馬河煤礦極薄煤層機(jī)械化高效開采技術(shù)研究

摘 要：要實(shí)現(xiàn)極薄煤層高效化開采，其根本出路在于發(fā)展采煤機(jī)械化，提高自動化水平。文章結(jié)合馬河煤礦煤層地質(zhì)特征，通過對極薄煤層機(jī)械化高效開采技術(shù)研究，積極運(yùn)用新技術(shù)、新方法、新工藝提高礦井極薄煤層回采率，以達(dá)到高效、安全的提高礦井資源回收率和經(jīng)濟(jì)效益的目的。

關(guān)鍵詞：極簿煤層；高產(chǎn)；高效開采

中圖分類號：TD823.251 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）17-0173-02

目前許多礦區(qū)隨著開采強(qiáng)度的加大，厚及中厚煤層的儲量急劇下降，薄及較薄煤層逐漸變?yōu)橹鞑擅簩?。這些局礦的薄煤可采儲量豐富，貯存條件比較穩(wěn)定，薄煤層的開采日益受到重視。如何實(shí)現(xiàn)薄煤層的高產(chǎn)高效對礦井具有十分重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。馬河煤礦以開采極薄煤層為主，平均厚度0.6 m左右。馬河煤礦位于荊門市東寶區(qū)馬河鎮(zhèn)三里崗村境內(nèi)，屬荊門市馬河鎮(zhèn)管轄。

1 馬河煤礦機(jī)械化高效開采的必要性

1.1 提高資源的回采率

馬河煤礦開采特點(diǎn)：由于開采煤層屬于極薄煤層，現(xiàn)場施工人員在狹小的空間內(nèi)作業(yè)，上下工作面及設(shè)備移動都比較困難，特別是工人送料難度困難，勞動強(qiáng)度大。同時(shí)由于采用爆破落煤，放炮倒柱率高，工效低。由于考慮到工效、經(jīng)濟(jì)效益、施工難度等問題會由于避開不進(jìn)行回采或過壓，直接推采，造成局部煤量損失嚴(yán)重，同時(shí)必須留設(shè)煤柱造成局部壓煤現(xiàn)象。因此實(shí)施機(jī)械化高效開采技術(shù)后可規(guī)范生產(chǎn)系統(tǒng)，減少局部壓煤損失和回采工作面的回采損失，從而提高資源的回采率。

1.2 提高資源的高效開采

由于采用傳統(tǒng)的爆破落煤方式導(dǎo)致作業(yè)人員在狹小的作業(yè)空間作業(yè)使得勞動強(qiáng)度大，作業(yè)時(shí)間長，采煤工班工效低，因此必須改變傳統(tǒng)的采煤方法，采用先進(jìn)適宜的設(shè)備，合理的巷道布置，改善作業(yè)條件，合理的采掘比來提高資源的高效開采。

1.3 改善安全生產(chǎn)條件

通過采用機(jī)械化破煤落煤設(shè)備可以減少對回采工作面圍巖的破壞，提高作業(yè)人員環(huán)境的安全程度，同時(shí)也減少了作業(yè)人員在狹小空間的作業(yè)時(shí)間，從而有效的改善了安全生產(chǎn)條件。

2 礦井機(jī)械化高效開采方案的設(shè)計(jì)

2.1 四號井示范采區(qū)

2.1.1 采煤方法的選擇

采煤方法為高檔普通機(jī)械化采煤，根據(jù)煤層賦存條件，確定采用走向長壁采煤法，工作面采用后退式，采區(qū)內(nèi)，沿著煤層傾斜方向，采用下行式開采順序。滾筒式截煤機(jī)破煤落煤，工作面采用可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，單體液壓支柱加金屬鉸接頂梁支護(hù)頂板，全部垮落法處理采空區(qū)。

2.1.2 采區(qū)巷道布置

采區(qū)采用雙上山布置，23采區(qū)皮帶運(yùn)輸下山，23采區(qū)軌道下山。運(yùn)輸下山回風(fēng)，軌道下山進(jìn)風(fēng)。-168 m區(qū)段運(yùn)輸平巷，擔(dān)負(fù)煤炭運(yùn)輸及回采工作面進(jìn)風(fēng)及人員安全出口，且區(qū)段平巷運(yùn)輸采用皮帶運(yùn)輸機(jī)。-150 m區(qū)段回風(fēng)平巷，該區(qū)段回風(fēng)平巷作為回采工作面回風(fēng)及人員另一個(gè)安全出口。-150 m區(qū)段回風(fēng)平巷與23采區(qū)皮帶運(yùn)輸下山相連。

