李少偉

(山西焦煤西山煤電股份有限公司西銘礦，山西 太原 030024)

1 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，煤炭行業(yè)也逐步發(fā)展，并引入機(jī)械化采煤工藝。機(jī)械化采煤工藝的普遍應(yīng)用，提升了采煤的工作效率，也加強(qiáng)了采煤工作的安全性[1～3]。本文在借鑒傳統(tǒng)采煤工藝經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以采煤工作面的開采條件為依據(jù)，對西山煤電股份有限公司西銘礦43108工作面的采煤工藝進(jìn)行探索和研究[4～5]。

2 工作面地質(zhì)概況

2.1 43108工作面概況

西山煤電股份有限公司西銘礦43108工作面位于馬矢山村以東，婁煩灘進(jìn)風(fēng)井以北，大腦上村以西，隨老母斷層以南。工作面中北部有大河溝由南西向北東穿過。采煤工作面覆有厚度在121～328m的蓋山，平均厚度為220m。該工作面的井下位置為西十一采區(qū)的右翼，1152大巷的北部，實(shí)煤區(qū)位于東部，43106工作面位于西部，已經(jīng)回采，北為西銘礦的礦界。該面上覆2#煤32901、32902、32903、32904、32905、32906工作面已回采，北部局部為小窯所采。2#煤與3#煤層之間間距9～17m，平均12.15m左右。其工作面主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

2.2 煤層賦存狀況

43108工作面所采3#下煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有0～0.7m厚度的頁巖，炭質(zhì)頁巖夾雜在局部地段的上部，相對比較破碎，其間厚度范圍為1.30～2.80m，平均厚度約為2.37m。工作面南東部煤層變薄為1.3m左右。煤層賦存基本參數(shù)如表2所示，其頂?shù)装宓膸r性特征如表3所示。

表1 工作面主要技術(shù)參數(shù)

表2 煤層賦存基本參數(shù)

煤質(zhì)牌號(hào)為瘦煤，主要用途為動(dòng)力用煤、民用煤和配焦用煤。3#煤的煤質(zhì)特征如表4所示。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

43108工作面總體以單斜為主，煤層走向?yàn)槟蠔|～北東，煤層傾角范圍在2°～8°，局部發(fā)育有短軸背向斜構(gòu)造；在工作面的切眼處存在一向斜構(gòu)造X1，其軸向?yàn)楸睎|方向，傾伏為南西方向，該構(gòu)造的兩翼的傾角為2°～6°，平均為4°；停采線附近為一窟窿構(gòu)造，傾角3°左右。根據(jù)對上層覆蓋面2#煤的回采狀況以及3#煤的掘進(jìn)進(jìn)度資料的分析得知，回采過程中將會(huì)遇到對回采工作產(chǎn)生一定影響的10條斷層，其中以F3130斷層的影響程度為最大。受上覆2#煤層及相鄰43106工作面采動(dòng)影響，回采工作面存在部分頂板節(jié)理發(fā)育程度較大的地段，在斷層附近體現(xiàn)比較明顯，破碎易冒落，煤壁的兩幫易發(fā)生片幫，影響回采工作的進(jìn)行。上覆2#煤工作面回采及該工作面掘進(jìn)期間尚未發(fā)現(xiàn)陷落柱，預(yù)計(jì)回采期間揭露陷落柱的可能性不大。

表3 煤層頂?shù)装逄卣鞅?/p>

表4 3#煤煤質(zhì)特征表

2.4 水文地質(zhì)

43108工作面中北部地表有大河溝由南西向北東流經(jīng)，溝底與3#煤層間距121m；溝谷呈現(xiàn)出季節(jié)性，在雨季會(huì)有水，工作面回采過后，溝底會(huì)有大量裂隙出現(xiàn)，進(jìn)而開始向工作面滲水，影響到回采工作。預(yù)估涌水量在20～25m3/h范圍內(nèi)波動(dòng)，最大時(shí)期可達(dá)50m3/h。

2.5 其它地質(zhì)條件

①瓦斯：預(yù)估計(jì)工作面的絕對瓦斯涌出量為8m3/min。②煤塵的爆炸指數(shù)為20.14%，具備有爆炸性。③煤的自燃：煤自燃傾向性的級(jí)別為Ⅲ級(jí)，屬于不容易發(fā)生自燃級(jí)別。④地溫：8℃～9℃。⑤地壓：受上覆2#煤采掘影響，局部地段壓力較大。

