再生顶板条件下极薄煤层综采“三机”配套与实践.pdf

再生顶板条件下极薄煤层综采 “ 三机”配套与实践 马文峰1，雷仁忠2，周明昌2 1. 四川省华蓥山煤业股份公司 李子垭煤矿，四川 华蓥 638601;2. 四川省煤炭产业集团，四川 成都 610031 ［ 摘 要］再生顶板极薄煤层综采工作面的 “三机”配套是个困难而复杂的技术难题，目前国 内虽有相关报道，但 “三机”的普遍适应性差，采面产量 推进度低，特别是 0. 8m 左右煤厚、再 生顶板条件下的极薄煤层还没有成功的综采 “三机” 。以李子垭煤矿 14011 工作面为例，介绍了再生 顶板条件下极薄煤层综采 “三机”的成功经验，对类似条件的极薄煤层综采具有借鉴作用。 ［ 关键词］再生顶板;极薄煤层;综采 ;“三机”配套 ［ 中图分类号］ TD355. 43［ 文献标识码］ B［ 文章编号］ 1006- 6225 201106- 0072- 02 Equipment Match of Full- mechanized Mining Extremely- thin Coal- seam under Artificial Roof ［ 收稿日期］ 2011－02－14 ［ 作者简介］ 马文峰 1968－ ，男，重庆合川人，采矿工程师，国家注册安全工程师，现任李子垭煤矿总工程师。 1矿井概况 李子垭煤矿开采二迭纪龙谭组 K1煤层，井田 内 K1煤层含矸石 2 ～ 4 层，煤层分岔为 K1 1 下分 层和 K2 1 上分层两层。K1 1煤层煤厚 0. 59 ～ 1. 10m，平均 0. 82m;K2 1煤厚 0. 94 ～1. 50m，平均 1. 27m; K2 1 与 K1 1 间 夹 矸 厚 0. 7 ～ 3. 20m，平 均 1. 50m。全区煤层稳定可采。矿井投产以来一直开 采 K2 1煤层，K 1 1煤层由于与 K 2 1煤层之间距离近、 煤 层薄、 顶板为采空区再生破碎顶板等， 一直未采。 多年来的开采，K2 1煤层可采储量仅剩 3Mt， 而 K1 1煤层适合综采的储量约 10Mt，如何安全高效 开采 K1 1煤层，成了急需解决的问题。 2难点分析 再生顶板极薄煤层综采工作面 “三机”配套 技术难题主要有 1再生复合顶板破碎，支护难度大。 2采面内部空间狭小，采煤机机面高度、 有效过煤高度受限制。 3配套设备行人空 间受限。 4采煤机机头、机尾割透底板难度大，工 作面浮煤多，不易清理回收。 5工作面上、下出口端头支护难度大。 3“三机”配套 工作面 “三机”型号及参数采煤机型号 MG150/421－PFD，装机功率421kW，适应采高0. 8 ～1. 5m，倾角≤45，截深 0. 63m，非机载变频调 速，有链电牵引，机重 14t;输送机型号 SGZ730/ 320AT，设计长度 200m，26mm90C 级中双链， 中部槽 1750mm 690mm 263mm 长 内槽宽 高 ;液压支架型号 ZY3400/6. 5/14，高度 0. 65 ～ 1. 4m，中心距 1. 75m，电液阀操作控制，重量 10. 6t。 4综机特点 4. 1采煤机 采煤机采用骑铲板结构 图 1 ，煤壁侧设铲 煤板，采空区侧设采煤机导向滑道，机面高度只有 570mm，过煤高度达 300mm，实现了采煤机双向 割煤和清理浮煤。 装机功率大，采用外牵引方式 图 2 ，采用 图 1工作面三机配套关系 27 第 16 卷 第 6 期 总第 103 期 2011 年 12 月 煤矿开采 Coal mining Technology Vo1. 16No. 6 Series No. 103 December2011 有链电牵扯引，牵引动力设在工作面输送机两端， 牵引力为 2240kN，速度 0 ～ 11m/min，采煤机牵 引力大，故障低，维修方便;截割功率为 2 150kW，设置断链保护装置，截割功率大，滚筒转 速高，截割能力强。 