残煤采区综采放顶煤技术

第27卷第12期煤炭技术Vol.27,No.122008年12月Coal TechnologyDee,2008残煤采区综采放顶煤技术孙和平(辽宁矿业集团驻西安煤业公司，西安710000)摘要:通过对西安煤业公司残煤综采放顶煤的实践研究,分析了残煤综采放顶煤的相关问题，提出了解决方案，研究总结了残煤综采放顶煤的优缺点和适用条件。关键词:我存煤量;综采放顶煤;适用条件中團分类号:TD823文献标识码:A文章编号:1008 - 8725(2008)12 - 0150- 02Remnant Coal Working Area Synthesis Picks Puts Goes AgainstCoal Technology ResearchSUN He - ping(Liaoning Mining Group Encamp Xi' an Coeal Industry Company, Xi' an 710000, China)Abstract: Through picks to the Xi' an coal industry company remnant coal synthesis puts goes against the coalthe practice research, analyzed the remnant coal synthesis to pick puts goes against the coel the related ques-tion, proposed the solution, the research summarized the remnant coal synthesis to pick puts goes against thecoal the good and bad points and is suitable the condition.Key words: surviving coal amount The synthesis picks puts goes against the coal Is suitable the condition定生产能力为247万t。0前言西安煤业公司于1950年11月22日破土动工,1955年121综合机械化放顶煤的应用月1日移交生产,该矿井设计能力90万Va,原始地质储量酉安煤业公司自建成投产以来,相继采用的采煤方法为9 618.6万1,实际地质储量7045.2万t,可采储量仅为5283.9走向长壁 倾斜分层下行全部陷落法、走向长壁倾斜分层上行万水砂充填法、金属网假顶采煤法和单- -长壁放顶煤法。从1998年开始，西安煤业公司全面进入了残煤查找开为了稳定煤炭产量,实现安全生产,2006年,西安煤业公采阶段。2002 ~ 2004年,共查找残存煤量961万1,使全矿的司积极改革采煤方法 ,准备采用综放法开采残煤。共有24煤炭产量一直稳定在170万t以上。目前，该矿查找残煤的个块段比较合适,储量281万1,占全矿现有储量的近1/3。工作仍在继续,力争再服务10年,全公司剩余表内地质储量确定残煤综采的首采区为一区的07采。该区位于矿井142.8万1,重新查找的残煤储盘916.3万1,残采比重已上升第二生产水平,属下煤区间残 留煤柱,首采工作面0705走向.到85%以上。到2006年末,共采出煤炭6328万t,2007 年核长550 m,傾斜寬48 m,工作面倾角6- 13%。开采地质条件复附近的炭质泥岩极其松软破碎,遇水就崩解成砂砾状,加上上改变其性状提高其自承能力。.地压较大,支护起来非常困难.给井巷的支护与维护造成的3.3 锚索长度的选择成本增加将是沉重的，给将来的生产造成的影响将是深远.在施工中，开始选用9.3 m锚索,虽然没有阻止住硐室的,是出乎预料的。的变形,但锚索附近是没有变形或变形量很小的。后来,为3.2 注浆时机握好了将锚索生根在更牢固的岩层中,把锚索长度改到了12.5 .刘庄矿西进风井在井简施工之前,也进行了地面预注m,将其生根在上部2m厚的一层砂岩中,结果锚索眼滴水，浆,而且针对马头门上下的破碎地层,也提高了注浆浆液的锚索绷断 ,硐室严重变形。