3 工作面基本參數(shù)及巷道布置

(1)單軌吊巷。在43108工作面的東側(cè)挖掘有長度為1 358m、矩形斷面的單軌吊巷，其凈寬度和凈高度為3.8m×2.8m，掘進(jìn)斷面的面積為10.64m2。采用三花型錨桿布置在巷道的兩幫，上排錨桿與頂板之間的距離為0.5m，錨桿間、排距為1.5m×0.8m；巷道頂部錨桿呈均勻布置，錨桿間、排距為0.8m×0.75m，并垂直于巷道頂板；單軌吊巷在運(yùn)料的同時(shí)兼作回風(fēng)巷道。

(2)皮帶巷。在43108工作面的西側(cè)挖掘有長度為1 552m、矩形斷面的皮帶巷，其凈寬度和凈高度為3.8m×2.6m，掘進(jìn)斷面的面積為9.88m2。采用三花型錨桿布置在巷道的兩幫，上排錨桿與頂板之間的距離為0.5m，錨桿間、排距為1.5m×0.8m。巷道頂部錨桿以0.8m的間距、0.75m的排距均勻布置，并垂直于巷道頂板。皮帶巷在運(yùn)煤的同時(shí)兼作進(jìn)風(fēng)巷道。

(3)切眼。位于43108工作面北側(cè)，工作面長184m，在切眼內(nèi)安裝采煤機(jī)械設(shè)施和支架設(shè)備。

4 采煤方式

依據(jù)所采煤層的厚度，加之采煤機(jī)及支架設(shè)備的參數(shù)，確定采煤工藝選用走向長壁后退式綜合機(jī)械化采煤，另選用全部垮落法來進(jìn)行頂板的管理。采高確定：工作面頂、底板煤層同步開采，采高范圍在1.6～2.6m，平均為2.37m。采用跟頂留底的開采方式開采煤層厚度大于2.6m的工作面，并制定防滅火措施。

4.1 工藝流程

43108工作面的采煤工藝流程如圖1所示。

圖1 43108工作面采煤工藝流程圖

(1)割煤。選用電牽引采煤機(jī)，型號(hào)為MG250/600- AWD，割煤方式為雙向穿梭式。采煤機(jī)的截深為0.8m，選用雙向割煤，進(jìn)刀位置在距離機(jī)頭(或機(jī)尾)25～30m內(nèi)，進(jìn)刀方式為斜切，故往返一次將割煤兩刀，每割一刀作為一個(gè)循環(huán)。

(2)裝煤。割下的煤裝入采煤機(jī)的螺旋滾筒內(nèi)，然后由刮板輸送機(jī)輸出。

(3)運(yùn)煤。工作面輸出的煤由刮板輸送機(jī)運(yùn)出，型號(hào)為SGZ- 764/400型。

(4)移架。移架順序?yàn)樵诓擅簷C(jī)后滾筒位置隔開3～5架開始移動(dòng)，在移架過程中注意觀察頂板狀況，若出現(xiàn)頂板比較破碎或者地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)致的不完

整，或者頂板壓力過大時(shí)，則要在采煤機(jī)前滾筒的后面提前或者及時(shí)進(jìn)行移架；若煤壁比較柔軟，片幫易出現(xiàn)隱患時(shí)，也需提前移架。

(5)移溜。溜子的推移使用液壓支架的推移千斤頂，推移起始位置選在采煤機(jī)后滾筒不小于12～15m處，推移的步距為0.8m，在彎曲段則不得小于15m。

(6)清掃浮煤。浮煤的清掃主要靠人工鐵楸，將浮煤攉入刮板輸送機(jī)。

(7)拉移轉(zhuǎn)載機(jī)。在一個(gè)循環(huán)過后拉移一次破碎機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)，用1#、 2#、3#支架同時(shí)對轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)行頂移。

4.2 頂板管理與支護(hù)方法

(1)頂板管理方式。工作面選用全部垮落法對頂板進(jìn)行管理，移除完支架，頂板會(huì)自行垮落。

(2)支護(hù)方法。選用液壓支架對頂板進(jìn)行支護(hù)，型號(hào)為ZY5000/12/28型。液壓支架要緊貼頂板，產(chǎn)生初撐力，規(guī)定初撐力值為24MPa。

(3)單軌吊巷超前及兩端頭支護(hù)。選用單體液壓支柱對巷道進(jìn)行支護(hù)，型號(hào)為DW31.5- 250/110，同樣選用單體液壓支柱對皮帶巷道進(jìn)行支護(hù)，型號(hào)為DW28- 250/110。

5 結(jié)語

通過對西山煤電股份有限公司西銘礦43108工作面的地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存情況等條件的分析與研究，對43108工作面的采煤工藝進(jìn)行詳細(xì)論述，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到綜合機(jī)械化采煤工藝的優(yōu)越性，實(shí)現(xiàn)煤礦的高產(chǎn)高效和安全生產(chǎn)，為同類煤礦的開采工藝提供經(jīng)驗(yàn)參考。

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