千米深井薄煤層開采高采高效成套技術(shù)

程弋

摘 要：文章介紹了朱集東礦薄煤層開采的情況，分析了千米深井薄煤層開采技術(shù)的組成和意義。

關(guān)鍵詞：千米深井；薄煤層開采；高產(chǎn)高效；成套技術(shù)

1 薄煤層工作面礦壓規(guī)律研究

1.1 薄煤層開采工藝介紹

（1）采煤方法：走向長壁（或傾斜長壁）后退式一次采全高綜合機(jī)械化采煤法，自然垮落法管理采空區(qū)頂板。（2）回采層位和采高確定：工作面嚴(yán)格跟11-2煤層頂板回采，采高控制在1.7～1.9m。（3）工藝流程：打三角煤→割煤→移架→推移刮板輸送機(jī)→斜切進(jìn)刀。采用綜合工種分段接力追機(jī)作業(yè)方式。

1.2 朱集東礦薄煤層工作面礦壓規(guī)律研究

1.2.1 工作面礦壓規(guī)律研究。工作面安裝了液壓支架壓力監(jiān)測系統(tǒng)。通過對工作面礦壓顯現(xiàn)數(shù)據(jù)的觀測和分析，摸清了11槽煤層采煤工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。11槽工作面老頂初次來壓步距一般在35～40m，周期來壓步距13～15m。在回采距離為200m與工作面長度相等時(shí)，工作面礦壓顯現(xiàn)最為劇烈。

1.2.2 工作面兩巷礦壓規(guī)律研究。通過設(shè)點(diǎn)觀測巷道頂?shù)装逡平亢蛢蓭臀灰屏?，我們得出：工作面回?0m左右時(shí)，兩幫及頂?shù)鬃冃嗡俣榷急容^大，在40m左右時(shí)，老頂垮落，此時(shí)巷道變形速度增大；工作面兩巷超前壓力影響在100m范圍；在距工作面-60～60m（負(fù)值為留巷時(shí)）范圍內(nèi)巷道變形較嚴(yán)重，其中以底鼓最為嚴(yán)重，占頂?shù)滓平康?0%以上。

2 薄煤層工作面過構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域的快速推進(jìn)技術(shù)

2.1 過斷層等地質(zhì)復(fù)雜區(qū)域施工方法

（1）在工作面斷層一盤影響地段未揭露前一段距離時(shí)，適當(dāng)破頂或破底，降低斷層落差造成的上盤、下盤回采位置差。（2）過斷層等地質(zhì)復(fù)雜區(qū)域時(shí)，盡量少截割堅(jiān)硬巖層為原則，進(jìn)行破頂或割底，少割砂巖，多割泥巖，加快推進(jìn)速度。（3）斷層未揭露前，調(diào)整采面?zhèn)蝺A斜使斷層與采面的夾角變小或垂直，減少斷層的大面積揭露，降低應(yīng)力集中和對頂板完整性的破壞程度，提高頂板的穩(wěn)定性。

2.2 構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域頂板控制和管理

（1）過斷層影響區(qū)域頂板破碎時(shí)，堅(jiān)持帶壓擦頂移架或間隔移架方式。在移架過程中要堅(jiān)持少降快拉，減少支架反復(fù)對頂板的支撐，降低對頂板的破壞。（2）調(diào)整采面?zhèn)蝺A斜，使構(gòu)造與采面夾角減小，減少斷層揭露長度，降低構(gòu)造地段應(yīng)力集中，盡量確保頂板的完整性。（3）構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域嚴(yán)格控制采高，確保支架對頂板的支撐效果。（4）斷層影響區(qū)域及時(shí)拉超前架維護(hù)頂板，防止煤壁片幫、頂板掉頂，減少頂板的長時(shí)間暴露和壓力超前轉(zhuǎn)移。（5）斷層影響區(qū)域及時(shí)架設(shè)傾向或走向棚子控制頂板，斷層影響區(qū)域頂板破碎時(shí)，提前聯(lián)金屬網(wǎng)加強(qiáng)支護(hù)。

2.3 過斷層期間主要設(shè)備管理

2.3.1 液壓支架管理：（1）合理控制采高，嚴(yán)禁超高使用，最大支撐高度不得大于2.4m。（2）液壓支架要接頂嚴(yán)實(shí)，保證液壓支架的接頂效果，確保支架初撐力不低于規(guī)定。（3）加強(qiáng)支架的檢修，嚴(yán)禁出現(xiàn)跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。（4）根據(jù)斷層的變化情況及時(shí)調(diào)整液壓支架，嚴(yán)禁出現(xiàn)倒架、咬架、擠架現(xiàn)象。

