论12#煤薄煤层综采采煤方法

科学之友Friend of Science Amateurs2008年08月(24)论12#煤薄煤层综采采煤方法.孙卫国(阳泉市南庄煤炭集团有限责任公司，山西阳泉045000)摘要: 文章详细介绍了南庄矿井12#煤层的采煤工艺,对薄堞层综采面的三机配套参数进行了确定和合理性分析,同时对12#煤层的瓦斯综合治理进行了详细的分析和总结。关键词:采煤工艺;设备选型;三机配套参数;瓦斯治理;瓦斯预抽中图分类号: TD823.25*1文献标识码:A .文章编号: 1000-8136(2008)24- -0036-021企业基本情况3南庄井田12#薄煤层基本条件简介阳泉市南庄煤炭集团有限责任公司成立于2001 年3月812#煤层位于15#煤层上方约48m处，倾角平均为59*-8%,日。2004年12月28日经阳泉市人民政府与国家开发投资公司煤层层位较稳定,结构简单,夹矸厚0.08 m-0.65 m,顶板为泥岩、协商，实现股权重组,2005年1月15 H正式成为国家开发投资砂质泥岩,底板为砂质泥岩、泥岩、砂岩。由于顶板岩层为泥岩比较公司煤炭公司控股企业。重组后资产总额为109 037万元,注册破碎,同时煤层地质构造发育,小断层、无炭柱多.煤层起伏变化复资本22892万元。杂。煤层平均厚度1.35 m,煤层硬度f<3.煤层开采高度为1.5m左南煤集团公司现管辖有南庄分公司、大阳泉煤炭有限责任右,开采时工作面瓦斯相对涌出量为19.5 m/,瓦斯主要来源于公司、南煤化工、广源实业、富源活性炭、通泰铁路等4个非煤产煤层本身及上下邻近层。业子公司和集团供应、销售两个分公司。集团公司新成立了新型15#煤层平均倾角为59-80 ,煤层层位较稳定,煤层厚度5.24m~环保建材公司(年产2.6亿块煤矸石烧结砖),一期工程已经投入6.63 m,结构复杂,含1~2层夹矸,夹矸厚度为0.02 m-0.47 m,煤生产;现集团公司正在建设2*13.5 MW煤矸石电厂,同时正在筹层顶板为泥岩,底板为砂质泥岩、泥岩。煤层开采高度为5.8 m左建西上庄接替井田大型煤电一体化企业(西上庄井田储量右,本煤层瓦斯含量极小,开采时工作面瓦斯主要来源于上覆岩933.81 Mt、面积53 km?)。层及12#煤层。12#煤层是矿井主采煤层15# 煤的解放层,其开采主要从以2南庄矿 井采煤方法简介下两方面考虑,一方面是选撣适应煤层条件的设备,从而满足工南庄矿井是南煤煤集团最主要的生产单位。南庄矿井现开作面推进度的需要;另一方面主要考虑该煤层在开采期间存在的采12#、15#两层煤(3#.6# 煤开采已经结束),共有3个生产采本煤层、上临近层、下临近层(15#煤层开采期间上行的大量瓦区。12#煤六采区布置有一个薄煤层综采(使用KX2800/07/18掩斯)的瓦斯治理问题。护式支架)工作面;采煤机选用4 MC200 W型双滚简采煤机;工4薄煤层综采工作面设计和配套设备选型的主要参作面输送机型号均为SCB- -630/220型刮板输送机。15# 煤八、九数确定采区各布置有一个低位放顶煤综采工作面。排水带出的不可忽视的热量回收利用，通常在锅炉房内要设置的清洁,满足了合格的蒸汽品质要求,延长了锅炉的使用寿命，定期排污及连续排污膨胀器，将炉水因降压后产生的汽水分开排污余热充分利用,达到了节能的效果。并分别加以利用。蒸汽一般通人大气式热力除氧器用于给水的由此可见，设计制造安装、使用单位必须重视锅炉排污问除氧,而污水则通过换热器降温.利用热量后安全地排人地沟。题,深刻理解排污的意义,掌握排污量的大小,正确操作使用排污装置,回收利用排污的余热。这有利于确保锅炉在经济的条件5小结下安全、可靠、长期地运行,或少不必要的损失,达到节约能源的通过正确合理的排污,排掉炉水中的朵质污泥、水垢,控制目的。锅水的碱度及含盐量,使炉水水质符合国家标准.保证了受热面Blowdown Question of the BoilerXu Jianming中国煤化工。Abstract: Blowdown's water quality is an important link of measuring manaexplins and proves fromconcept , calculation , rationality practical , recycling , blowdown of heat,YHCN M H Glowdown ratle , boiler ofblowdown, achieve the purpose to pay atention to blowdown，safe operation ，reduce and consume , and save the energy.Key words: blowdown; the blowdowmn rale is calculated; blowdown device ; energy conservation-36-科学之友Friend of Science Amateurs2008年08月(24)4.1工作面采高综采工作面采高主要由煤层厚度所决定,根据前面所述12#或其载荷集度q1= EhryUm2煤层厚度1.35 m,但包含夹矸的平均采高为1.5 m-1.65 m,煤层老顶对支架的载荷根据不同的矿压理论采用不同的采煤方厚度稳定、变化不大,综合考虑确定工作面采高为1.5 m。