急傾斜煤層采煤法在龍煤集團(tuán)的應(yīng)用

楊傳利

黑龍江龍煤礦業(yè)控股集團(tuán)有限責(zé)任公司（以下簡稱龍煤集團(tuán)）是黑龍江省屬最大國有企業(yè)，煤炭年產(chǎn)能5000萬噸以上。煤田地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，煤層賦存極不穩(wěn)定。龍煤集團(tuán)有2億噸以上急傾斜大傾角煤層。近年來，龍煤集團(tuán)在急傾斜煤層綜采安裝、開采方式等方面不斷進(jìn)行探索、研究，取得了較好的效益。以七臺河礦區(qū)新鐵煤礦和雙鴨山礦區(qū)東保衛(wèi)煤礦為例，談?wù)劶眱A斜煤層采煤法在龍煤集團(tuán)的應(yīng)用。

1.七臺河礦區(qū)新鐵煤礦

七臺河礦區(qū)新鐵煤礦所屬井田內(nèi)，煤層賦存狀態(tài)復(fù)雜，可采煤層有9層，局部可采煤層有6層，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，全區(qū)大中型斷層密度1.81條/Km2小于2.5條/Km2，長度1624米/Km2，小于2000/Km2且很少相互切割交叉，同時采區(qū)的正常合理劃分的影響不大。因此斷層構(gòu)造選定為Ⅱ類。長期以來，安全、高產(chǎn)、高效、提高資源回收率等問題一直制約著新鐵礦的發(fā)展。

從改進(jìn)采煤方法和提高采煤工作面裝備水平兩條途徑入手，著力解決復(fù)雜開采條件下采面安全、高產(chǎn)、高效問題，成功使用了柔性掩護(hù)支架采煤法、大傾角機(jī)采工作面使用懸移支架，取得了滿意效果。在此基礎(chǔ)上，2006年確定大傾角中厚煤層綜采研究課題。通過多次考察論證，2008年在五采區(qū)50層左七片進(jìn)行試驗開采。

技術(shù)革新點：

（1）工作面機(jī)道擋矸板。一是防止機(jī)道內(nèi)煤矸飛起，控制機(jī)道內(nèi)貨運行速度，保證機(jī)道內(nèi)貨在溜子上向下運行。二是大量片幫時將貨分段擋在機(jī)道內(nèi)，防止貨沖入下出口堵塞下出口。機(jī)組運行至擋矸板時，操縱擋矸板讓機(jī)組通過。機(jī)組通過擋矸板后及時將擋矸板落下調(diào)整到擋矸狀態(tài)，防止機(jī)組刮壞擋矸板，防止溜子拉大塊時拉壞擋矸板。人員經(jīng)過下出口溜尾時，將擋矸板下端搭至溜槽，防止機(jī)道內(nèi)飛矸落下傷人。

（2）工作面隔離板。是一種利用千斤頂可伸縮、可調(diào)節(jié)的鑲鉗式擋板。工作面隔離板的作用是隔離工作面機(jī)道和人行道，防止機(jī)道飛矸和貨進(jìn)入人行道。隔離板不完好工作面不準(zhǔn)割煤。隔離板下端必須與溜子擋煤板搭接，防止機(jī)道內(nèi)的貨進(jìn)入電纜槽擠壞電纜和機(jī)組電纜、水管，防止貨進(jìn)入電纜槽后進(jìn)入工作面人行道，只有人行道干凈無貨，才能保證移架質(zhì)量和減少對支架推拉桿的損壞。

（3）人行道擋矸板。人行道每十架設(shè)一道擋矸板，并處于常閉狀態(tài)，防止人行道有矸石及雜物飛起傷人。

近幾年來，新鐵礦實現(xiàn)了48度、58度、62度大傾角煤層實現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤，單產(chǎn)由2000噸提升到1萬噸，資源回收率由過去不足20%提高到70%以上。

2009年4月起在新鐵礦首次應(yīng)用，回采人員比相同條件下炮采工作面減少400，工作面產(chǎn)量由10萬t/a提高到61萬t/a，采出率提高到90%以上，取得了重大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

2.雙鴨山礦區(qū)東保衛(wèi)煤礦

東保衛(wèi)煤礦近幾年可采煤層儲量有：三采區(qū)36層、41層，一采區(qū)36層、41層和一采區(qū)78層，以上兩個采區(qū)三個煤層多為大傾角和急傾斜煤層，特別是三采區(qū)36層-240急傾斜工作面是首采面，可采儲量56萬噸；41層可采儲量60萬噸。除此以外大傾角和急傾斜煤層地質(zhì)儲量還有1131萬噸可采儲量961萬噸。2009年以后30度以下的煤層煤量基本枯竭，30度以上大傾角和急傾斜煤層采用高檔普采又不適宜，采用炮采會導(dǎo)致全礦產(chǎn)量，效益下降一半，安全又無法保障，并且與目前整個煤炭工業(yè)以綜采為主體的機(jī)械化開采發(fā)展水平相距甚遠(yuǎn)。因此，30度以上大傾角和急傾斜煤層必須走綜合機(jī)械化采煤之路，才能保證安全，產(chǎn)量、效益。