2.3.2 工作面運(yùn)輸機(jī)管理：（1）工作面刮板運(yùn)輸機(jī)要保持平直，根

據(jù)斷層上下盤的變化情況，及時(shí)調(diào)整運(yùn)輸機(jī)。（2）斷層影響區(qū)域必須保證運(yùn)輸機(jī)超前，嚴(yán)禁退后。

2.3.3 煤機(jī)的管理：（1）及時(shí)更換損壞的截齒和齒座；（2）盡量避免直接截割堅(jiān)硬巖層，必要時(shí)采用放松動炮方法。

2.4 過斷層期間工程質(zhì)量管理

施工過程中必須嚴(yán)格按預(yù)先制定的方案和措施施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)卡；每天召開專題會議，對工作面回采中存在的問題進(jìn)行分析，并制定能夠具有可操作性、針對性的措施。

3 留巷工作面快速充填技術(shù)

3.1 充填泵的選型改進(jìn)

采用遠(yuǎn)距離、大功率充填泵進(jìn)行留巷充填，由初期的德國充填泵改進(jìn)為國產(chǎn)泵，并利用充填泵進(jìn)行接力充填，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、大功率充填。

3.2 充填材料的輸送改進(jìn)

初期采用無極繩絞車運(yùn)輸，人工裝卸，速度較慢，特別是工作面回采初期，運(yùn)輸距離長，制約工作面生產(chǎn)。1112（1）和1121（1）工作面采用管狀皮帶機(jī)輸送充填料，配合使用拆包機(jī)，實(shí)現(xiàn)了充填材料輸送的機(jī)械化、快速化。缺點(diǎn)是管狀皮帶機(jī)維護(hù)困難，受巷道條件限制。

4 薄煤層保護(hù)層煤與瓦斯共采技術(shù)

4.1 多種瓦斯治理模式的嘗試

朱集東礦11槽工作面采用了多種方式進(jìn)行瓦斯綜合治理，不僅解決了本煤層瓦斯抽采的問題，同時(shí)對被保護(hù)層13槽卸壓瓦斯進(jìn)行了抽采，實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯共采的目標(biāo)。先后采用以下幾種瓦斯治理模式：（1）順層鉆孔預(yù)抽11-2煤層瓦斯、地面鉆井抽采瓦斯、底抽巷和留巷段傾向穿層鉆孔抽采13-1煤層卸壓瓦斯、高位鉆場頂板走向鉆孔抽采瓦斯。（2）順層鉆孔預(yù)抽11-2煤層瓦斯、地面鉆井抽采瓦斯、軌順頂抽巷和留巷段傾向穿層鉆孔抽采13-1煤層卸壓瓦斯。（3）順層鉆孔預(yù)抽11-2煤層瓦斯、地面鉆井抽采瓦斯、運(yùn)順頂抽巷和留巷段傾向穿層鉆孔抽采13-1煤層卸壓瓦斯。（4）順層鉆孔預(yù)抽11-2煤層瓦斯、地面鉆井抽采瓦斯、上隅角埋管抽采、上順槽頂板巷封閉抽采瓦斯。

4.2 通風(fēng)方式的轉(zhuǎn)變

通風(fēng)方式由Y型通風(fēng)，向U型通風(fēng)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。

5 薄煤層開采機(jī)電設(shè)備配套與改進(jìn)

5.1 薄煤層工作面設(shè)備配套見下表

工作面設(shè)備配套為：液壓支架ZZ7000/13/26，工作阻力7000KN；采煤機(jī)SL300型（德國），滾筒直徑1500mm，功率1138kW；鏈板機(jī)SGZ900/2×525型，功率1050kW；轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ800/315，功率315kW；破碎機(jī)PCM200，功率200kW；皮帶機(jī)DSJ120/160/3*315；乳化泵BRW400/31.5。

5.2 工作面設(shè)備改進(jìn)

根據(jù)設(shè)備使用中存在的問題，先后主要進(jìn)行了以下幾方面的升級改造：（1）煤機(jī)齒軌的改進(jìn)，由鍛造改為鑄造，增加了齒軌的穩(wěn)定性。（2）工作面鏈板機(jī)中部槽由普通溜槽升級為整鑄中部槽，加焊耐磨層，減少了溜槽損壞、更換對生產(chǎn)的影響。（3）轉(zhuǎn)載機(jī)電機(jī)的升級，由250kW升級為315kW，提高了轉(zhuǎn)載機(jī)工作能力。（4）對工作面鏈板機(jī)磨損嚴(yán)重的刮板進(jìn)行加焊修復(fù)，再次投入使用，降低了成本。