄煤层的特殊地质条件,采用特殊的采煤机和采煤工艺进行开采。
虽然薄煤层开采技术已经取得了一定的进展,但在实际应用中仍然存在不少问题。
薄煤层地质条件复杂,易发生顶板和底板破坏,给采煤工作带来了巨大的安全隐患。
目前采用的采煤机在适应薄煤层开采方面还有不足,如对于0.3米以下的超薄煤层开采技术探索不足。
薄煤层开采技术相对成熟,但在提高采场效率和降低成本方面还有待提高。
薄煤层开采技术的研究和实际应用之间还存在一定的脱节,需要进一步加强研究与实践结合。
针对薄煤层开采技术存在的问题,未来的发展方向主要有以下几个方面。
加强薄煤层地质条件的研究,提高对采场围岩稳定性的认识,探索科学合理的支护和加固技术。
加大对采煤机的研发力度,提高其适应薄煤层开采的性能,尤其是针对超薄煤层开采技术进行深入探索。
推动薄煤层开采技术与智能化、信息化技术的融合,提高采场效率和降低成本。
加强薄煤层开采技术的实践探索,发挥煤矿企业在技术创新中的主体作用,促进薄煤层开采技术的不断进步。
综合机械化采煤方法与技术论文

综合机械化采煤方法与技术研究摘要:随着我国煤矿资源不断被利用,采煤技术通过实践和研究也在不断进步,综合机械化采煤法作为一种高效高产的方法被广泛应用。
本文通过对综合机械化采煤技术工艺和影响采煤具体因素的分析与研究,结合笔者多年的采煤经验,提出几点使用综合机械化采煤方法时需注意的一些问题。
关键词:综合机械化采煤技术工艺分析与研究1 引言综合机械化采煤法,简称“综采”,可以说是目前世界上最为先进的采煤方法,它在破煤、采煤、装煤、运煤、采空区处理、支护、回采运输等煤矿开采的各个环节使机械化程度达到最大化,将人的劳力转化为机械操作,大大提高了煤矿开采工作的效率[1]。
然而,综合机械化采煤法也并非完美无缺,要使综采技术发挥到最大的程度,对设计和施工人员的技术要求也较为严苛。
本文将从剖析综采技术本身出发,对影响综采施工的因素和开采中的注意事项进行详细的分析与研究。
2 综合机械化采煤技术工艺研究在煤矿开采的各个环节中,综合机械化采煤技术采用各种机械化设备完成煤矿作业,其中所使用到的主要装备包括以下几种:> 采煤机,负责完成破煤采煤的作业。
我国大多数煤矿采用双滚筒式采煤机,前滚筒采顶煤,后滚筒采底煤,其工作原理与普通采煤方法是用的采煤机类似[2]。
> 输送机,应用于运煤和回采巷道运输环节。
工作面输送机采用可弯曲的刮板输送机,它的铺面长运载能力突出,还可为液压支架提供支点。
运输巷道中采用可伸缩式输送机,可根据工作面的推进实时调节输送机长度,以此加快生产效率。
> 转载机,负责衔接工作面输送机和巷道输送机。
它通过巷道底板升高作用,将刮板输送机运出的煤转载到巷道输送机上,并且通过推进装置的作用随工作面移动。
> 液压支架,贯穿于开采的整个过程,利用高压液体动力完成设备的支撑保护、推移输送机、采空区处理等作业。
> 移动变电站,应用于整个采煤工程,为工作面采煤机、输送机等设备提供动力电源,并且可以随着工作面的推进而移动。
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复杂地质条件下薄煤层综合机械化采煤技术研究
摘要:介绍西矿业公司复杂地质条件下薄煤层开采综合机械化技术的应用,总结近距离煤层上行开采后薄煤层工业性试验情况,并分析了薄煤层综采工作面矿压观测情况,提出有关建议。
关键词:薄煤层综采技术研究
1 工作面地质条件
综采面为1013中工作面,位于11水平10石门西翼,地面标高+31m,工作面标高-774~-816m。
