淺談易燃煤層綜采放頂煤采煤技術

伊文生

[摘 要]采煤方法是煤礦生產的核心組織方式。合理選擇采煤方法，必須結合生產實際，依靠科技進步，發(fā)展機械化、自動化、工藝操作控制程序化，從而實現(xiàn)安全、高產、高效、高采出率。

[關鍵詞]易燃煤層；綜放；采煤技術

中圖分類號：TD823.49 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）18-0001-01

崔家溝煤礦屬陜西省監(jiān)獄局管理的重點煤礦，位于銅川市北38km處，井田位于銅川市金鎖鄉(xiāng)西北邊緣及耀州區(qū)杏樹坪和核桃峪地區(qū)。東西長約7km，南北寬約4km，井田面積為29.91km2。井田北東與玉華礦為鄰，東南以煤層露頭為界，西北、西南均以4-2煤層可采邊界線為界。崔家溝煤礦1958年建井，邊建設邊生產，逐步形成210萬t/a的生產能力。

礦井瓦斯絕對涌出量9.5m3/min（掘進）及28.55m3/min（采煤），采區(qū)正常涌水量m3/h。煤層自燃發(fā)火期一般3～6個月，最短24～28天。地質勘探期間，對4-2煤分層采樣，證明部分煤分層為易自燃煤層，發(fā)火期一般3～6個月，最短24～28天，試樣著火點286℃～339℃，深部上分層燃點降低值34℃～54℃，更易自燃。煤塵爆炸指數(shù)44.39%，有強炸性，煤質為弱粘結煤。

一、采煤方法的選擇

根據上述煤層賦存特點，可供選擇的采煤方法有兩種，一是傾斜分層采煤法，二是放頂煤采煤法。

眾所周知，傾斜分層采煤法，雖然技術比較成熟，煤炭的回收率高，但由于自動鋪網裝置和工藝技術沒有取得重大突破，從而制約了綜采設備能力的發(fā)揮。需大量增加鋪網人員，工作面工序復雜、輔助作業(yè)時間增加，存在著工作面效率低、掘進率高、順槽維護費用高，開采下分層是，工作面端頭維護困難、事故多等諸多缺點，嚴重制約了工作面的高產高效。

綜采放頂煤是我國80年代初從國外引進的一種新的采煤方法。由于它具有高產、高效、低耗等一系列優(yōu)點，近十年來，在我國得到了較迅速的推廣，成為實現(xiàn)我國煤礦高產、高效的主要途徑之一。

放頂煤采煤是在開采厚煤層時，沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內的底部布置一個采高為2～3m的采煤工作面，用綜合機械化方式進行回采，利用礦山壓力的作用或輔以松動爆破等方法，使頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板運輸機運出工作面。

崔家溝煤礦改擴建以前，一直采用傾斜分層采煤法，工作面裝備標準為炮采～高檔普采，實踐證明這種采煤方法存在著工作面效率低、掘進率高等問題。崔家溝煤礦屬高瓦斯礦井，煤層自燃發(fā)火，采空區(qū)煤層自燃一直是礦井安全生產的一大隱患，采用分層開采時，原設計三個分層，但是一般只能采兩個分層，第三個分層由于自燃發(fā)火，只能丟棄。崔家溝煤礦于90年代末期開始采用綜采放頂煤采煤方法，原設計綜采放頂煤工作面設計單產為0.75 Mt/a，實際突破了1.0 Mt/a，實現(xiàn)了高產高效，也很好的解決了分層開采自燃發(fā)火的隱患。

二、工作面主要設備配備及技術特征

1、液壓支架

ZZ5500-1.8/3.8型支架，高度1.8～3.8m，中心距1.5m，初撐力4322～4406KN，工作阻力5447～5552KN，支護強度84～87噸/m2（0.82～0.85Mpa）。

