郭奉賢，孟建興

(河南理工大學(xué)高等職業(yè)學(xué)院，河南 454000)

高檔普采在薄煤層工作面的應(yīng)用

郭奉賢，孟建興

(河南理工大學(xué)高等職業(yè)學(xué)院，河南 454000)

2009年朱村礦使用高檔普采設(shè)備，回采1.0～1.4M的薄煤層，利用膏體充填法充填采空區(qū)，工作面單產(chǎn)比炮采工作面提高了3倍以上，摸索出了薄煤層中采用機(jī)械化綠色開采的新技術(shù)，為資源枯竭的礦井開辟了新的發(fā)展之路。

高檔普采;技術(shù)管理;膏體充填

引言

河南煤化集團(tuán)焦煤朱村礦設(shè)計(jì)年產(chǎn)量50萬噸，已經(jīng)開采50多年，資源已近枯竭，自08年以來，能源需求緊張，井下可開采部分薄煤層儲(chǔ)量，煤層厚1.0～1.4M，由于煤層薄，工作環(huán)境較差，如果采用爆破落煤，用工量大，噸煤成本高，且易發(fā)生工人的傷亡，為了提高采出率，降低成本，在2009年采用高檔普采。朱村礦井下剩余的煤炭均在建筑物下，為防止采空區(qū)下陷，造成建筑物垮塌，2008年與中國礦業(yè)大學(xué)合作，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行膏體充填，有效的防止了地表的下沉，并且重新利用了礦上的煤矸石等廢棄物，置換出大量煤炭新資源，實(shí)現(xiàn)了礦山綠色開采的目標(biāo)。

1.高檔普采的配套設(shè)備

支護(hù)設(shè)備為DW16－300/100型單體液壓支柱戴帽點(diǎn)柱支護(hù)，采煤機(jī)為MG80/240－BW－BW型雙滾筒采煤機(jī)，運(yùn)輸設(shè)備為SGW－630/150型刮板輸送機(jī)，泵站設(shè)備為XRBZB(A)－80/20乳化液泵站。

2.高檔普采在薄煤層中應(yīng)用的優(yōu)越性

(1)單體液壓支柱初撐力一般達(dá)到4t左右，最高達(dá)8t，在支柱工作阻力小于25～30t時(shí)，活柱下縮量接近于零，1人操作1根支柱的時(shí)間約15s，回撤1根約30s，放液降柱可根據(jù)頂板需要控制活柱下縮量，安全省力，支撐力大，活柱不下縮，支設(shè)速度快，能有效及時(shí)地支撐采煤后暴露的頂板，阻止頂板下沉、離層、破碎、冒落。為發(fā)展機(jī)械化采煤創(chuàng)造了條件。用控制放液量來控制下縮量，改善了放頂作業(yè)安全狀況，回柱放頂時(shí)可根據(jù)頂壓狀況決定降柱高度，壓力大時(shí)可停止放液降柱，及時(shí)維護(hù)。

(2)采煤機(jī)功率大，強(qiáng)度高，割煤平穩(wěn)不掉道，過斷層割頂?shù)讕r石，夾石層的適應(yīng)性強(qiáng)，故障少。雙滾筒機(jī)組可省去打眼放震炮工序，能一次截割煤壁全高并及時(shí)掛梁支護(hù)，有效地控制頂板，減少煤壁片幫，操作手柄在老塘一側(cè)，操作安全方便。

(3)SGW－630/150型輸送機(jī)功率大，強(qiáng)度高，事故少，運(yùn)煤能力大。配備的鏟煤板液壓推溜器，采煤機(jī)截煤后頂溜，溜子空邦側(cè)裝有擋煤板，不用人工攉浮煤，人行道干干凈凈。

3.抓好生產(chǎn)管理，發(fā)揮高檔普采優(yōu)勢(shì)

3.1 成立組織加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)

為發(fā)展機(jī)械化采煤，成立了以生產(chǎn)礦長為組長分管機(jī)械化采煤的總工程師及有關(guān)處室的科長為主要成員的機(jī)械化領(lǐng)導(dǎo)小組，在薄煤層大力推廣高檔普采的技術(shù)。在資金短缺的情況下，大力為高檔普采投資。派人學(xué)習(xí)大功率采煤機(jī)，單體液壓支柱等操作維修技術(shù)。于2009年創(chuàng)高檔普采48萬t/a紀(jì)錄，為使用高檔普采樹立了榜樣，提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