该工作面上覆9煤层1191中,1191中下,1193中已回采,下部12煤层1023上,1023下,1123中,1123中下,1123下也已回采,该区域无其它采掘工程。
下伏12煤层已全部回采,对11煤层造成了不同程度破坏,11煤层走向变化较大,煤层厚度0.5~2.0m,平均1.25m,煤层倾角12~230,平均190,原生沉积11煤层有底凸或底凹现象。
受12煤层采后影响,11煤层赋存条件遭到破坏,煤厚发生变化或煤层弯曲变形,属煤层赋存不稳定薄煤层,并有两条火成岩侵入,在岩墙侵入附近煤层有焦化现象。
综采工作面走向长825~890m,平均870m,倾斜长度95-100m,平均倾斜长98m。
该工作面位于林西井田杜军庄背斜构造块内,地质构造复杂,受下伏12煤层采动影响,断层较多。
经过掘进确认,共见断层27条,最大落差为2.2 m,均为正断层。
本区域断层一般延展性较差,受断层影响,煤层有拉薄或断失。
因此,从总体上看,该面的地质条
件属于较复杂型。
11水平10石门11煤层直接顶为泥岩,厚度为1.5~2.4m,黑色块状,贝壳状断口,划痕灰白色;基本顶为细粒砂岩,厚度为1.7~7.38m,深灰色,层状,主要成份为石英,长石,白色划痕。
11煤层直接顶抗压强度73mpa,为三类稳定顶板,其跨落步距19~25m。
老顶为ⅱ级,周期来压明显。
老顶周期来压步距为25~30m。
直接底板为粉砂质泥岩,厚度0.2m左右,灰黑色块状含大量植物根化石,划痕灰白色。
老底为细粒砂岩,厚度0.75m。
由于受12煤层已回采影响,对11煤层顶底板赋存的完整性有一定破坏。
因此,其属性也会有所变化。
2 1013薄煤层综采工作面设备选型
2.1 工作面主要配套设备综采支架:zy4000/08/18d型,65架;采煤机:mg180/420-bwd型,1部;采面输送机:sgz630/264型,1部;乳化液泵:brw400/31.5智能型,2泵1箱;桥式转载机:
sgb620/40型,1部;sdj-800皮带运输机,3部。
2.2 主要设备的技术参数①支架型号:zy4000/08/
18d。
其中,电液控部分由北京提供。
架型:两柱掩护式液压支架,高度:800~1800 mm,中心距:1500mm;宽度,1410~1580mm,初撑力:3090kn,工作阻力:4000kn,支护强度:0.48~0.61mpa (f=2),底板比压:1.96~2.13mpa,采高:1.2~1.5m,适应倾角:25°(>20°加防倒防滑装置),泵站压力:31.5 mpa,操纵方式:电液控操作,支架质量11.5t。
该工作面煤层平均煤厚为1.25m,
随采随冒,采高达到1.5m。
通过支护强度验算,该架型能够满足支护强度以及底板比压要求。
②采煤机型号:mg180/420-bwd,适应采高:0.8~1.8m;适应倾角:≤35°,硬度系数:f=4;机面高度:682mm,过煤高度:323mm,最小卧底量:150mm(使用1.0m滚筒),截深:0.63m,总装机功率2×180+2×30
=420kw,整机总重量为24t。
③输送机型号为sgz630/264。
3 生产工艺优化
3.1 优化过断层的方法 1013中下工作面地质条件十分复杂,掘进共揭露21条大小不等断层。
其中,f11断层落差达到3m。
试验开采时,就遇到过45m全岩段的难题。
为快速有效通过全岩段,制定了详细的措施和施工工艺流程,明确了施工顺序和步骤以及每一步的安全注意事项。
对全岩段以及煤层变薄处,采用挑顶、起底打眼爆破逐步抬高输送机的措施,每循环必须保证支架的顶梁抬起前头,并抬高输送机达到规定要求。
