摘要：介紹西礦業(yè)公司復(fù)雜地質(zhì)條件下薄煤層開采綜合機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用，總結(jié)近距離煤層上行開采后薄煤層工業(yè)性試驗情況，并分析了薄煤層綜采工作面礦壓觀測情況，提出有關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：薄煤層 綜采 技術(shù)研究

1 工作面地質(zhì)條件

綜采面為1013中工作面，位于11水平10石門西翼，地面標(biāo)高+31m，工作面標(biāo)高-774～-816m。該工作面上覆9煤層1191中，1191中下，1193中已回采，下部12煤層1023上，1023下，1123中，1123中下，1123下也已回采，該區(qū)域無其它采掘工程。下伏12煤層已全部回采，對11煤層造成了不同程度破壞，11煤層走向變化較大，煤層厚度0.5～2.0m，平均1.25m，煤層傾角12～230，平均190，原生沉積11煤層有底凸或底凹現(xiàn)象。受12煤層采后影響，11煤層賦存條件遭到破壞，煤厚發(fā)生變化或煤層彎曲變形，屬煤層賦存不穩(wěn)定薄煤層，并有兩條火成巖侵入，在巖墻侵入附近煤層有焦化現(xiàn)象。

綜采工作面走向長825～890m，平均870m，傾斜長度95-100m，平均傾斜長98m。

該工作面位于林西井田杜軍莊背斜構(gòu)造塊內(nèi)，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，受下伏12煤層采動影響，斷層較多。經(jīng)過掘進(jìn)確認(rèn)，共見斷層27條，最大落差為2.2 m，均為正斷層。本區(qū)域斷層一般延展性較差，受斷層影響，煤層有拉薄或斷失。因此，從總體上看，該面的地質(zhì)條件屬于較復(fù)雜型。

11水平10石門11煤層直接頂為泥巖，厚度為1.5～2.4m，黑色塊狀，貝殼狀斷口，劃痕灰白色；基本頂為細(xì)粒砂巖，厚度為1.7～7.38m，深灰色，層狀，主要成份為石英，長石，白色劃痕。11煤層直接頂抗壓強(qiáng)度73MPa，為三類穩(wěn)定頂板，其跨落步距19～25m。老頂為Ⅱ級，周期來壓明顯。老頂周期來壓步距為25～30m。直接底板為粉砂質(zhì)泥巖，厚度0.2m左右，灰黑色塊狀含大量植物根化石，劃痕灰白色。老底為細(xì)粒砂巖，厚度0.75m。由于受12煤層已回采影響，對11煤層頂?shù)装遒x存的完整性有一定破壞。因此，其屬性也會有所變化。

2 1013薄煤層綜采工作面設(shè)備選型

2.1 工作面主要配套設(shè)備 綜采支架：ZY4000/08/18D型，65架；采煤機(jī)：MG180/420-BWD型，1部；采面輸送機(jī)：SGZ630/264型，1部；乳化液泵：BRW400/31.5智能型，2泵1箱；橋式轉(zhuǎn)載機(jī)：SGB620/40型，1部；SDJ-800皮帶運(yùn)輸機(jī)，3部。

2.2 主要設(shè)備的技術(shù)參數(shù) ①支架型號：ZY4000/08/

18D。其中，電液控部分由北京提供。架型：兩柱掩護(hù)式液壓支架，高度：800～1800 mm，中心距：1500mm；寬度，1410～1580mm，初撐力：3090kN，工作阻力：4000kN，支護(hù)強(qiáng)度：0.48～0.61MPa（f=2），底板比壓：1.96～2.13MPa，采高：1.2～1.5m，適應(yīng)傾角：25°（>20°加防倒防滑裝置），泵站壓力：31.5 MPa，操縱方式：電液控操作，支架質(zhì)量11.5t。該工作面煤層平均煤厚為1.25m，隨采隨冒，采高達(dá)到1.5m。通過支護(hù)強(qiáng)度驗算，該架型能夠滿足支護(hù)強(qiáng)度以及底板比壓要求。②采煤機(jī)型號：MG180/420-BWD，適應(yīng)采高：0.8～1.8m；適應(yīng)傾角：≤35°，硬度系數(shù)：f=4；機(jī)面高度：682mm，過煤高度：323mm，最小臥底量：150mm（使用1.0m滾筒），截深：0.63m，總裝機(jī)功率2×180+2×30

=420kW，整機(jī)總重量為24t。③輸送機(jī)型號為SGZ630/264。

3 生產(chǎn)工藝優(yōu)化

3.1 優(yōu)化過斷層的方法 1013中下工作面地質(zhì)條件十分復(fù)雜，掘進(jìn)共揭露21條大小不等斷層。其中，F(xiàn)11斷層落差達(dá)到3m。試驗開采時，就遇到過45m全巖段的難題。為快速有效通過全巖段，制定了詳細(xì)的措施和施工工藝流程，明確了施工順序和步驟以及每一步的安全注意事項。對全巖段以及煤層變薄處，采用挑頂、起底打眼爆破逐步抬高輸送機(jī)的措施，每循環(huán)必須保證支架的頂梁抬起前頭，并抬高輸送機(jī)達(dá)到規(guī)定要求。由于措施得力，2012年1～3月順利通過了工作面45m全巖段，試采工作順利完成。