3.2 深入實(shí)際加強(qiáng)管理

各區(qū)隊(duì)黨政技術(shù)人員負(fù)責(zé)同志制定跟班集體勞動(dòng)制度，作到管理、指揮、解決問題，措施落實(shí)到現(xiàn)場，及時(shí)處理問題，排除問題隱患。把技術(shù)培訓(xùn)作為一項(xiàng)重要工作抓緊，抓好，堅(jiān)持始終，提高現(xiàn)場廣大職工的技術(shù)素質(zhì)，是使用好高檔普采的先決條件。對(duì)技術(shù)人員作必要的充實(shí)和調(diào)整，加強(qiáng)維修班的技術(shù)力量。嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制，根據(jù)高檔采煤的要求，建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度，先后制定了《長跟班制度》，《事故分析制度》，《采煤機(jī)組安全管理制度》，修訂了《機(jī)電各工種崗位責(zé)任制細(xì)則》等。實(shí)行對(duì)采區(qū)的支柱、頂梁扁銷統(tǒng)一編號(hào)，即“三對(duì)號(hào)”，“三對(duì)號(hào)”的支柱再與運(yùn)輸機(jī)對(duì)號(hào)，稱為“四對(duì)號(hào)”的管理方法。

3.3 采取膏體充填處理采空區(qū)措施提高單產(chǎn)和效率

由于對(duì)工作面采空區(qū)采用膏體充填，采取彈性循環(huán)方式，即根據(jù)長度變化，沿走向分段確定進(jìn)刀數(shù)，每刀割煤0.6m，通過多刀循環(huán)，加快推進(jìn)速度。與工作面采煤循環(huán)相匹配，充填工作面三班采煤，一班半充填準(zhǔn)備，一班半充填。

截煤速度采取低速行駛，一般規(guī)定上行截割速度2.5 ～3m/min，下行 3 ～3.5m/min，每割一刀推進(jìn)0.6m，工作面為三排柱，最小控頂距為5.4m，最大控頂距為10.8m，當(dāng)割9刀后，工作面達(dá)到最大控頂距10.8m后，開始移工作面充填管，回撤穩(wěn)設(shè)模板支柱，回撤模板，穩(wěn)設(shè)充填模板，回撤充填區(qū)支柱，連接充填管和布料管，由下向上依次充填。充填完畢恢復(fù)至初始狀態(tài)，保證平均日產(chǎn)達(dá)1500t左右，工作面充采循環(huán)作業(yè)圖如圖1所示。

SGW－630/150型輸送機(jī)與大功率采煤機(jī)配套使用。生產(chǎn)能力大大提高，但生產(chǎn)中存在一些問題，一是當(dāng)采高加大時(shí)，鏟煤板易下扎，造成輸送機(jī)不平，可用0.5m的長木楔填在煤幫側(cè)的底板上，頂溜時(shí)由木楔將輸送機(jī)抬高支平，也可以將一根木板梁用圓環(huán)鏈把輸送機(jī)與板梁連在一起，一般只幾分鐘就可處理好。二是工作面輸送機(jī)機(jī)頭要經(jīng)常縮短或延長，拆移時(shí)控制放液量來控制下縮量，改善了放頂作業(yè)安全狀況，回柱放頂時(shí)可根據(jù)頂壓狀況決定降柱高度，壓大力時(shí)可停止放液降柱，及時(shí)維護(hù)。

圖1 工作面充采循環(huán)作業(yè)圖

采煤機(jī)功率大，強(qiáng)度高，割煤平穩(wěn)不掉道，過斷層割頂?shù)讕r石，夾石層的適應(yīng)性強(qiáng)，故障少。雙滾筒機(jī)組可以采用斜切進(jìn)刀，省去打眼放震炮工序，能一次截割煤壁全高并及時(shí)掛梁支護(hù)，有效地控制頂板，減少煤壁片幫，操作手柄在老塘一側(cè)，操作安全方便，回采工藝流程為：采煤機(jī)從工作面槽頭斜切進(jìn)入煤體→開始上行割煤、裝煤→移槽(打柱)→采煤機(jī)割煤至工作面槽尾→采煤機(jī)反刀→推移工作面槽尾→采煤機(jī)返回割三角煤→采煤機(jī)反刀→開始下行割煤、裝煤→移槽(打柱)→采煤機(jī)割煤至槽頭→采煤機(jī)反刀→推移槽頭→采煤機(jī)返回割三角煤→采煤機(jī)反刀→開始上行割煤。即采煤機(jī)往返一次進(jìn)兩刀，工作面端部斜切進(jìn)刀示意圖如圖2所示。