法时,不同顶板类型的运动规律不尽相同,对老顶载荷有如下几4.2工作面长度种确定方法:以直接顶载荷的倍数估算老顶载荷,在- -般情况下综合考虑15#煤层工作面布置长度和12#煤层的工作面装是可行的。备水平两种因素,确定工作面长度为180 m。在多数矿井测定中发现，周期来压时形成的载荷不超过平4.3推移步距(截深)采煤机截深即推移步距,根据液压支架、采煤机、输送机的时载荷的两倍,因此得出如下关系:能力,同时考虑煤层赋存及顶底板状况,截深选为0.6 m。p=. IhLryom2512# 煤层目标产量的确定式中:p:考虑直接顶及老顶来压时的支护强度;n:老顶来压与平时来压强度的比值,称增载系数。5.1 目标产的拟定南庄矿井设计生产能力2.0 MVa,综合考虑煤层赋存条件、装取Sh=M(M为采高;K为岩石碎涨系数)备水平和生产衔接等各方面的因素，最终确定15# 煤层目标产量为1.5 Mtla, 12#煤层目标产量为0.5 MUao则:p=2x M xγtm25.2 确定目标产量的合理性分析K值一般取为刚破碎时的碎涨系数1.25 ~ 1.5。割- -刀煤产量:Qg=L. Bg. Hg*r.Kg因而:p=2 x (2- 4) x Mxy=(4~8) x Mxy vlm2式中:Qg:制- -刀煤产 “量,t;即相当于维持采高4~ 8倍岩柱的重量用作支护强度。通常L:工作面长度,设计180 m;在顶板条件较好周期来压不剧烈时采用低倍数，相反则采用高Bg:采煤机截深,取0.6 m;倍数。Hg:采煤机平均割煤高度,取1.35 m;在南庄矿井:p=(4 ~ 8) x 1.65 x 25=165 kN/m2 ~ 330 x kN/m2r:煤的容重,取1.40Vm';(2)按现行较通用的岩石容重法计算支架支护强度:Kg:采煤机割煤回收率,取0.97。p=Krh*y(Kp-1)则:Qg=180x0.6x 1.35 x 1.40 x0.97=198t式中:p:支架支护强度kN/m2';工作面年推进度:(5 x 105x 0.6)+ 198=1515 mh:采高,取最大采高1.65 m工作面日推进度:1515 + 330=4.6 m(按330天工作日计算)γ:顶板岩石容重25 kN/m'每日进刀数:4.6+ 0.6=7.7刀,即每日大约需要割煤8刀。Kp :岩体碎胀系数,取1.2以上计算表明:Kg;:动载系数1.1-1.5,取1.3(1)每日可按“三八”制组织生产(两班生产,-班检修)每个p=1.3x 1.65 x 25/(1.2-1 )=268.12 kNm2'生产班割煤4刀,日进度4.8m,与12#煤层工作面装备水平是相(3)按英国矿业部经验公式适应的。p=150h(2)12#煤层年推进度(1515m)> 15#煤层年推进度(1 200式中:p:支架支护强度kN/m2;m),能够有效解放15#煤层。h:采高,取最大采高1.65 m。(3)12#煤层目标产量是在考虑整个矿井年生产能力,同时p=150 x 1.65=247.5 kNm2由于12#煤层含硫、灰分比较高,故也考虑了矿井的品种煤质量综合以上计算结果,取支护强度最大的计算结果330 kNm?,和企业的经济效益。综上分析:12#煤层目标产量拟定为0.5 Mla是合理的。即液压支架单位面积支撑顶板的理论强度应该大于330 kN/m?(即0.33 MPa)。612# 煤层综采面“三机”主要技术参数的确定本矿井液压支架工作阻力确定Q=P:*(b+L)-.B/n6.1支架工作阻力的确定式中:Q:液压支架额定工作阻力,kN/架;目前,确定工作阻力的方法有以下几种:p:支护强度,取计算值330 kN/m?;(1 )根据矿山压力研究结果,将支架载荷确定为直接顶重量b:梁端距,取0.4 m;和老顶通过直接顶作用于支架的载荷进行计算:L:顶梁长度,取4.2 m; .直接顶载荷为Q= ShLrγhmB:支架中心距,取1.5 m;n:支架效率,取0.96。则:P=330x (0.4+4.2)x 1.5/0.96=2 372 kN式中: Eh:直接顶厚;因此,支架工作阻力考虑选用2 800 kN。Ln:悬顶距;y:容重。中国煤化工]双向制煤方式，往返一-若悬顶距L等于控顶距L,则次制风fYHC N M H GH煤时间为往返两个循环的平均双Q= LhLryYm(1)当采煤机牵引速度为4 m/min时,往返一次的循环时间为:-37-应用技术孙卫国:论12#煤薄煤层综采采煤方法T=2(Tx+Th+7Tk+Tg)+Txd+TsdVx:斜切进刀速度,取Vx=6 m/min;Tx=(L+Lj\VxVh:返回割通速度,取Vh=6 m/min;Th=(L+LJ)/VhVh:空载运行速度,取Vk=6 m/min;Tk=(L+L2)/VkVg:采煤机平均割煤速度,取Vg=6 m/min。