3.2 優(yōu)化過斷層爆破施工方法 采用兩個循環(huán)一次爆破方式處理斷層全巖段，一次打眼深度確定為1.4m，炮眼五花布置，裝藥量為0.3kg，炮后及時拉超前架支護(hù)頂板。該種爆破方式保證了每班正常割煤達(dá)到2個循環(huán)。為保護(hù)支架立柱爆破前將PVC板吊掛在支架頂梁下，并在板上做有空氣卸壓孔，降低爆破沖擊能，防止因爆破飛矸擊傷支架立柱，起到了保護(hù)設(shè)施設(shè)備的作用。同時，由于PVC防護(hù)板質(zhì)量輕，易于移動吊掛，有效加快了放炮速度，縮短了因地質(zhì)構(gòu)造影響對工作面生產(chǎn)的影響。

3.3 薄煤層雙滾筒采煤機(jī)過煤高度優(yōu)化設(shè)計 MG240/

300-WB采煤機(jī)原設(shè)計過煤高度為21cm，機(jī)組上滾筒所割的煤不能經(jīng)機(jī)身下由輸送機(jī)及時運(yùn)走，造成輸送機(jī)與支架之間浮煤過多，人工清理費(fèi)時費(fèi)力，制約了移架工序的正常進(jìn)行，采出率降低，嚴(yán)重制約了工作面生產(chǎn)。根據(jù)實際情況，礦組織有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，大膽改造創(chuàng)新，選取合理的高度對機(jī)組滑靴進(jìn)行加高改造，并另行加高制作機(jī)組行走輪，使采煤機(jī)過煤高度增加到35cm，滿足采煤設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)要求，保證了工作面的正常生產(chǎn)。

3.4 防塵系統(tǒng)優(yōu)化，改善工作環(huán)境 薄煤層綜采工作面由于反轉(zhuǎn)擋煤板需要較大高度等原因而一般不設(shè)擋煤板，極易造成煤塵飛揚(yáng)。南冶煤礦采用液壓支架架間光電噴霧系統(tǒng)，避免了因操作空間小人員不易操作造成不開架間噴霧現(xiàn)象，省時省力，有效保證了架間噴霧效果。在加強(qiáng)機(jī)組內(nèi)外噴霧以及架間噴霧的基礎(chǔ)上，在機(jī)組中部加設(shè)一排外噴，在供水管路上增設(shè)管道泵保證水壓，在回風(fēng)巷架設(shè)捕塵紗網(wǎng)，在各轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭安設(shè)捕塵網(wǎng)罩，避免了在粉塵產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)煤塵二度飛揚(yáng)，有效防止了巷道積塵的產(chǎn)生，噴霧降塵收到了較好的效果，保證了安全生產(chǎn)。

3.5 電纜、防塵水管拖拉系統(tǒng)優(yōu)化 在薄煤層綜采工作面，由于受采高限制，電纜、水管槽較小而且高度不大，原設(shè)計方案采用拖拉夾集中隨采煤機(jī)一同移動，出現(xiàn)拖拉夾脫槽現(xiàn)象，要4～5人隨機(jī)整理，嚴(yán)重制約了采煤機(jī)運(yùn)行速度。因此，推翻了原設(shè)計方案，將防塵管路以及不移動電纜用U形卡子固定在電纜槽外側(cè)，在防塵管路上每15m設(shè)一三通以便于插接機(jī)組防塵管，采煤機(jī)只拖拉移動的電纜以及20m的防塵管，成功解決了這一問題，大大加快了采煤機(jī)運(yùn)行速度。

4 工業(yè)性試驗情況

1013中下工作面試驗表明，使用輕型綜采支架重點解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下頂板支護(hù)困難、底板比較松軟、支柱鉆底嚴(yán)重、安全生產(chǎn)管理難度大的問題，達(dá)到保證安全生產(chǎn)、提高工作面單產(chǎn)、降低材料消耗、提高經(jīng)濟(jì)與安全效益的目的。改變了以往薄煤層開采采用人海戰(zhàn)術(shù)、裝備水平低、安全程度低、職工勞動強(qiáng)度大、經(jīng)濟(jì)及社會效益低下的現(xiàn)狀，提高了以薄煤層為主采煤層礦井的裝備水平，促進(jìn)了礦井向安全本質(zhì)型轉(zhuǎn)變，提高了礦井的核心競爭力。

5 結(jié)論

1013中下工作面是1.2m采高的薄煤層綜采技術(shù)首次應(yīng)用。在1013中下工作面的試驗成功，證明輕型綜采能夠較好地適應(yīng)薄煤層開采，提高了礦井產(chǎn)量，杜絕了輕傷以上的人身事故，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

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作者簡介：

劉志強(qiáng)（1982-），男，河北唐山人，助理工程師，畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)采煤工程，本科學(xué)歷，現(xiàn)在唐山開灤林西礦業(yè)有限公司掘進(jìn)二區(qū)工作。