分析原因,是铺索深入砂岩之后，水泥用量与注浆压力,目的在于固结園岩、加固地层。但等引出 了砂岩中的水,煤与炭质泥岩遇水崩解完全丧失自承能到马头门与井底车场施工之后.发现地面顶注浆对煤层与泥.力,加上它们的吸水能力很大,严重加大了自身重量,使支撑岩地层的加固作用甚微。虽然浆液也扩散了近30m远,但力 丧失、荷重加大,导致锚索绷断,硐室严重变形。只是沿着有限的一些劈裂裂隙扩散，仅对地层产生了一些压4结语实作用，而没有渗透人软弱地层,没有根本上改变其性状。而在掘砌过程中地注浆,是在地层原始应力得到释放，巷道综上所述,爾室所处层位的选择,对爾室的支护成本与.出现较大变形、煤层与炭质泥岩出现崩解之后进行的,这时施 工难度以及使用成本影响很大:支护方式与支护强度要在煤层与炭质泥岩层中产生了许多相互贯通的大小裂隙,这时分析围中国煤化工地层,要掌握好注浆注浆浆液能够很均匀的扩散到煤层与炭质泥岩层中,从根本时机,YHCNMHG!、变形之后进行。.收稿日期:2008 - 07021;修订日期:2008-09 -27作者简介:孙和平(1962-),男,吉林辽源人,工程师,1983年毕业于阜新矿院,现任辽源矿业集团驻西安煤业公司安全监察处处长。第12期孙和平:残煤采区综采放顶煤技术●151.杂,工作面局部过旧采迹,煤层瓦斯绝对涌出量为0.85 m21(8)工作面支架如较长时间不需要操作作液时,应通过min,煤尘易爆炸,发火期为0.5-1.5个月。联系使乳化液泵站停止运行。1.1 工作面设 备选型及配套(9)当底板出现台阶,支架必须采取措施,使台阶的坡度(1)采煤机MCDI50- -NW短壁采煤机1台。减缓,以便支架能正常地完成移架和推溜工作。当支架歪斜(2)前、后乔板输送机SDG630/180各1台。时,应及时调整顶梁和底座,以保证支架处于正常工作状态，(3)基本支架Z400016/8共32盘。严防顶粱和底座产生横向窜动,不使支架受力状态恶化。(4)过渡支架ZFC4800/18/30 1盘。(10)若顶板破碎并形成冒顶,须及时用坑木、板皮、杏条1.2工作面设 备安装等剩顶,使支架的顶梁能有效地支撑顶板。若底板松软,并1.2.1设备安装 的准备工作(1)制定详细的工作计划和各专项安全技术措施。久经水泡,支架可能下陷到运输机水平以下,此时移架前应(2)扩大开切眼斷面。0705工作面的开切眼是使用矿工将木楔垫在底座下面以抬高底座,便于移架。支架底座应与钢棚(梯形)支护的,净宽1 900 mm,净高2 000 mm。安装综放底板充分接触,不宜悬空,以免造成支架受力严重恶化。支架的跨度需要6500护为主,以锚网支护为铺。先锚网后，(11)液压支架工作面,一般不充许放炮。如遇特殊情况效果特别好,给棚距离由设计的500 mm加大到了800 mm,经必须放炮时,应由矿鉴定并同意。放炮前,要对放炮区域内实践,完全满足了安装要求。的支架立柱、千顶软管等采取可靠的保护措施,并经支架工(3)打上顺槽专用起吊口。在开切眼以外I0 m位置(其进行严格认真检查,确认无误后,方可放炮。放炮后应加大规格长x宽x高为I0x4x3 m),作为工作面设备安装前的通风量,尽快排除有害气体和煤尘。设备组合场所,组合后进工作面。(12)支架最低工作高度要严格掌握,不应低于1 800(4)工作面零米和上出口各设一台绞车,以便支架的运mm。输、安装,并配用导向轮调整设备、支架的方向。(13)工作面初采,顶煤未跨落之前,支架尾梁处于收回1.2.2支架安裴-定角度状态。在顶煤跨落之后,老顶未跨落之前,支架处在起吊口处组装支架后,利绞车将支架拖至安装地点于不能正常放煤状态;为提高煤炭回收率,可先放-部分顶后,依次从零米往上的安装顺序逐架次进行。支架安装完毕煤,但不能放空,以防老顶初次来压,造成支架损坏。初次来后,要通过联接装置与前后运输机联接。压后,方可正常放煤。2综采放顶煤采煤工艺应用和设备操作(14)支架进人正常循环作业后,采用1刀1放或2刀1放的放煤方式。2.1 回采工艺(15)支架放煤时,输送机应处于正常工作位置(后输送(1)采煤机的工作方式:单向割煤机千斤顶推出一定位置),支架的尾梁插板收回。为了增大(2)采煤机的进刀方式:无缺口斜切进刀。