众兴煤矿二号井采煤方法合理优化及实践.doc

众兴煤矿二号井采煤方法合理优化及实践 摘要合理的采煤方法不但可以保证矿井的生产能力，而且可以实现安全高效开采，同时最大限度地回收资源。本文结合众兴煤矿二号井的矿井概况，谈谈对采煤方法优化的认识。 关键词采煤方法 优化 安全 0 引言 合理的采煤方法不但可以保证矿井生产能力，而且可以实现安全高效开采，同时最大限度地回收资源。20世纪80年代以来，随着国民经济的发展，采煤方法得到迅速发展，普通机械化采煤工作面的装备也发展较快，综合机械化采煤工作面逐渐向大功率、电牵引、程序化发展。采煤方法优化的含义就是在坚持安全、经济、回采率高的原则的基础上，在所在矿区采用或引进新的采煤方法或装备，对矿井的相关生产系统进行优化改造，对相关生产组织制度和作业方式进行变革，从而达到提高生产效率、经济效益和安全水平的目的。 1 矿井概况 新疆众兴矿业有限责任公司二号煤矿位于新疆米泉市东约14km，属新疆米泉市管辖，该矿始建于1985年，1986年投入生产，设计生产能力3万t/a，经改扩建为9万t/年。该矿煤层赋存条件十分优越，煤层倾角在40～45之间，全区可采煤层共四层，自上而下为43-1、43-2、44、45号煤层，煤层平均总厚43.14m。本次采煤方法改造在45号煤层632m一区段回采工作面实施。 该矿可采煤层顶板多以粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩，抗压强度小，遇水膨胀，节理裂隙发育，，属易冒落顶板，井田煤层顶底板属于稳固性较差的类别，极易发生冒顶片帮事故。煤层属易自燃的煤层，发火期3～6个月。 2 矿井采煤方法改造的必要性 众兴矿业有限责任公司二号煤矿由于目前所采用的“仓储式”采煤方法采煤空间无支护，难以人为控制顶板，安全条件差；巷道掘进率高，一年的掘进工程仅能满足3～5个月的生产需要，造成矿井生产采掘关系紧张，采掘严重失调；回采率低（采区回采率达不到30），煤炭资源浪费严重，不符合当前国家的有关政策和法规。近年来，随着国家对采煤方法以及工作面装备水平要求日益严格，对该矿采煤方法的改造势在必行，对保证本地区能源工业的可持续发展是十分必要的。 3 采煤方法的优化 3.1 确定优化的工作面 该矿为9万吨/a生产能力保留矿井，目前生产系统较完善，本次采煤方法设计是在现有井巷工程的基础上进行的，尽量利用现有工程，完善矿井采掘、通风、供电、运输、供电等生产系统。结合矿井建设情况，依据矿井开拓系统、煤层赋存条件及目前开采情况，根据煤层厚度、倾角计算45号煤层开采后垮落角48.5，根据做图法确定632m水平45号煤层开采后不影响上部632m水平44、43-2、43-1号煤层煤层开采。由于45号煤层632m水平已施工，为减少初期工程量，故本次采煤方法改造在45号煤层实施，即45号煤层632m一区段回采工作面。 3.2 方案的提出 3.2.1 走向长壁水平分段悬移顶梁液压支架放顶煤采煤法 水平分段采煤方法适用于煤层倾角大于40，煤层厚度8m以上，并且在采区走向长度范围内无落差（断距）较大的断层，埋藏较稳定的煤层。该采煤方法按倾斜煤层水平分段的方法布置巷道。使用ZJH1800/14/30X-1TY型悬移支架，最大控顶距2.96m，最小控顶距2.26m。工作面上部铺金属网，采煤、放顶煤配备一台刮板运输机，采用炮采开帮。分段高度10m，开帮高度2.5m，放煤高度7.5m，采放比13，工作面一天一个正规循环，循环进度1.4m，一个工作面生产能满足矿井生产能力要求。 3.2.2 走向长壁水平分段轻型液压支架综采放顶煤采煤法 该采煤方法按倾斜煤层水平分段的方法布置巷道。