改進(jìn)研究：

（1）改造現(xiàn)有支架側(cè)式擋矸裝置，增強(qiáng)支架的安全性、穩(wěn)定性。

（2）改造現(xiàn)有工作面的刮板輸送機(jī)擋矸裝置，防止片幫煤和矸石飛人架間。使其改造后與支架相配套。

（3）改造現(xiàn)有采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)在急傾斜煤層運行時機(jī)械潤滑性能。

（4）改造“三機(jī)”配套設(shè)備的防滑及下巷端頭自移式特殊安全支架布置。

（5）設(shè)計工作面下端頭五部排頭支架防滑，防倒性和整體性、安全性。

（6）采取科學(xué)、合理的采煤工藝，使其與采煤設(shè)備和地質(zhì)條件相適應(yīng)。

發(fā)明及創(chuàng)新點：

（1）按照增強(qiáng)和提高液壓支架防滑抗倒性和穩(wěn)定性的要求和原則，采取機(jī)械手段將工作面下端頭5部排頭支架建立組架結(jié)構(gòu)式的穩(wěn)固支點。使工作面支架形成成為一個組架整體。

（2）在支架底座上增加抬底底調(diào)千斤頂及操作閥，當(dāng)支架扎底時靠此功能將支架帶壓前移。不會造成壓死架現(xiàn)象。

（3）為保證采煤機(jī)適應(yīng)工作面急傾斜采煤機(jī)穩(wěn)定安全運行，在不改變采煤機(jī)原結(jié)構(gòu)，資金投入少，改進(jìn)周期短的原則下，對采煤機(jī)進(jìn)行改造。增加動力制動和加強(qiáng)傳動中的薄弱環(huán)節(jié)，提高可靠性。

（4）刮板輸送機(jī)防滑：一是工藝防滑，機(jī)頭調(diào)斜超前機(jī)尾15～20米；二是機(jī)械防滑，利用支架采用機(jī)械裝置拉、頂輸送機(jī)，防止輸送機(jī)下滑； 三是利用支架采用每隔6～8部支架用22*86錨鏈和溜子連接防滑。

（5）用直徑6毫米的油絲繩自編的金屬網(wǎng)掛在支架上，防止片幫煤飛入架間傷人。

（6）對采煤機(jī)組電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，優(yōu)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加動力制動功能。

（7）對機(jī)組的電機(jī)和電控箱進(jìn)行了防水處理。

（8）改造了機(jī)組的截割部一軸潤滑問題。

（9）實行單向割煤，下行割煤，上行裝煤，減少了機(jī)組向上割煤的負(fù)荷和對溜子向下的推力；移輸送機(jī)時從下向上逐段推移輸送機(jī)，避免了輸送機(jī)從上向下推移時對輸送機(jī)向下的推力，導(dǎo)致輸送機(jī)下滑；采用單向上行移架方式，移架時，由下向上依次移架；工作面下機(jī)頭超前上機(jī)尾一定量的偽斜推進(jìn)，超前量一般為15～20m 為宜；根據(jù)工作面煤層傾角變化隨時調(diào)整改進(jìn)了電牽引采煤機(jī)組電機(jī)冷卻水出水孔位置，即使在工作面傾角最大（50o）時， 牽引電機(jī)內(nèi)的冷排水也能全部順利流出， 確保機(jī)組的安全運轉(zhuǎn)。

東保衛(wèi)三采區(qū)36層綜采工作面自2008年4月正式開采至2008年11月（有效生產(chǎn)8個月），共生產(chǎn)原煤22.5萬噸，其中，最高日產(chǎn)達(dá)2100噸，6-8月平均月產(chǎn)4.1萬噸，直接經(jīng)濟(jì)效益1.21億元/年。實現(xiàn)了煤層厚度1.25米以下煤層和傾角50度條件下綜采工作面的安全回采，為大傾角煤層開采提供了技術(shù)保障，提高了類似條件煤炭回收率，減少工人的勞動強(qiáng)度，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益巨大。

總體來看，急傾斜煤層采煤法在龍煤集團(tuán)得到了廣泛應(yīng)用。但根據(jù)采場地質(zhì)條件的差異，在實際生產(chǎn)過程中，不能完全照抄照搬，必須大力開展創(chuàng)新，因地制宜，更好地解決現(xiàn)場問題，促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展。