放煤址,可摆动尾梁以松动大块煤,或增大放煤口。顶煤放(3)机组割煤。机组割煤时,先割顶刀,将伸缩粱伸出，完后尾梁应处于和掩护梁一致的状态,如后部工作空间够，而后割底刀、移架、推溜子,完成一个工作循环。每循环500尾梁要下摆一定角度,不能将尾梁处于上挑位置。同时插板~ 600 mm。伸出,伸出多少以挡住矸石不漏进后部输送机即可。在移架2.2 放煤工艺前应将后输送机先拉过去。(1)放煤步距:相邻2次放煤的间隔距离约为放煤高度(16)要尽量加快工作面的推进度,正常情况下,支架不的(0.15 ~0.2)倍;能在一个位置滞留时间过长,如工作面出现故障需要长时间(2)放煤方式:根据残煤賦存的特点,采用循环顺序多轮维修,所有支架尾梁必须收回。次放煤。2.3 支架操作时注意事项3采煤机操作注意事项(1)操作人员必须经过培训.熟悉支架性能、结构及各元(1)开机前.必须检查机组附近有无人员。件的性能、作用.熟练准确地按操作规程进行各种操作。(2)开机前,必须置牵引手把位于零位,截割部离合器位(2)认真检查各铰接件间的连接销子有无脱落、串出、弯于脱开位置。曲现象;软管有无被砸、被挤情况,并及时处理。(3)先供水后开机,先停水后关机。(3)移架前,要认真清理架前架内的浮煤和碎研,以免(4)经常观察油位及有无渗漏情况。影响移架。(5)未遇特殊情况,不要使用紧急停车。(4)在正常作业时应先移架后推溜,移架工作滞后采煤(6)注意观察油压、油温及声响,如有异常情况立即停车机滚筒约3架处进行,但要注意避免发生挤人和割顶梁等事检查 ,并及时排除故障。故。(7)随时注意滚筒位置,并防止制顶桑或其它部位。(5)应使支架尽量做到擦顶前移,以利于控制顶板,故操(8)如低压表压差超过0.5 MPa必须更换精滤器,背压低纵手把在降柱位置的停留时间要尽可能的短。当顶粱和顶于1.7 MPa,须更换粗滤芯。板有松动后,即停止降柱,进行移架。.(9)较长时间停机或换班时,必须打开隔离开关,并把离(6)在顶板较完整时,可前后立柱同时下降，当顶板破碎合器手把脱开,牵引手把打在零位断开水阀。时,要先降后柱,使顶梁星前高后低的倾斜状态,以免矸石向中国煤化工肉挂、挤压憋劲、跣前滑落。升柱时的情况与降柱相反(前高后低)。櫝等事(7)滞后采煤机滚简15 m左右开始推输送机,根据工作.MH叭一ir四吐阳CNMHG愿的几个问题面的情况可几架同时推,可1架1推或隔开1~2架推溜,推.溜的步距可一次推足,也可分次推足。要注意调整步距,以4.1 巷遒支护问题保证工作面的平直,使运输机除弯曲段外均成直线。对于综放工作面来说,走向越长越好,而相应的巷道支●152.喋炭技术.第27卷护问题显行极其重要。残煤开采巷道支护主要是依靠U型放煤层没受采动影响.煤层压力没有较大变化,如果煤层透钢,但主张在条件具备时,还是要以巷道锚网为主,两相比气性不好,可能达不到预抽效果。较,锚网占有的优势极为明显:4.3.2边抽本煤层瓦斯方法(1)改善了巷道支护状况。锚杆支护是主动支护,它能这是西安矿目前常用的瓦斯抽放方法。(1)边采边抽。这种方法由于是在采煤的同时抽放瓦及时加固围岩,利用共自身强度减少变形。(2)提高了巷道断面利用率。既能有效地控制巷道围岩斯,受采动影响,煤层已卸压,煤体变得松动,增加了煤的透变形又极少占用巷道有效空间,可提高巷道利用率10% ~气性,因此能提高抽放效果;这种抽放方法不受采掘工作影响,也不互相干扰,具有较强的灵活性和针对性。这种方法17%。(3)有利于安全生产。改变了巷道围岩的力学形态,防的不足之处是:因为打钻的开孔位置在煤层，所以封孔不易止巷道早期破坏和顶板早期离层..基本消除片帮冒顶现象,保持严密,会影响抽放效果和抽出的瓦斯浓度;另外,钻孔与煤层层理平行,层理之间不易沟通,也影响抽放效果。保证行人畅通,有利于快速安全地组织生产。(2)边掘边抽。这种方法由于工作面前方和巷道两帮的一(4)有利于预防自然发火和瓦斯管理。避免了巷道掘进定范围形成了压力集中带,造成煤壁松动,因而煤体中解吸的瓦冒顶现象,从根本上消除了传统支架上方发火隐患和瓦斯积斯能直接被钻孔抽出,从而大大减少巷道内的涌出量。聚。4.3.3安全抽放采空区瓦斯必须注意的问题(5)极大地减少了辅助运输工作量。