TEg<(L-2L-LJVg则Tx=( 13+30)/6=7.17 min;式中:T:往返一次循环时间,min;Th=( 13+30)/6=7.17 min;Tx:斜切进刀时间,min;Th:返回割通时间, min;Tg=( 180 -2 x 13-30)/6=20.6 min;Th:空载运行时间,min;T=2 x (3 x7.17+20.6)+10+5-99.34 min;Tg:割煤时间,min;平均每刀循环用时约49.67 min,采煤机平均割煤速度为Txd:下端头作业影响时间,取Txd=10 min;6 m/min时，日采煤两班进刀8次，工作面开机率为49.67 x8/Tsd:上端头作业影响时间,取Ted=5 min;(2 x8x 60)=41%。L:两滚简回转中心距离,取L1=13 m;即平均每个循环时间为49.67 min,当采煤机平均割煤速度L:刮板输送机弯曲段长度,取[2=30 m;为6 m/min,采煤机开机率为41%时,可以保证年产量为50万t。.Vx:斜切进刀速度,取Vx=4 m/min;采煤机开机率、牵引速度和产量关系见表1。Vh:返回割通速度取Vh=4m/min;表1采煤机开机率.牵引速 度和产关系Vh:空载运行速度,取Vk=4m/min;Vg:采煤机平均割煤速度,取Vg-4m/min。I采煤机牵引速度采煤机开机率平均口产量年产量则Tx=( 13+30)4=10.75 min;4mn/min151550万tTh=( 13+30)14=10.75 min;6n/min41%Th=( 13+30)/4=10.75 min;Tg=(180-2x 13-30)/4=31 min;.3 工作面采、运煤能力计算T=2x (3 x 10.75+31)+10+5=141.5 min。当采煤机牵引速度为6 m/min时:平均每刀循环用时约70.75 min,采煤机平均割煤速度4Q=60B,H&V.y nK,m/min时,8采煤二班进刀8次,工作面开机率为70.75x8/(2xQ=60 x 0.6x 1.6x6x 1.40 x0.97=470Uh8x 60)=59%。式中:Q:采煤机的落煤能力;即平均每个循环时间为70.75 min,当采煤机平均割煤速度B;采煤机截深,取0.6 m;为4 m/min,采煤机开机率为59%时，可以保证年产量为50万t。Hg:采煤机平均割煤高度.取1.6 m;(2)当采煤机牵引速度为6 m/min时,往返一次的循环时间V:采煤机制煤牵引速度,6 m/min;为y:煤的容重.取1.40 t/m';T=2(Tx+Th+Tg)+Txd+Tsd;Kg:采煤机割煤回收率,取0.97Tx=(Lu+Lj)Vx;刮板运输机运输能力。运输机的最大运输能力应满足Q,≥Th=(L+L)/Vh;7k=(L+L)/Vk;式中:Qn:运输机的最大运输能力;Tg=(L-2L.-L)Vg;Ky;:运输机的装载不均匀系数,取1.15。式中:T:往返一次循环时间,min; .Q,=1.15 x470=540 th因此，运输机的运输能力应不小于550 vh。Th:返回割通时间,min;7总结12#煤薄煤层采用综合机械化采煤后,第一,提高了12#煤Txd:下端头作业影响时间,取Txd=10 min; .层的回采率增加了12#煤层的产量;第二, 12#煤层作为15#主Tsd:上端头作业影响时间,取Tsd=5 min;采煤层的解放层其顺利组织开采有效解决了15# 主采煤层的瓦斯问题;第三,工作面采用综采液压支架后,有效维护了工作面的L:刮板输送机弯曲段长度,取L2=30 m;顶板,解决了顶板破碎问题,大大提高了采煤工作面的安全系数。Comprehensive Coal Mining Method of Thin Coal Seam No. 12Sun WeiguoAbstract: The article has introduced the coal mining crafts of 12 coal seams of mine of south vllage . it is analysed that the thincoal seam adopts the related parameter of three sets of machinery of Taxi。中国煤化工he gas comprehensive ad-ministration of coal seam No. 12.Key words: coal mining craft ; seleting type of the equipment; relatedYHCNMHGry;thegasiscrorle;the gas is smoked in advance- 38-