由于措施得力,2012年1~3月顺利通过了工作面45m全岩段,试采工作顺利完成。
3.2 优化过断层爆破施工方法采用两个循环一次爆破方式处理断层全岩段,一次打眼深度确定为1.4m,炮眼五花布置,装药量为0.3kg,炮后及时拉超前架支护顶板。
该种爆破方式保证了每班正常割煤达到2个循环。
为保护支架立柱爆破前将pvc板吊挂在支架顶梁下,并在板上做有空气卸压孔,降低爆破冲击能,防止因爆破飞矸击伤支架立柱,起到了保护设施设备的作用。
同时,由于pvc 防护板质量轻,易于移动吊挂,有效加快了放炮速度,缩短了因地
质构造影响对工作面生产的影响。
3.3 薄煤层双滚筒采煤机过煤高度优化设计 mg240/
300-wb采煤机原设计过煤高度为21cm,机组上滚筒所割的煤不能经机身下由输送机及时运走,造成输送机与支架之间浮煤过多,人工清理费时费力,制约了移架工序的正常进行,采出率降低,严重制约了工作面生产。
根据实际情况,矿组织有关技术人员进行了技术攻关,大胆改造创新,选取合理的高度对机组滑靴进行加高改造,并另行加高制作机组行走轮,使采煤机过煤高度增加到35cm,满足采煤设备运转要求,保证了工作面的正常生产。
3.4 防尘系统优化,改善工作环境薄煤层综采工作面由于反转挡煤板需要较大高度等原因而一般不设挡煤板,极易造成煤尘飞扬。
南冶煤矿采用液压支架架间光电喷雾系统,避免了因操作空间小人员不易操作造成不开架间喷雾现象,省时省力,有效保证了架间喷雾效果。
在加强机组内外喷雾以及架间喷雾的基础上,在机组中部加设一排外喷,在供水管路上增设管道泵保证水压,在回风巷架设捕尘纱网,在各转载机机头安设捕尘网罩,避免了在粉尘产生的主要环节煤尘二度飞扬,有效防止了巷道积尘的产生,喷雾降尘收到了较好的效果,保证了安全生产。
3.5 电缆、防尘水管拖拉系统优化在薄煤层综采工作面,由于受采高限制,电缆、水管槽较小而且高度不大,原设计方案采用拖拉夹集中随采煤机一同移动,出现拖拉夹脱槽现象,要4~5人随机整理,严重制约了采煤机运行速度。
因此,推翻了原设计方案,
将防尘管路以及不移动电缆用u形卡子固定在电缆槽外侧,在防尘管路上每15m设一三通以便于插接机组防尘管,采煤机只拖拉移动的电缆以及20m的防尘管,成功解决了这一问题,大大加快了采煤机运行速度。
4 工业性试验情况
1013中下工作面试验表明,使用轻型综采支架重点解决了复杂地质条件下顶板支护困难、底板比较松软、支柱钻底严重、安全生产管理难度大的问题,达到保证安全生产、提高工作面单产、降低材料消耗、提高经济与安全效益的目的。
改变了以往薄煤层开采采用人海战术、装备水平低、安全程度低、职工劳动强度大、经济及社会效益低下的现状,提高了以薄煤层为主采煤层矿井的装备水平,促进了矿井向安全本质型转变,提高了矿井的核心竞争力。
5 结论
1013中下工作面是1.2m采高的薄煤层综采技术首次应用。
在1013中下工作面的试验成功,证明轻型综采能够较好地适应薄煤层开采,提高了矿井产量,杜绝了轻伤以上的人身事故,取得了明显的经济和社会效益。
参考文献:
[1]任德玉.薄煤层开采存在的问题与机械化采煤技术[j].价值工程,2011(09).
[2]段力权.薄煤层采煤机的发展及技术分析[j].价值工程,2010(36).
[3]吴再生,吴修宇.极薄煤层采煤工作面开采系统研究与实践[j].价值工程,2012(27).
作者简介:
刘志强(1982-),男,河北唐山人,助理工程师,毕业于中国矿业大学采煤工程,本科学历,现在唐山开滦林西矿业有限公司掘进二区工作。