采用锚网支护后,(1)控制抽放负压，保证瓦斯质量。因为采空区围岩受不需要往返运输大量的支护钢材及其它辅助材料,改善了工采动影响,透气性已大大提高,因而抽放负压过大,很容易使作环境,减轻了工人的劳动强度,减少了2道回棚工艺,加快.空气进人采空区而降低抽出的瓦斯浓度,且容易引起采空区内自然发火。了循环进度。(6)改善了工作面出口的支护状况,简化了工作面超前(2)定期进行检查测定,避免自然发火。为防止因抽放而引起煤炭自燃发火,西安矿对所有的抽放地点原班进行一支护方式,确保工作面出口畅通。(7)降低了支护成本。每米巷道的支护费用仅为900元次采取气样分析测定,其内容包括密闭或抽放管内的气体成左右,是同等规格U型钢的1/4,并且减少了劳动用工。回采.分、温度、负压、流址等,并分析其变化动态。当co或温度呈上升趋势时,应进行控制抽放(低负压抽放);而发现有发火过程中,锚杆至少可以回收2/3。预兆时,立即停止抽放并采取针对性措施,消除隐患后,再继.2 防火问题续抽放。防火问题是残煤综采能否成功的关键。该矿原始煤层5结语自然发火期短,只有1~3个月,残煤开采附近旧采迹,旧巷多,导致其发火期更短,一般为15~45 d,有的只有I0d左5.1 0705°综 放工作面取得的效果右。对这样的工作面,采取的措施是预防为主、综合治理、具.经过一年多的开采实践,0705取得了较好的效果。工作体问题、具体分析具体操作。面人数100人,是炮采面的70% ,效率12 U工,是炮采面的3.2.1 开采技术措施倍,吨煤成本:12.596元/1,是炮采面的1/3。(1)保证足够的推进度,实践证明,残采工作面每月推进.5.2综采放顶煤采煤法的优点综采放顶煤采煤法就是采用滚简式采煤机、放顶煤液压度在30m以上时,能有效地控制采空区发火。.(2)老塘的煤要尽量放净,使自然发火的条件不复存在。支架、刮板输送机及其它附属设备进行配套联合生产,实现采煤工艺全过程机械化,其优点是:4.2.2预防性灌 浆目前西安煤业公司使用的灌浆材料通常是黄土,与水按(1)巷逍掘进率降低到112.6 m/万t。(2)适用于煤學变化大的采煤工作面。1:10-1:7的比便制浆,实践证明,有以下优点:(3)平均单产达到3.6万1,开采厚煤层,容易实现高产。(1)来源广泛,成本低廉;(4)地压破煤,自重放煤,对残煤开采更为有利。(2)不含可燃或助燃成分;(5)成本低,回采工效率达到12U工,经济效益高。(3)通过绞绊和沉淀,粒度细小,1 mm以下的细小颗粒(6)配合洗煤,回采率可提高20%。所占比例高达90%以上,含砂址小,对注浆泵的磨损小;(7)采煤机械化程度由零提高到41%。(4)注入后收缩量小;6.3综采放顶煤采煤法的适用条 件(5)制浆容易; .(1)顶煤的冒故性:因西安煤业公司是残煤综放,煤层原(6)易于脱水,稳定性好。始赋存状态被破坏,顶煤冒放性非常好。.3 瓦斯抽放问题(2)煤层厚度:要求是2.5-15m,超过15 m应采用分层残煤开采的瓦斯含量具有很大的不确定性,由于残煤开综放。对于残煤开采来说,煤层赋存不稳定,但大都符合此采主要集中在下煤层,故抽故方法都是本煤层抽放。本煤层要求抽放就是采用巷道法或钻孔法直接抽放开采煤层的瓦斯。(3)煤层倾角:综放的工作面倾角以不>15$%为宜,采取措按照抽放与采掘的时间关系,本煤层抽放可分为“预抽"和边施后,尽量不超过25°。抽2种方法。(4)煤的硬度的节理:煤层硬度的普氏系数f一般为2.5.3.1 预抽本煤层瓦斯方法左右,小于3,适合于放顶煤开采。(1)巷道预抽。巷道预抽就是在采煤前事先掘出瓦斯巷(5)煤层顶底板岩性:因为是复采,所以煤层顶板随采随道,然后,将巷道密闭，在密闭处接设管路进行抽谚,直到采冒,底栋中国煤化工煤时为止。瓦斯涌出量大时使用。:复杂结构, 但也仅(2)钻孔预抽。 这种方法由于钻孔贯穿煤层,钻孔与煤有一层YHCNMHG采煤机割煤。层的层理面成斜交.瓦斯很容易沿层亘面流人钻孔,有利于(7)煤层无煤与瓦斯(CO2)突出。提高抽放效果;此外,抽放工作是在掘进和采煤这之前进行(8)煤层发为期较短,但经实践证实,采取措施后,可以.的,所以能使生产过程中的瓦斯涌出量大大减少。因为被抽保证不出现自燃发火。