柔性掩护支架采煤法在我矿的试用.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI CO 虬S C I EN CE d r T E CHNOL O GY 2 0 0 4 年第 3期 N0． 3 2 0 0 4 柔性掩护支架采煤法在我矿的试用 曾凡萍， 兰世财， 吴凤萍 萍乡矿业集团公司杨桥煤矿 ， 江西 分宜3 3 6 6 1 4 摘要 柔性掩护支架采煤法在杨桥煤矿急倾 斜煤层和局部倾斜煤层 以及薄煤层中首次试 用成功， 取得较好经济效益 。 关键词 柔性掩护支架； 采煤； 试用 中图分类号 T D 3 5 5 ． 9 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 6 2 5 7 2 2 0 0 4 0 3 0 0 0 6 0 2 杨桥煤矿开采二叠纪 乐平煤系老山段 B 4 煤层， 倾 角为 0 。 9 0 。 ， 地质构造发育、 区内有褶曲、 次级褶 曲使煤层沿走向， 倾 向坡度均有变化。顶底板均为粉砂 岩 ， 较为稳定 ， 属低沼气矿井， 煤层无 自燃 ， 煤尘不具爆 炸性 。 急倾斜煤层中， 我矿一直沿用斜切爆破采煤法， 其 技术含量低， 安全性差 ， 通风系统不完善， 支护效果差， 坑耗高， 回收率低 ， 效率低， 属非正规采煤法。实践证 明 此采煤方法远远不能适应煤矿生产技术的发展， 存 在不利于安全生产的诸多弊端 ， 因此对该采煤方法进行 改革是势在 必行 ， 迫在 眉捷。 1 采煤方法的改革与试 用 针对我矿 急倾 斜煤 层 厚度 、 倾 角变 化 大 ， 采用 的非 正规采煤法 缺陷多 ， 主要技术难题就是 不能 形成工作 面 负压通风 。通过 考 察调 研 ， 学 习 了 四川华 蓉广 能 、 达 洲 矿务 局及 我局青 山矿采 用长壁式的经验 ， 用 “ 八 字型” 掩 护支架 比较适用我矿部分煤层 ， 该方法主要能形成正规 采煤工作面， 采用长壁推进 ， 支护稳定性强 ， 顶板管理 ， 回采工艺简单， 具有产量高 ， 效率高， 生产系统简单， 巷 道工程量少， 材料消耗少 ， 成本低， 提高资源的回收， 生 产安全等优点， 其布置见图 1 。 1 ． 1 工作面试采情况 6 4 1 0工作 面于 2 0 0 3年 1 O月份开 始试采 ， 2 0 0 4年元 收稿 日期 ∞0 4 0 53 1 6 月份结束。安全采出煤量 1 9 0 0 0多 t ， 回采率达 9 8 ． 1 ％。 在整个回采过程中， 我矿组织了技术人员 三班跟班， 使 掩护支架从安装、 铺设、 落架移架、 拆架等每项工序都在 技术人员的指导下完成。进风石门安装 了液压泵， 铺设 高压管路到工作面。通过几个月试采 ， 特别是 l 1 月份 采用单体柱控架、 顶架、 移架及挑底等措施， 顺利采过工 作面中间 1 0 m长 2 5 o 左右的倾斜煤层和工作面上段薄 煤带 ， 使我矿基本掌握了掩护支架工作面生产工艺流程 和操作技术 ， 首次试采成 功。 6 1 1 西一～ 一／ 圈 1 工作面布置 八字形支架结构系采用 9 工字钢制作按 1 3 5 。 、 1 l 0 。 成八字形， 根据煤层的赋存情况制成 1 ． 6 m的支 架 ， 长臂 短臂 各钻一 对孔 ， 中间钻 两对 孔 ， 用 直径 1 6 6 5 n m a 螺栓 ， 用 1 0 0 8 m m的压板 ， 4 根 1 Y 2 2 钢丝绳 每根 长 2 0 m， 钢丝绳搭头长 2 m， 并用 4副绳卡 固定 见图 2 ， 逐架逐架连成整体， 将工作面与采空区隔离 ， 支架随工 作面推进而逐渐下落。 