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薄煤层综采开采经验介绍薄煤层综采开采经验交流介绍矿业集团为了解决主采煤层瓦斯治理问题,最大限度的提高资源回收率,实现煤炭生产的安***全高效、持续稳定发展,年月,集团公司采取产、学、研相结合的方式,启动薄煤层安全高效机械化开采课题攻关历经年时间,完成了薄煤层装20071“”备的设计、制造及试生产分别在谢一矿、新庄孜矿、潘二矿等工作面的试验,最3高日产吨,最高月产万吨,年产量约万吨
一、薄煤层工作面地质条件
38478.580谢一矿槽、槽、新庄孜矿槽、潘二矿槽等保护层工作面平均煤厚;倾角最小,最大;工作面内发育中、小型断层构造较多;顶、底板
10151450.8-一般为砂质泥岩或泥岩,变薄区内底板为中细砂岩,具体工作面如下
1.1m7°24°
(一)谢一矿、工作面工作面设计可走向采长米,面长米,平均煤厚,采高5121b105121c15米,平均煤层倾角面内中小断层较多,大部分直接顶为砂质泥岩;在5121b
1010601801.0m
1.4Ⅳ线石门以南煤层发育一走向长约米的薄煤区,最薄处只有22°-,顶底板岩性为中细砂岩,硬度较高,对综采影响较大780m b1080工作面可采走向长,倾斜长~,平均,煤层倾角
0.05m本工作面内煤层赋存不稳定,煤层厚度~之间,平均煤厚5121c151680m150240m195m,实际采高米局部块段受断层牵引影响及沉积过程的冲刷,煤层变薄,21°c
150.1m
1.1m切眼以南内及ⅣⅤ线附近煤层厚度~,且变薄区附近底板为
0.8m
1.4中粒砂岩,较硬(普氏硬度~)该煤层直接顶为粉砂质泥岩,老顶140m-c
150.
10.7m为粉~细砂岩,直接底为泥岩
561.0-
2.5m
(二)潘二矿工作面
2.0-
3.0m
1.5-
3.0m该面设计走向长米,面长米,现平均采高米,平均煤厚米,局部12125米,倾角左右该工作面煤层极不稳定,多处煤层变薄或缺失另外,
5151551.
41.1断层落差为~米,该断层及其次生断层对正常回采影响很大
0.47°f203
(三)新庄孜矿工作面46该面设计可采走向长米,面长米煤厚在~,平均,赋存62114不稳定,中间有约米夹矸贯穿整个工作面,夹矸上、下煤层厚度均在~
8501350.
61.0m
0.9m米,平均倾角
0.
50.
20.6
二、薄煤层工作面三机配套24°“”
(一)三机配套见下表三机设备配套表表“”工作面编号2-1“”2-1液压支架采煤机刮板机谢一矿架5121b10沈阳设计,制造zy5000/
8.5/17d95鸡西**mg2×150/700-bwd张家口sgz800/800谢一矿架5121c15北京设计,舜立制造zy5000/
8.5/17d136上海天地mg2×160/710-bwd西北奔牛sgz-800/800潘二矿架12125北京设计,舜立制造zy5000/
8.5/17d89上海天地mg2×160/710-wd西北奔牛sgz800/800新庄孜矿架62114zy5000/
8.5/17d87沈阳设计,郑州制造鸡西mg2×150/700-bwd张家口sgz800/800
(二)设备参数见下表、采煤机技术参数表表设备名称2-22-32-2采煤机型号mg2×160/710-bwd采高mg2×150/700-bwd~机面高度
1.
11.7m834mm过煤高度860mm254mm行走轮节距265mm供电电源126mm(),截割电机功率3300v±12%50hz()()2×2×160kw装机功率2×2×150kw710kw牵引形式700kw采用交直交变频无链电牵引机外载、一拖
二、四象限运行滚筒直径,有效截深总重量Φ1150mm800mm生产厂家30t上海天地鸡西液压支架与刮板输送机参数表表液压支架2-3刮板输送机型号型号zy5000/
8.5/17d/架型sgz800800二柱掩护式装机功率支撑高度2×400kw电压等级
0.85-
1.7m工作阻力3300v链速5000kn中心距
1.10m/s刮板链型式
1.75m中双链适应煤层角度刮板链规格30扁平链支护强度2×φ34×126中部槽规格≥
0.5mpa铸焊槽帮对地板比压1750×800×280采煤机牵引方式≤
1.5mpa齿形销排,节距控制方式126mm电液控制卸载方式端卸
三、井下工业性试验情况该套设备于年月日到年月日在谢一矿工作面进行工业性试验200841820091235121b10其中,自年月日到年月日,工作面共退尺,开采保护层面积,单月最高产量及最高月进为年月份,出产吨,2009112009123225m月进米;单日最高产量和最高日进为年月日,出产吨,日38250m22008785459进刀年以来,工作面最高日进刀,最低刀,基本维持在这个水平14520087183725通过一年多的井下工业性试验,综采设备通过了断层、煤层变薄、煤层夹矸等各种8200931复杂地质条件的考验实践表明,解放层开采的地质条件复杂多变,特别是断层与煤层变薄使得采煤机长期处于切割矸石的状态(工作面破顶、卧底量见表-),自年月中旬工作面开始进入薄煤区,整个薄煤区走向长达,3工作面基本无煤,带来以下难题120089500m由于工作面基本全岩,矸石硬,煤机割不动主要采用坚硬段打眼放炮和深孔预裂爆破的手段进行强采工作面放炮,矸石乱飞,对设备元器件损伤严重矸石多,煤质差平均灰分达尽管如此,各综采设备还是通过了考验,设备性能优良(各综机设备故障影响时间80%以及所占故障比例见表,可以预计,如果在地质条件较好的薄煤层正常工作面条件下,该套设备完全能够满足年产万的要求3-2工作面部分时段破顶底量表100t时间5121b103-1破顶卧底量()备注mm年月20086月2007月1008月2009月30010月40011月20012年300月20091月4002故障影响时间统计表表300项目3-2年月~年月所占比例20086200812采煤机事故时间()min1682电器事故时间()
28.5%min1376皮带事故时间()
23.3%min436输送机事故时间()
7.4%min1210转载机事故时间()
20.5%min387破碎机事故时间()
6.6%min85支架事故时间()
1.4%min140其它影响时间()
2.4%min580合计事故时间()
9.8%min5896
四、薄煤层综采装备使用效果100%
(一)谢一矿工作面该工作面自年月日正式开始回采,采高,截止年月5121b10日,共退尺,剩余可采长度,采煤吨,开采保护层面积
20084181.6m2009724,单月最高产量为年月份吨,单日最高产量月日790m270m443800吨(刀),平均月产量万吨134300m22008785459718
(二)潘二矿工作面
372595.6该面年月投产,截止到年月底,工作面已退尺米,生产原煤约12125万吨,开采保护层面积约万平方米最高月产量万吨,平均月产量086096500万吨
32.