1刮板输送机牵引电机;2刮板输送机减速器; 3采煤机外牵引电机;4外牵引减速器 图 2采煤机外牵引装置 新型拖缆装置杜绝了采煤机缆线在很浅的线缆 槽中出现 3 层的情况， 不再设专人看护， 拖移顺畅。 4. 2液压支架 端头支架 ZYZ3600/13/28 支撑掩护式能 够适应巷道走向和倾向的倾角变化，支护可靠及 时，有效地控制了顶板，减轻了工人的劳动强度。 首次在极薄煤层综采面配套使用 1. 75m 宽的 液压支架。 工作面机械化自动化程度高，设备装机功率 大，支架采用电液阀控制技术，能够实现跟机自动 化，工作面无人化。 5开采实践 5. 1首采面情况 首采面11041 位于矿井北一采区， 上分层 K2 121041 工作面已回采 图 3 ，煤层倾角 0 ～10， 平均厚度 0. 85m，采高 0. 9 ～ 1. 1m，平均 0. 92m， 工作面长度 75m，推进长度 820m。直接顶为煤层 上下分层中间夹矸，砂质泥岩，厚 1. 07 ～ 3. 6m， 平均厚度 1. 5m，上部为粉砂岩 上分层采空区 ， 厚 10. 09m;底板为泥岩、砂岩、黏土岩，平均厚 度 6. 8m，黑色泥岩，遇水膨胀泥化。 图 3工作面巷道布置 5. 2生产效果 工作面按照 “两采一准”组织生产，2010 年 7 月开始试生产，生产 5 个月，平均月推进度 149. 22m，平 均 月 产 量 13983t， 最 高 月 产 量 20580t，工作面推进度创造全国 1m 以下极薄煤层 综合机械化开采的纪录。 6结束语 该套综采设备能够适用于 0. 85 ～1. 0m 极薄煤 层工作面，为 0. 85 ～1. 0m 的极薄煤层实现安全高 效综合机械化开采提供了一种技术途径，对极薄煤 层开采技术发展有一定促进作用。 ［ 参考文献］ ［ 1］ 钱鸣高，石平五 . 矿山压力与岩层控制 ［M］ . 徐州中国矿 业大学出版社，2003. ［ 2］ 孙文华 . 煤矿综采新工艺新技术与机械设备选型实用手册 ［ M］ . 北京中国知识出版社，2005.［ 责任编辑徐亚军 檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 ］ 上接 13 页 气体的解吸，达到提高产气量的目的。但是随着生 产压差的增大，煤层骨架大颗粒的脱落，甚至造成 煤层骨架坍塌，堵塞产气通道，制约煤层气的解吸 和运移。所以合理的生产压差确定，煤层气井产气 稳定，有利于减少煤粉，延长泵的检泵周期。 ［ 参考文献］ ［ 1］ Clarkson C R，Jordan C L，Gie－rhart R R，et al． Production dataanalysis of CBM wells ［A］ . Proceedings of Rocky Mountain Oil ＆Gas Technology Symp－osium ［ C］ ． SPE 107705，2007. ［ 2］ 何更生 . 油藏物理 ［ M］ . 北京石油工业出版社，1991. ［ 3］ 李仰民，王立龙，等 . 煤层气井排采过程中的储层伤害机理 研究 ［J］ . 中国煤层气，2010 12 39－47. ［ 4］ 白建梅，陈浩，祖世强，等 . 煤层气多分支水平井煤粉形 成机理初步认识 ［J］ . 煤层气勘探开发理论与技术，2010 9 425－431. ［ 5］ 陈振宏，王一兵，孙平 . 煤粉产出对高煤阶煤层气井产能 的影响及其控制 ［ J］ . 煤炭学报，2009 2 229－232. ［ 6］ 邓绍强. 疏松砂岩气藏多层合采气井出砂携砂产能研究 ［D］ ． 成都西南石油大学，2006. ［ 7］ 范兴沃，李相方，关文龙，等 . 国内外出砂机理研究现状综 述 ［ J］ . 钻采工艺，2004，27 3 57－58. ［ 8］ 蒲春生 . 液固体系微粒表面沉积分散运移微观动力学 ［M］ . 北京石油工业出版社，2008. ［ 9］ 翟云芳 . 渗流力学 ［ M］ . 北京石油工业出版社，2003. ［ 责任编辑邹正立］ 37 马文峰等再生顶板条件下极薄煤层综采 “三机”配套与实践2011 年第 6 期