馬振通

【摘 要】為實現小型礦井薄煤層的安全高效開采，改善工人的作業(yè)環(huán)境，提高工效，提升產能。景昇煤礦通過對薄煤層綜采開采的充分論證，首次選用ZY3000/7.5/16掩護式液壓支架，制定有效的開采技術管理措施，最終實現了薄煤層工作面的安全高效回采，為集團其它礦井薄煤層開采積累了經驗。

【關鍵詞】小型煤礦;薄煤層;綜采;應用

中圖分類號： TD823.251文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）04-0270-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.105

從2010年開始，河南省開始大規(guī)模對省內的眾多私有煤礦進行資源整合，經過近些年的關閉退出，保留下來的煤礦已經屈指可數。雖然保留的這些煤礦地質賦存條件相對較好，但與國有大礦相比，仍然存在技術水平低，采掘工藝落后，產能低等問題。中國平煤神馬集團做為河南省內的大型煤炭企業(yè)之一，目前剩余的整合小型煤礦仍然有十余個，并且這些煤礦的產能都在30萬噸/年以下，使用炮采工藝，工效低，因此迫切需要對這些小型礦井的開采工藝進行升級換代。本文通過對景昇煤業(yè)實施薄煤層綜采工藝進行研究和實踐應用，總結經驗。

1 礦井概況

景昇煤礦，位于河南省平頂山市郟縣黃道鎮(zhèn)內，屬于中國平煤神馬集團下屬整合煤礦，設計產能30萬噸/年，低瓦斯礦井，煤塵具有爆炸危險性，水文地質條件為中等，設計兩斜井開拓，布置五2、六2兩個采區(qū)上下山雙翼開采，開采水平±0m，主采五2、六2煤層，兩層煤平均煤厚均為1.2m左右，原開采工藝為懸移支架炮采，勞動強度大，工效低。

2 工作面概況

五2-11090采煤工作面位于礦井五2采區(qū)下山采區(qū)東翼，埋深410m～450m，走向長度1200m，傾向長度150m，采高平均1.2m，煤層傾角15～17°，結構簡單，一般不含夾矸。工作面無偽頂，直接頂為泥巖，粗、細粒砂巖，厚度5～8m，基本頂為中粗粒砂巖，厚度4～6m，直接底為泥巖、細粒砂巖互層，厚度3～5m。機、風兩巷為矩形斷面沿煤層頂板施工，局部破頂板施工，采用錨網索配合鋼帶支護，斷面11.2m2。

3 工作面回采工藝及綜采設備選擇

礦井根據工作面煤層地質賦存情況，經過專業(yè)論證，認為五2-11090采煤工作面煤層結構簡單，賦存較穩(wěn)定，有一定儲量，瓦斯、水害威脅較小，具備實施薄煤層綜采開采條件，采用走向長壁后退式開采方式，實現礦井“一井一區(qū)一面”生產。

礦井根據工作面頂底板巖性、煤層厚度，頂底板壓力等參數，通過技術論證，液壓支架選用ZY3000/7.5/16掩護式支架100架，額定工作阻力3000KN，支撐高度0.75～1.6m，最小控頂距3.3m，最大控頂距3.9m，采用鄰架手動操作方式操作，滿足開采支護要求[1];采煤機選用MG132/310-BW型液壓牽引采煤機，滾筒直徑1m，截深0.6m，適應采高0.85～1.55m，適應煤層傾≤25°，滿足工作面落煤和裝煤需要;切眼刮板輸送機選用SGZ-630/264型，機巷轉載機選用SZB630/132型，乳化液泵站選用BRW200/31.5型乳化液泵一套，其他設備與以上設備配套選用。另外為了方便工作面上下端頭頂板管理，在切眼上下口各安裝ZY6800-17/35掩護式端頭支架2架。

4 工作面安全生產管理

由于景昇煤業(yè)在礦井歷史上沒有使用過綜采工藝，五2-11090采煤工作面作為礦井實施的第一個綜采工作面，對于礦井來說，屬于新工藝、新技術、新設備，需要探索實踐。礦井為了盡快實現安全生產，采取了以下一些列安全措施[2]：

（1）加強職工的教育培訓，使工作面的每個職工熟練掌握自身的崗位職責和技術要領，熟悉綜采工作面的生產流程;采煤機司機、支架工等重要崗位熟練掌握相關設備的性能和操作方法，持證上崗。

（2）加強采煤工作面綜采設備的機電檢修。綜采設備對礦井而言是新技術，在剛開始操作中難免出現誤操作、蠻操作等現象，加強設備檢修可避免設備帶病作業(yè)。礦井實行“三八”制作業(yè)方式，兩個生產班，一個檢修班，確保設備正常運轉。

（3）加強工作面采高管理。由于五2煤層平均厚度1.2m，煤層薄的地點不足1m，厚的地點有1.5m。這就要求在生產時要嚴格控制采高，始終將采高控制在1.4m左右，煤層薄時，要適當破底板巖石施工，保證滿足生產高度和人員操作高度，但同時也避免大量破巖石，降低煤質，使含矸率不高于17%，灰分不高于46%。

（4）加強工作面頂板管理。工作面生產中采煤機進刀采取端部割三角煤斜切進刀的方式，割煤后按照作業(yè)規(guī)程要求，及時向前移架，正常移架要滯后采煤機后滾筒6m，不得超過15m，頂板破碎時要緊跟前滾筒移架或人工操作超前移架，并正確使用前護幫板和側護板，減少頂板空頂時間，保證頂板支護強度。