2.1.3 回采工藝

回采工作面采用YRG3-100滾筒式截煤機(jī)破煤裝煤。工作面開切眼：采用ZM1.2電煤鉆打眼放炮形成回采工作面。工作面采用SGWD-420-30可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，工作面的煤炭直接轉(zhuǎn)用到區(qū)段運(yùn)輸平巷的DSJ65/20/1×22可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)，區(qū)段平巷的伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)的煤炭直接轉(zhuǎn)用到采區(qū)上山的皮帶運(yùn)輸機(jī)?；夭晒ぷ髅嬷ёo(hù)選用DW0.35-300/100單體液壓支柱加金屬鉸接頂梁，支護(hù)參數(shù)為1m×1m，三、五控頂，見五回二的回柱方式管理頂板，回柱采用JK-11.4的回柱絞車，全部跨落法處理采空區(qū)。

采區(qū)煤炭運(yùn)輸：回采工作面→-168m區(qū)段運(yùn)輸平巷→23采區(qū)皮帶運(yùn)輸下山——采區(qū)上部車場煤倉。

采區(qū)材料運(yùn)輸：23采區(qū)上部車場→-150m區(qū)段回風(fēng)平巷（礦用防爆型蓄電池電機(jī)車）→回采工作面。

采區(qū)通風(fēng)：23采區(qū)上部車場→23采區(qū)皮帶軌道下山→23采區(qū)中部車場→-168m區(qū)段運(yùn)輸平巷——回采工作面→-150m區(qū)段回風(fēng)平巷→23采區(qū)皮帶運(yùn)輸下山→回風(fēng)石門——總回風(fēng)巷道。

2.2 五號井示范采區(qū)

2.2.1 采煤方法的選擇

采煤方法為高檔普通機(jī)械化采煤，根據(jù)煤層賦存條件，確定采用走向長壁采煤法，工作面采用后退式，采區(qū)內(nèi)，沿著煤層傾斜方向，采用下行式開采順序。滾筒式截煤機(jī)破煤落煤，工作面采用可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，單體液壓支柱加金屬鉸接頂梁支護(hù)頂板，全部垮落法處理采空區(qū)。

2.2.2 采區(qū)巷道布置

采區(qū)采用雙上山布置，13采區(qū)皮帶運(yùn)輸上山，13采區(qū)軌道上山。運(yùn)輸上山回風(fēng)，軌道上山進(jìn)風(fēng)。+14m區(qū)段運(yùn)輸平巷，擔(dān)負(fù)煤炭運(yùn)輸、回采工作面進(jìn)風(fēng)及人員安全出口，且區(qū)段平巷運(yùn)輸采用皮帶運(yùn)輸機(jī)。+26m區(qū)段回風(fēng)平巷，擔(dān)負(fù)材料運(yùn)輸、回采工作面回風(fēng)及人員另一個(gè)安全出口。+26m區(qū)段回風(fēng)平巷與13采區(qū)皮帶運(yùn)輸上山相連。

2.2.3 回采工藝

回采工作面采用YRG3-100滾筒式截煤機(jī)破煤裝煤。工作面開切眼：采用ZM1.2電煤鉆打眼放炮形成回采工作面。工作面采用SGWD-420-30可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，工作面的煤炭直接轉(zhuǎn)用到區(qū)段運(yùn)輸平巷的DSJ65/20/1×22可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)，區(qū)段平巷的伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)的煤炭直接轉(zhuǎn)用到采區(qū)上山的皮帶運(yùn)輸機(jī)?；夭晒ぷ髅嬷ёo(hù)選用DW0.8-300/100單體液壓支柱加金屬鉸接頂梁，支護(hù)參數(shù)為1m×1m，三、五控頂，見五回二的回柱方式管理頂板，回柱采用JK-11.4的回柱絞車，全部跨落法處理采空區(qū)。

采區(qū)煤炭運(yùn)輸：回采工作面（SGWD-420-30）→+14m區(qū)段運(yùn)輸平巷（DSJ65/20/1×22）→13采區(qū)皮帶運(yùn)輸上山（DSJ65/20/1×22）→采區(qū)下部煤倉。