圖2 工作面端部斜切進(jìn)刀示意圖

4.團(tuán)結(jié)協(xié)作，搞好安全生產(chǎn)

(1)開展“三查”活動(dòng)，即查違章，查隱患，查工人安全狀態(tài)。從礦到基層組織安全巡回檢查小組，定期不定期檢查，查出問題及時(shí)解決，消滅不安全因素。

(2)事故發(fā)生后，組織人員進(jìn)行分析，找到事故原因，嚴(yán)肅處理，做到“三從嚴(yán)”，即：班隊(duì)長和管理人員從嚴(yán)，級(jí)別高的工人從嚴(yán)，屢教不改的從嚴(yán)。

(3)加強(qiáng)對(duì)漏液支柱的管理，消滅不安全因素。對(duì)單體液壓直至做好井上高低壓試驗(yàn)，對(duì)井下使用的支柱定期檢修，及時(shí)更換損壞部件，及時(shí)撤換漏液及損壞的支柱，保證工作面支柱強(qiáng)度。

(4)加強(qiáng)管理，向薄煤層要效益。采用高檔普采后，一次下井人員數(shù)大大下降，一班產(chǎn)量是炮采時(shí)的三倍，工作面人員僅不到十人，人均出煤增加到150噸。

5.采用高檔普采后的效果

(1)采用膏體綠色充填處理采空區(qū)方法能夠提高煤炭采出率，采區(qū)回收率由我國目前條帶開采法的30～60%左右提高到90%以上。延長礦井服務(wù)年限，解放不具備用普通采煤方法開采的煤炭，采用膏體充填開采技術(shù)使54采區(qū)工作面由非可采變?yōu)榭刹桑浞?wù)年限為9個(gè)月，其中工作面搬家1個(gè)月，回采煤量為9萬t，以500元每噸煤計(jì)算，扣除噸煤生產(chǎn)成本300元，包括工人工資、材料消耗后利潤2600萬元。

(2)提高開采安全，能夠有效控制開采過程中頂板的穩(wěn)定性，防止?jié)⑸皾⑺晚敯迨鹿?，防止礦井重特大事故的發(fā)生。

(3)采煤后可實(shí)現(xiàn)土地不塌陷、村莊不搬遷，減少了對(duì)礦區(qū)環(huán)境的破壞、保護(hù)了寶貴的土地資源和地下水資源、減少了礦井的排水費(fèi)用。

(4)原煤產(chǎn)量、全員效率、回采工效、日產(chǎn)、單產(chǎn)、機(jī)械化程度等指標(biāo)提高，工傷率、材料消耗等指標(biāo)下降，工作面?zhèn)€數(shù)減少，創(chuàng)出了高檔普采全年采煤48萬t的最好記錄。

(5)使用采煤機(jī)割煤，降低了諸如炮采對(duì)工作面頂板完整性的破壞，減少了操作人員在煤幫的作業(yè)時(shí)間，使工作面作業(yè)環(huán)境、安全狀況得到明顯改善。

The Application of High－grade Conventional Mining in Thin Coal Seam

GUO Feng－xian，MENG Jian－xing
(Higher Vocational College of Henan Polytechnic University，Jiaozuo Henan，454000)

The use of high－grade conventional mining equipment in 2009 in Zhucun Coal Mine，mining 1.0～1.4M thin coal seam，using the paste filling method to filling mined－out area，made the output increased as more than 3 times as the blasting mining face.A mechanized green mining new technology was found out in thin coal seam，which develops a new way for the resource exhaustion mines.

high－grade conventional mining;technological management;paste filling

TD823.98 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A

1671－3974(2012)02－0051－03

2011－09－25

郭奉賢(1958－)，男，大學(xué)，河南理工大學(xué)高等職業(yè)學(xué)院高級(jí)講師，從事煤礦開采技術(shù)的教學(xué)與研究工作。