1 ． 2 生产工序 维普资讯 j ， ， ≯ 。 图 2 支 架 结构 1 支架的铺设 支架从 回风巷装起 ， 并逐步下放支 架 ， 随着支架的下落， 工作面长度增长 ， 直到工作面拉成 伪斜工作面时 ， 开始正 规循环 回采。 2 支架 的下落 先将靠底板侧 的煤掏空， 露 出底 板， 然后将控架液压支柱卸压， 支架便靠老塘矸石的 自 重向下运动， 使支架在底板侧落下。靠顶板侧采用同样 方法使支架下落 。落架工作完成 。 3 支架的回撤 当支架落到工作面下出 口时， 把支 架 调成水 平 ， 工作 面 向前 推进 ， 当下 出 口尾 架滞 后 工作 面 3 5 m后 ， 可 以逐渐 回撤 。 4 落煤方法 工作面采用五花眼布置， 放炮落煤 ， 由下而上逐段爆破 ， 每次爆破 长度不超过 2 0 m。 5 装运方式 工作面伪斜角控制在 2 5 。 左右， 采 用人工扒煤 ， 搪瓷槽 自溜。 1 ． 3 调 架方法 6 图 3 煤层变薄调架法 1 当煤层出现压薄区时， 分两种情况处理， 一种是 煤层厚度在 0。 81 ． 6 m时 ， 调整好掩 护支架 长臂端先沿 顶板下移， 并用单体柱控制好掩护支架 见图3 a 。落架 时单体柱慢慢卸压 ， 确保支架沿煤层顶板下移， 以防倒 架歪架挤架 ， 达到落架 目的 见图 3 b 。若掩护支架短臂 被底板挂 住时 ， 可挑底确保顺 利落架 。另一种情 况是煤 层厚小于 0 ． 8 m对整 个 工作 面造 成移 架 困难时 ， 采 取断 绳方 式 ， 采 用 分 段 走 向密集 采 煤 法 支架 工 艺 处 一 医薄 区 。 2 当煤层局部出现倾角小于 4 5 。 时 ， 根据煤厚不 同移架方法略有不同。①煤层厚度适中时， 首先调整好 掩护支架并用单体柱控制住掩护支架 如图 h a 。移架 时， 单体柱注液将掩护支架长臂顶起依靠老塘矸石重量 及支架下滑力， 使掩护支架短臂往前移 如图 4 b ， 然后 单体柱卸压 ， 掩护支架重新复得平衡 如图 4 c 。②煤层 图4 倾角变缓调架法 3 当煤层较厚时 如图 5 a ， 首先单体柱注液将掩 护支架顶起 ， 掩护支架 短臂 因受老塘力 和 自重推 动下 紧 贴在单体柱 l 上 如图 5 b ， 这时支起另一单体柱 2 后， 单体柱 1 卸压， 掩护支架在老塘和 自重的作用下下移 如图 5 c 。单体柱 2卸压， 掩护支架重新达到平衡 如 图 5 煤层变厚调架法 图 5 d 。 此移架 法根 据煤 层厚度 和顶板垮 实程度 的不 同 每次移架 距 离 也不 同。煤 层 厚 度大 ， 每 次 移架 距 离也 大 ， 一般最 小 移 架 距 离 在 1 5 02 0 0 m m， 最 大 移 架距 离 4 0 0 5 0 0 m m， 一般每循环移架 2 3 次。 下转第 1 8页 7 维普资讯 2 脱硫装置测试结果 2 0 0 2年 1 2月 1 7日， 江 西省环境监 测 中心站对 我局 电业公司发 电厂该 套锅 炉 烟气 脱 硫除 尘装置 进行 了监 测， 监测结果如下 烟尘排放量 6 ． 7 5 k g ／ h ， 烟尘排放浓度 I 1 2 mg ／ Nm3 ，除尘效率 9 9 ． 4 ％； s o 2 排放量 4 6 ． 3 k g ／ h ， s o 2 排放浓度 7 2 2 m g ／ N m 3 ， 脱硫效率 9 1 ． 6 ％， 烟气排放符合 国家污染物排放标准。 3 脱硫工程效益情况 3 ． I 经济效益 I 根据此套设备运行情况分析， 每天的石灰耗 量约 2 0 t ， 平 均 每小 时 的耗量 为 0。 