（5）加強上下端頭頂板管理。工作面在上下端頭各加裝2架ZY6800-17/35掩護式端頭支架，來確保切眼上下口的支護強度和工作空間。通過使用端頭支架，相比傳統的單體柱配合π型粱支護安全可靠，并降低了維護上下端頭的勞動強度，同時通過端頭支架來推移轉載機機頭，提高了轉載機的推移速度，提高勞動工效。但由于切眼內高度為1.4m，下出口風巷巷道高度為3m，在巷道連接處會出現臺階，為行人安全，需要在此處增設鐵質安全扶梯，以便人員上下進入切眼內。

（6）加強動壓區(qū)超前支護管理。工作面在煤壁向外20m機風巷動壓區(qū)范圍內，采用DW35單體柱配合DJB-1000/300鉸接頂梁組合成支架支護兩巷頂板，超前支護距離根據頂板壓力狀況，不低于20m長，確保兩巷有足夠的通風、運輸、行人空間。

5 應用效果

（1）原煤產量、效益提高。工作面使用綜采設備后，回采每日按正常照6刀煤計算，每刀產量為180噸，日產量為1080噸，年產量可達35.64萬噸。原來礦井采用懸移支架炮采，每日產量僅為420噸，采用綜采后，每天將比懸移支架多回采煤量約660噸，每年多21.78萬噸，按噸煤利潤100元計算，多創(chuàng)造經濟效益約2178萬元。

（2）安全生產得到保障。工作面自綜采設備投入使用以來，采面杜絕了輕傷及以上人身事故，有效的解決了頂板破碎不易控制的難題，杜絕了采面漏頂、冒頂事故的發(fā)生，工人的勞動強度明顯降低，工人的安全系數大幅度提高，采面工程質量和標準化建設顯著提升，安全生產得到有效保障。

（3）降低勞動強度，減少人員使用。礦井在采用綜采設備以前，懸移支架炮采工作面每班需要出勤35人，全部靠人力進行打眼、爆破、攉煤、移架，平均月產僅為1.8萬噸。采用綜采設備之后每班僅需要出勤15人，割煤、移架全部機械化作業(yè)，平均月產可達3萬噸，人均工效大幅度提升，同時也降低了職工的勞動強度。

（4）為礦井產能升級奠定基礎。景昇煤業(yè)設計30萬噸/年產能，原來礦井為維持產能，在2個采區(qū)布置2個懸移支架炮采工作面，工效低。但隨著薄煤層綜采的實施，產量提高，工效提高，30萬噸產能已經制約了礦井的發(fā)展，礦井計劃在五2采區(qū)和六2各安裝一個薄煤層綜采工作面，使礦井的產能升級為90萬噸/年，保持礦井的安全高效發(fā)展。

6 存在問題

礦井工作面上馬薄煤層綜采后，在生產過程中，并不是一帆風順，也遇到了一系列問題，但通過礦井的摸索實踐，都得到了很好的處理，主要問題如下：

（1）割煤機裝煤效果差，運輸機推移困難。由于工作面煤層薄，選用的割煤機滾筒直徑小，功率小，在落煤過程中，拾煤裝煤效果差，造成大量煤堆積在運輸機煤壁側，使得煤機過后推移運輸機溜槽困難。為解決此問題，礦井設計在運輸機溜槽煤壁側底部焊接三角形鏟板，便于插入煤體，降低推移運輸機時的阻力。

（2）上隅角瓦斯大，管理困難。由于工作面煤層只有1.2m厚，在風巷掘進過程中，局部沒有沿著煤層頂板施工，而是破頂1m，造成在回采過程中，切眼上口與風巷交界處出現了臺階現象，風巷頂板高出切眼頂板，使得風不能完全順暢進入上隅角頂板，造成瓦斯局部集聚。為解決瓦斯問題，礦井在工作面上隅角增設導風帳和風水聯動噴霧裝置，在生產過程中使用風水聯動噴霧裝置向上隅角切頂線噴灑風水，濕潤頂板，防止在移架過程中摩擦頂板出現火花。同時使用導風帳向上隅角頂板處導風，吹散瓦斯，杜絕瓦斯超限。

7 結語

薄煤層綜采工作面開采雖然在全國很多煤礦都得到應用，并且設備形式多樣，但在實際開采過程中仍然難度很大。特別是在平頂山地區(qū)，雖然集團公司曾經上馬過薄煤層綜采，但由于產量低，工人工作環(huán)境差等原因，礦井不愿意開采薄煤層。但隨著礦井資源的枯竭，厚煤層的儲量不斷減少，礦井面臨關閉，使得礦井不得不考慮開發(fā)1m厚左右的薄煤層。

本文通過在景昇煤業(yè)五2煤層實施薄煤層綜采開采，從設備選型、安全管理措施、應用效果、存在問題等方面總結了相關經驗，使我們認識到薄煤層綜采開采能很好的提高礦井薄煤層的生產能力和工效，特別是對一些小型礦井的薄煤層開采和資源枯竭礦井的薄煤層開采提供了經驗借鑒。但同時也使我們認識到在薄煤層開采的過程中還存在支架高度低，作業(yè)空間小，割煤機功率小等問題，如何解決空間、設備、人員共存的矛盾問題，這也是我們以后需要研究的難點和重點。

【參考文獻】

[1]李俊杰，高鐵成，楊海河，薄煤層綜采設備選型及工藝研究，黑龍江科技信息，2011，07：44-45.

[2]初國明，綜采技術在較薄煤層工作面何實現高產高效，內蒙古煤炭經濟，2011，01：84-85.