薄煤层采煤工艺在补连塔煤矿的应用

薄煤层采煤工艺在补连塔煤矿的应用

刘银报 卞涛 张海军

国家能源集团神东煤炭集团公司补连塔煤矿 内蒙古鄂尔多斯 017209

摘要：在我国的煤矿资源中, 存在着可采储量比例较大的薄煤层, 由于原煤田中开采条件较好的煤层逐渐枯竭，为了保证资源的有效回收, 薄煤层的开采逐渐被重视起来，薄煤层的机械化开采水平也越来越高。

关键词：薄煤层；开采技术；采煤工艺；机械化

引言

补连塔煤矿11401综采面位于树梁社东侧，苏家梁社北侧，补连沟南侧，地表大部分被松散层覆盖。11401综采面为11煤四盘区首采工作面，上覆基岩厚度为44.51～78.45m，松散层厚度为32.29～46.37m。煤层倾角为1～3°，煤层平均厚度2.04m，容重1.34×10³kg/m³，设计采高2.0m，停采线距12417主运大巷212.98m，切眼距12417主运大巷1038.19m。 该工作面为补连塔煤矿第一个薄煤层工作面，该采煤机工艺的应用对以后薄煤层工作面的开采有很大的借鉴意义。

1煤层条件

11401综采面煤层属不粘煤，成煤期为侏罗纪早-中期。特点：黑色，沥青光泽，层状构造，条带结构，煤层赋存稳定，含铁矿体,部分含泥质结核，厚度1.40～2.40m，平均厚度2.04m，煤层倾角为1～3°。

2采煤方法的选择

2.1采用机械化采煤的必要性

传统炮采的缺点：传统的炮采，液压单体支柱及金属铰接顶梁支护的采煤方法，采煤效率低，产量低，人员使用较多，存在不安全因素较多，且资源浪费较多。

机械化采煤的优点：采煤效率大大提高，职工的劳动强度大大降低，提高了资源的回收率，人员的工作环境也更加的安全。

因此，11401综采面采用倾斜长壁后退式一次采全高全部垮落综合机械化采煤法。采用双滚筒采煤机割煤、装煤，依次由刮板输送机、转载机、破碎机、皮带输送机运煤，采用液压支架支护，采用全部自然垮落法处理采空区，从而实现落煤、装煤、运煤、支护和处理采空区整个回采过程的综采面作业系统。

2.2割煤方式

割煤方式为端头斜切进刀，采取双向割煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，煤机往返一次割两刀，利用滚筒自旋使其截齿破煤。由机头向机尾割煤时，左滚筒割顶煤，右滚筒割底煤；由机尾向机头返回时右滚筒顶煤，左滚筒割底煤。

2.3装煤方式

采用煤机滚筒装煤和推移输送机装煤。装煤是通过滚筒螺旋叶片上的螺旋面进行装载，将煤壁上切割下的煤运出，再利用滚筒上的螺旋叶片将煤抛至刮板输送机溜槽内运走，同时靠滚筒后面的挡煤板来提高装煤效果，靠刮板主运机铲煤板将余留的浮煤推挤到溜槽中。

2.4运煤方式

通过刮板输送机、转载机、胶带机运煤。刮板主运机将煤运至机头后卸入桥式转载机，经破碎机破碎后再由转载机卸入顺槽皮带上进行主运。

2.5支护方式

工作面采用两柱掩护式液压支架进行支护。移架时，保证支架移到位，梁端距应保持在595mm左右。梁端距过小会造成采煤机滚筒割支架前探梁，梁端距过大会造成冒顶。

控顶距：由液压支架的顶梁长度(L1)、端面距(L2)及采煤机的实际截深(S)决定。

液压支架的顶梁长度为4244mm，端面距为595mm，采煤机的实际截深为865mm，则:

最大控顶距：Lmax =L1+L2+S=4244+595+865=5704mm

最小控顶距：Lmin =L1+L2=4244+595=4839mm

2.6采空区处理方式

采用顶板自然垮落法进行采空区顶板处理。

3回采工艺

3.1割煤工艺

根据工作面地质条件，11401综采面采用双向割煤工艺。

进刀方式为端头斜切进刀方式，可简述为切入煤壁→推溜→割三角煤→拉架→返空刀→推溜六个步骤。

（1）进刀方式

1）当采煤机割到工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处留有一段下部煤。

2）调换滚筒位置，前滚筒降下，后滚筒升起，并沿输送机弯曲段反向切入煤壁，后面将输送机推出，直至输送机直线段为止。

3）再调换两个滚筒上、下位置，重新返回割煤至输送机机头（机尾）处吃三角煤。

4）将三角煤割掉后，再次调换上下滚筒位置，返空刀至切入煤壁处开始正常割煤。

（2）进刀距离的确定

D=2L采+L运弯

式中：D—进刀距离,m；

L采—采煤机机身长，摇臂水平时两滚筒中心距14.05m，取机身最大长度为15.5m；

L运弯—主运机弯曲段长度，取18m。

把以上数据带入式中，得：D=2×15.5+18=49.0m

进刀距离取49.0m，近似地，端头斜切进刀范围为30架。

3.2采煤机的割煤以及运煤技术要求

1）采煤机割至机头、机尾时，工作面顶板到顺槽顶板必须有一过渡段，以满足液压支架支护要求。

2）端头割煤时从工作面顶板到顺槽顶板逐渐降低采高，直到和顺槽顶板衔接,机头、机尾过渡段为15架，并且保证过渡段的平缓。

3）割机头、机尾三角煤时，必须保证将三角煤割透，保证顺槽底板到工作面底板平缓过渡，三角煤割不透，容易发生机头、机尾过渡槽翘起事故。

4）正常生产时采高要沿顶沿底割煤，遇特殊情况视实际情况决定。

5）顶底板要割平，不能留有台阶，底板留有台阶或不平会使推溜困难，同时顶底板不平使支架几何形状不好，仰角太大容易漏顶，俯角太大容易发生采煤机滚筒割顶梁事故。

6）必须保证采煤机滚筒截齿完好无缺，割煤时如发现截齿丢失、严重磨损等现象时，应及时停机更换截齿。

7）工作面遇有坚硬夹矸或冲刷体时，如能降低采高通过则降采高通过，否则要编制专项安全技术措施并严格按照措施执行，不得用采煤机强行截割。

8）应严格控制割煤的速度，确保主运煤量均衡，设备运转正常。

9）刮板输送机机头必须有看守人员，防止大块煤在机头堆煤和卡死破碎机。

10）保证刮板输送机的平整，不得出现飘溜、凹溜或局部起伏太大的现象。

11）刮板输送机在推移后保证成一条直线。要保证端面距，严禁煤机碰、割顶梁。

12）刮板输送机机头、机尾推进度保持一致，推移步距为0.8～0.865m ，确保截深、产量和工程质量。

13）推移工作面刮板输送机时，不得出现急弯，除弯曲段其余部分不准出现弯曲。若推溜困难时，不应强推硬过，必须查明原因将问题处理后再推溜。

3.3移架工序

11401综采面采用液压支架支护方式，利用电液控制，采用手动控制移架方式进行移架。

3.4推溜方式

推溜即推移刮板输送机，利用支架为支点，通过安装在支架上的推拉油缸带动推拉杆进行。溜槽通过挡板侧槽帮上的推移耳板和耳孔与推拉杆前端推拉头销接。根据该套支架的功能可实现四种推溜方式：（1）双向邻架控制推溜。（2）成组推溜。（3）煤机和液压支架推溜联动。（4）手动推溜。本工作面回采期间主要采用成组推溜，必要时采用邻架控制和手动推溜。

推移刮板输送机时，应滞后采煤机后滚筒18m，约10架，并且推移千斤顶要逐次推出，最大水平弯曲1°，严禁从两头向中间推主运机，以免造成主运机中间鼓起搭桥。

结语

目前,我国的煤炭开采技术有了较快的发展, 薄煤层开采技术也取得了突破, 机械化采煤技术的应用，极大的提高了开采的效率，在补连塔煤矿的应用过程中，逐步总结经验，为以后薄煤层工作面的开采起到了很大的借鉴意义。

参考文献

[1]刘照辉.低采高孤岛综采工作面回采技术研究[J].工程技术研究,2020,5(16):122-123.

[2]王朝阳,焦承尧,王新莹,班春生,张智勇.薄煤层综合机械化开采工艺及配套设备的研究[J].煤炭科学技术,2005(03):66-69.

[3]白星云,申素维.如何实现石圪节薄煤层的高产高效[J].能源与节能,2015(01).