2、采煤機

MG200/500-WD型采煤機，截深600mm，滾筒直徑1.8m，牽引力620KN、牽引速度0～7.1m/min。

3、刮板運輸機及轉載機

SGZ800/630型刮板機，運輸能力1200t/h、SZZ764/200型轉載機一部。

4、泵站

MRB200/31.5型乳化液泵兩臺，額定壓力31.5Mpa，流量200L/min，1500L泵箱一臺。

5、破碎機

PCM-132型破碎機一臺。

6、皮帶機

DSP-1080/1000皮帶機，帶速2.5m/s，帶寬1000mm，運輸量630t/h。

三、綜采放頂煤回采工藝

1、落煤、進刀方式、割煤方式

根據采區(qū)內煤層賦存穩(wěn)定的情況及地質情況，結合實踐經驗和設備配備實際情況以及采煤工作面的具體情況，由采煤機自開缺口，往返割煤的同時，由螺旋滾筒將煤裝入刮板輸送機內，剩余浮煤在移溜時由鏟煤板裝入溜槽。采煤機往返一次割兩刀，進刀方式采用割三角煤工作面端部斜切進刀方式，如圖1。

2、移架

工作面液壓支架選擇單向連續(xù)式移架方式。支架沿采煤機牽引方向依次前移，移動步距等于截深。先降后移帶壓檫頂移架支護頂板，移架滯后割煤機3～5架進行追機作業(yè)，頂板破碎處可跟機組進行超前支護，移架步距為0.6米。

3、移溜

移溜前工作面浮煤清理干凈，底板平整，并改掉臨時柱。移溜時，采用移溜器進行移溜。工作面每6米設一個移溜點，機頭機尾各設一個移溜點。移溜進度1.2米，由機頭向機尾，或由機尾向機頭，或由中間向兩端移溜，嚴禁由兩端向中間移溜。移溜點間距不得大于9米，移溜過程中，除移機頭機尾外不得停溜。移溜后要保持溜子平、直、穩(wěn)、牢，并要打好機頭、機尾壓柱。

4、放頂煤

放頂煤過程一般分兩個階段，第一階段是通過移架使頂煤垮落、破碎，移架不破碎的可采取放炮等措施，使其破碎；第二階段是放煤，即把已破碎的頂煤最大限度的回收出來。放煤方式分為多輪順序均勻放煤、單輪間隔順序均勻放煤、單輪順序放煤，需要根據煤層賦存情況選擇，最佳的放煤方式是采出率高、含矸率低，而改進放煤工藝使之更合理，可以提高采出率、降低含矸率。

5、頂板管理

該面采用全部垮落法管理頂板，正常生產時追機移架并打開護幫板維護煤墻。

四、高濃度粉塵的綜合防治

綜采放頂煤由于開采強度大、產塵塵源多、多塵量可高達（2000-5000）mg/m3，因而對塵毒的防治難度大。在生產中，由于高濃度粉塵使作業(yè)場所的勞動衛(wèi)生條件急劇惡化，嚴重地制約了這種采煤方法的推廣應用。高濃度粉塵的綜合防治的總體思路：一是減少粉塵的產生；二是要針對不同塵源的特點，采取防治措施。

1、綜放工作面煤層注水

煤層注水是國內外公認的減少粉塵產生的較好技術措施，尤其是對綜采放頂煤工作面，還具有軟化煤體（f>3的硬煤），減少跨落煤中的大塊，提高煤炭回收率的作用。但是，將一般在普通綜采面應用的煤層注水技術，應用在綜采放頂煤的厚煤層中，則達不到濕潤頂煤的作用，因此，對注水工藝必須作適當?shù)母倪M；再者，對孔隙率較低的難注水煤層，在工作面原始應力帶注水，水難以注入煤體，不容易達到理想要求，必須對注水工藝進行改進。

2、采煤機徑向霧屏及液壓支架探梁輔助噴霧降塵

在滾筒搖臂靠人行道一側設一組構成一弧形的噴嘴組，當噴霧時，在滾筒靠人行道一側形成一道徑向噴霧屏障。同時，在采煤機兩個端頭各設兩個噴嘴，在采煤過程中，作為第二道霧屏的延伸，起到控塵降塵的作用。這兩道噴霧屏障既可防止粉塵向人行道方向擴散，又可以起到降塵的作用。

3、液壓支架移架和放煤自動噴霧降塵

有針對性地采取以下技術措施：第一，采用一種自動噴霧控制閥，使液壓支架移架和放煤的噴霧降法與操縱液壓支架動作的液壓系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)自動噴霧降塵；第二，在噴霧系統(tǒng)中增加一個組合五通閥，可以實現(xiàn)本架移架自動噴霧下風鄰架同時自動噴霧，可提高噴霧降塵效果。

參考文獻

[1] 錢平高，石平武.礦山壓力與巖層控制，徐州，中國礦業(yè)大學出版社，2003.