8 3 t ， 按 发电厂 现发 电 情 况全 年 平 均 每 台锅 炉 运 行 时 间为 5 0 0 0小 时 左 右 计 算 。全年需耗石 灰 4 1 6 6 t ， 石 灰市 场 价格 为 1 2 0元／ t ， 每 年需 5 o万元。 2 设备运转全年耗电约 7 ． 5 万 k w h ， 按 0 ． 4 3元／ k w h计算 ， 耗 电量 费用 为 3 ． 2万元 。 - 3 此 设 备 运 行 需 增 加 工 作 人 员 6人 2人／ 每 班 ， 按每人每年平均工资 0 ． 7万元 ， 全年 需 4． 2万 元。 4 设备 的维修 费全年 2万元 。 以上共计 5 9 ． 4万元 。设备 运行后 虽使 发电成 本增 加 了 0． 0 2 4元／ k w h ， 但它 的投运 既解 决 了对周 边环 境污 染的影响， 又改善了周边的大气环境。 3 ． 2 社会效益 发 电厂利用煤矸 石发电 ， 既可减少煤矿 因此堆 放 占 用大量 的土地 资源 ， 又可减少 由此带来 的诸多 环境污染 问题 。除此 ， 煤矸石每年发 电 9 O 0 0万 k w h ， 年创 利税 3 0 0 万元 ， 以及提供 5 0 0多个就业岗位， 为丰矿的扭 亏和矿 区稳定 起 了巨大作用 。 发电厂投入此套设备 以后 ， 彻底解决 了因燃 用煤矸 石 所产 生 的二 次污染 问题 。根据设 备运 行监 测 报告 显 示 ， 安装脱硫装置后 s o 2 和烟尘排放量 远远低 于 国家 污 染物排放标准， 为改善周边大气环境起到显著作用 ， 也 为我局煤矸石的综合利用健康发展， 缓和 目前紧张的工 农关 系 ， 为电厂 的继 续生存 ， 增强企 业 活力 起 到关 键性 的作用。 4 脱硫工程存在问题及采取的措施 在脱硫装 置试 运行 中， 存 在 着 烟气带 水 问题 ， 这 是 湿式除尘脱硫的通病。针对这一问题 ， 我们在大量分析 研究的基础上采取了一系列技改措施 ， 适当增加了脱水 高度和将原锅炉靠塔壁留了一条 1 2 01 2 0 0 m m的蓄水 槽 ， 使 脱硫除尘 的水顺 槽流 下 ， 由排 水孔 排水 的 方式 改 为倾 向塔壁 的通 沟排放方 式 ， 这样 不会 堵塞 ， 致 使烟 气 带水问题在 一定 程度上得到缓解 。 编辑胡 中祺 上接 第 7页 2 主要 经济效果 掩护支架采煤法在 6 4 1 0工作 面试用 ， 其区段标高 为 一2 1 0 m一一2 4 0 m， 倾斜长 6 0 m， 煤层倾角为 2 5 。 9 0 。 ， 煤层平均厚为 2 m， 其经济比较如表 1 。 表 1 技术经济 比较 指标貅单位 斜切爆破 采煤法 时间 2 0 0 3 ． 1 02 0 0 4 ． 1 2 0 0 3 ． 6 9 原煤产量t 1 9 4 7 3 1 7 8 2 4 安全 回采工效 坑耗 采区回采率 安全生产 工 4． 5 6 m3 ／ 万 t 2 6． 3 ％ 9 8． 1 2 0 0 3年 1 起死亡事故 2． 6 l 6 8． 7 7 8 ． 4 1 8 3几 点 认 识 I 八字型掩护支架对煤层赋存条件的变化适应性 差 ， 当煤层厚度 变化超过一定 限度 时就不适用 。 2 放炮后空间减小， 特别是伪斜角过大或过小时， 工作 面易堵塞 ， 造成 风量 不足 。此 时可采用 分 段放 炮 、 放小炮 ， 使伪斜角控制在 2 5 o 左右。 3 改进支架的设计 ， 提高其对煤层条件变化 的适 用范 围。 编辑傅兴维叶忠群 维普资讯