采區(qū)材料運(yùn)輸：13采區(qū)下部車場→13采區(qū)軌道上山（JK0.8×0.6）→采區(qū)上部車場→+26m區(qū)段回風(fēng)平巷（礦用防爆型蓄電池電機(jī)車CTY2.5/4.6.7.9G）→回采工作面。

采區(qū)通風(fēng)：13采區(qū)軌道上山→13采區(qū)中部車場→+14m區(qū)段運(yùn)輸平巷→回采工作面→+26m區(qū)段回風(fēng)平巷→回風(fēng)石門→+30m總回風(fēng)巷道。

3 實(shí)施效果分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

①目前采區(qū)回采率為68%，工作面最高回采率為84%，導(dǎo)致大量資源損失，通過實(shí)行極薄煤層機(jī)械化高效開采，可提高采區(qū)回采率到88%，可多回收134.89萬t原煤。

②由原來的炮采改為機(jī)械化開采，減少了對采區(qū)巷道及回采工作面巷道的破壞，同時(shí)采用光面爆破及改變采區(qū)巷道的支護(hù)形式，有效的延長了巷道的使用壽命，減少了巷道維護(hù)費(fèi)用。

③對采區(qū)巷道進(jìn)行了合理的優(yōu)化布置，采用沿空留巷，提高了采區(qū)回采率和巷道的利用率，減少了巷道的掘進(jìn)量和維護(hù)工程量。

④經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析。從湖北寶源廣得資源有限公司馬河煤礦提供的資料顯示，其采區(qū)回采率為68%，回采工作面最高回采率為84%，導(dǎo)致大量資源損失，通過實(shí)行極薄煤層機(jī)械化高效開采，可提高采區(qū)回采率到88%，可多回收134.89萬t原煤，根據(jù)看盡目前實(shí)際情況，原煤售價(jià)按照600元/t，可以多創(chuàng)造產(chǎn)值8.09億元，利潤按200元/噸計(jì)算，可增加利潤2.69億元。

3.2 社會效益分析

①我國屬于能源緊缺國家，資源的合理開發(fā)和保護(hù)，符合我國的能源政策。

②通過實(shí)行極薄煤層機(jī)械化高效開采，提高回采率，多回收原煤134.89萬t，減少煤炭資源的浪費(fèi)，更好的節(jié)約和利用煤炭資源。

③實(shí)行極薄煤層機(jī)械化高效開采增加了開采儲量，有效延長礦井服務(wù)年限11.2年，有利于企業(yè)和社會穩(wěn)定。解決了全礦職工11.2年的就業(yè)，對企業(yè)和社會穩(wěn)定和諧起到積極作用。

④實(shí)行極薄煤層機(jī)械化高效開采代替原來人工打眼放炮的方式，可以減少對回采工作面圍巖的破壞，提高作業(yè)人員環(huán)境的安全程度，同時(shí)也減少了作業(yè)人員在狹小空間的作業(yè)時(shí)間，從而有效的改善了安全生產(chǎn)條件。

⑤通過實(shí)行極薄煤層機(jī)械化高效開采，可以大大提高了機(jī)械化作業(yè)程度，減少了作業(yè)人員，從工班工效由原來的1.8提高到5.2。

⑥該成果可以向類似礦井推廣，開發(fā)出更多的極薄煤層，為國家節(jié)約更多的煤炭資源 。

4 結(jié) 語

我國煤炭儲量大且賦存多樣化，其中薄與極薄煤層的可采儲量約為60多億。我省煤炭分布產(chǎn)地多，資源儲量總量少。僅10億噸左右但是極薄煤層多，煤層以極薄煤層為主，極薄煤層機(jī)械化高效開采若能順利實(shí)施并在全省推廣應(yīng)用，可多回收煤炭資源，充分利用有限的資源，提高資源回收率。有效延長礦井服務(wù)年限，保障礦區(qū)和諧穩(wěn)定。合理開發(fā)和利用煤炭資源，是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要和要求。煤礦通過實(shí)行極薄煤層機(jī)械化高效開采后，能創(chuàng)造良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，具有極大的推廣及應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏云鵬.極薄煤層機(jī)械化開采的實(shí)踐[J].煤，2010，(3).