工作面支护采用ZF2800/15/24轻型放顶煤液压支架，配2台（采煤、放顶煤各一台）可弯曲刮板输送机运输，前部运输机型号SGZ630/75、后部运输机型号SGZ630/75，配备一台MGD150-NW1型液压牵引采煤机割煤，割煤深度0.6m。分段高度10m，开帮高度2.5m，放煤高度7.5m，采放比13，工作面一天一个正规循环，循环进度1.2m，一个工作面生产能满足矿井生产能力要求。 现对上述两种采煤方法的优缺点比较如下 方案一优点工作面回采工艺较方案二简单；工作面支护设备操作灵活，对工人技术素质要求较方案二低；工作面支护设备投资较方案二低。 方案一缺点工人劳动强度大；工作面采用打眼放炮开帮，较方案二安全条件差；工作面支护设备较方案二落后，安全条件相对较差； 方案二优点工作面回采工艺先进，回采机械化程度高；工作面工人劳动强度较低；顶煤回收率较方案一高，工作面单产高；工作面采用轻型放顶煤液压支架支护较方案一安全性能好。 方案二缺点回采工作面设备投资高；矿井吨煤电耗高，初期吨煤成本较方案一高；工人技术水平要求高； 3.3 采煤方法的确定 设计考虑到该矿井及集团公司的发展思路，并通过对上述两种采煤方法的技术经济比较（前者采掘设备费用为300万元，后者为1428万元），从安全性能，矿井机械化程度，工作面劳动强度，经济效益及矿井长远发展等方面考虑，设计推荐方案二走向长壁水平分段液压支架放顶煤采煤法。 走向长壁水平分段液压支架放顶煤采煤法已经在中小型矿井中广泛使用，可适合该矿43-1、43-2、45号煤层开采。本矿开采煤层硬度f在2以下，属中硬煤层，煤层节理裂隙较为发育，放顶煤步距1.2m。根据与之煤层硬度条件相近矿井放顶煤开采经验，放顶煤步距1.2m，放煤效果较好，顶煤回收率可达75以上。故本矿井采用放顶煤开采是可行的，顶煤可放性是可以肯定的。建议矿井采煤方法改造实施后，应在生产实践中不段摸索、探究，确定最佳放煤步距，提高顶煤回收率，提高全矿井回采率，合理开发利用有限的煤炭资源。 3.4 回采工艺 ①割煤及进刀用MG150／375一W型双滚筒采煤机采用端部斜切进刀方式采煤，截深0.6m。 ②移架工作面采用ZF2800/15/24型放项煤液压支架，随采煤机割过后，追机顺序移架，移架滞后采煤机3～5m，移架步距同采煤机截深0.6m。 ③移输送机工作面设置两部输送机，在近煤壁和采空区侧各设一部，前部运输机滞后采煤机15m移置。后部输送机（靠采空区侧）的拉移，在移架前进行。 ④放顶煤这是回采工艺中关键工序，具体见下a工作面顶煤采用超前预爆破方式进行松动，超前预爆破时要控制好炸药量、达到最佳的效果，炸药量根据工作面实际情况（放顶煤块度、并工作面顶部的破碎度）进行调整。b当工作面割过两刀后，由工作面回风顺槽向工作面运输顺槽方向依次放落顶煤；c为使顶煤充分放出，放顶煤应分两轮进行，第一轮放出顶煤的一半，第二轮再放剩余的部分；d放煤时，相邻两架同时进行，以利于松动顶煤；e放煤中如遇大块煤不易放出，则反复升降支架的尾梁插板，也可上、下摆动尾梁，将顶煤捣碎、松动后顺利放出；f放煤插板打开后，放煤工除做好放煤口喷水消尘工作外，应注意观察顶煤流动情况，当项煤中含矸量骤增时，则立即关闭插板。 回采工艺过程交接班→采煤机割煤→移前部运输机→移支架→放顶煤→移后部运输机→清理工作面→检修。 4 经济效益和社会效益 采煤方法改造后，采区回采率由原来的30提高到75左右，回采率大大提高。可采储量可多采出133.47万吨，延长矿井服务年限10.6年，矿井的生产规模达到9万吨／年，年利润可增至201.48万元，矿井规模上了一个台阶，符合国家对地方小煤矿“扶持、整顿、改造、联合、提高”的十字方针，也符合国家资源保护政策，提高了矿井的抗灾能力。工作面的安全性大大提高，降低了事故率，减轻了工人的劳动强度，改善了煤矿工人的劳动环境，对煤矿的发展具有良好的经济效益和社会效益。