67.
754.8
(三)新庄孜矿工作面
2.7该面年月投产,截止到年月底,工作面已退尺米,生产原煤约62114万吨,开采保护层面积约万平方米最高月产量万吨,平均月产量093096225万吨
12.
93.
64.8
(四)谢一矿工作面
3.25121c15该工作面自年月日正式开始回采,采高,截止年月日,共退尺,剩余可采长度,共采煤吨,开采保护层面积
20081111.6m2009724,单月最高产量为年月份吨,最高日产年月480m1200m426500日吨,平均月产量万吨115200m22009160168200971
四、薄煤层综采经验总结
38474.7
(一)设备方面、提高采煤机截割能力根据矿区生产经验,开采薄煤层经常遇到截割夹矸和破顶、底板等情况,甚至截割全岩,此时采煤机的截割效率降低、截割部故障率升1***高要采取针对性措施在增加截割功率的同时,增强采煤机的破岩能力,提高截割效率、采用变频调速系统机外载布置方式,减小机身厚度;适当提升采煤机机身高度,增加过煤空间为保证生产能力和过矸能力,要求过煤高度不能小于
2、增加液压支架推移油缸和调底座油缸的液压锁,对操作阀和立柱的镀层部位加400mm保护措施,减少工作面放炮崩坏;侧护板再加长
3、刮板输送机过渡槽中板要加厚或进行耐磨处理、由于国内外机械工业基础的差距,国产采煤机的可靠性与国外同类产品相比还4有差距,可以考虑在国产采煤机上有选择的配套进口部件(如截割摇臂),克服国5产采煤机存在的不足,降低购置和使用成本,提高整机的可靠性
(二)现场管理方面、加强液压系统的管理,推广使用水处理装置,严格按规定控制乳化液浓度,减少液压系统故障
1、鉴于薄煤层工作面特点,放炮工艺不可避免,放炮措施应有保护液压系统元件的针对性措施及严格的问责制度
2、鉴于薄煤层工作面实际采高,采煤机必须截割一定的矸石所以应重视采煤机滚筒截齿的管理,要有动态检查、更换和监督制度,避免因截齿缺损产生震
31.4m动,诱导采煤机重大事故的发生
五、存在的问题及进一步改进内容
(一)存在的问题、总体配套应用情况表明,为追求大功率、矮机身的采煤机和刮板输送机配套而牺牲的过煤空间是制约该项目产能进一步发挥的主要瓶颈1因矿区的薄煤层赋存稳定情况较差,工作面开采过程中矸石量较大,这给薄煤层采煤机和运输机有限的过煤空间提出了较大挑战工作面出现过刮板磨损严重,***链条、刮板不同程度的故障也与此有关另外,过低的过煤空间限制了工作面整体运输能力、国产设备,尤其是采煤机和刮板输送机在恶劣工况下的可靠性需要进一步提高如国产采煤机常见的摇臂行星头漏油问题等2
(二)下一步改进内容、鉴于薄煤层工作面在实际工作中最低采高很难低于,建议采煤机的机面高度和过煤高度应适当加大
11.4m、可增大采煤机滚筒直径,由改为,以增加采煤机卧底量,提高滚筒的装煤效果
21.15m
1.3m、鉴于薄煤层工作面矸石含量大的特点,对刮板机中板进行有针对性的耐磨处理研究3薄煤层安全高效开采技术的成功,特别是对于将薄煤层作为解放层的矿井,薄煤层高效开采为以后生产接续、保证矿井生产能力的均衡以及煤炭资源回收率的提高提供了可靠的技术保证工作面单产水平、开采工效、全员效率都得到了显著提高,对矿井可持续发展具有十分重要的现实意义矿业集团薄煤层安全高效开采提高了我国对薄煤层整体装备水平和工作面单产能力,使我国在薄煤层地质条件相对复杂条件下的高产高效整体技术水平有了大幅***度提高其研发的综采液压支架、采煤机、运输机也极大地推动了我国煤机行业的科技进步,拉近了我国在这一领域内与发达国家的差距。