煤矿节能降耗论文煤矿节能减排论文：低瓦斯煤矿综采工作面顺槽护巷煤柱部分回收技术与实践

第一篇：煤矿节能降耗论文煤矿节能减排论文：低瓦斯煤矿综采工作面顺槽护巷煤柱部分回收技术与实践

煤矿节能降耗论文煤矿节能减排论文：

低瓦斯煤矿综采工作面顺槽护巷煤柱部分回收技术与实践

摘要：

通过对综采工作面隔离采空区的顺槽护巷煤柱的部分回收，提高煤炭资源回收率，延长矿井生产服务年限，具有巨大的经济效益，同时有利于地表塌陷区的管理。

关键词：

综采工作面

护巷煤柱

部分回收

引言

长期以来，传统的综采工作面采煤方式都是回采两顺槽之间的煤层。而该面与上一个已采面的采空区之间的顺槽护巷煤柱（或叫保安煤柱，以下简称煤柱）被丢弃不采，造成了资源浪费。经过在神华神东大柳塔煤矿综采采煤工作面的技术改造，部分地回收靠采空区的顺槽煤柱，且回收的成本不会额外增加，对类似矿井煤层开采具有积极意义。神华神东大柳塔煤矿简介

大柳塔煤矿位于毛乌素沙地边缘乌兰木伦河两岸，地处神木县西北约62.5 km的大柳塔镇和中鸡镇交界处，井田面积189.9km2，地质储量23.2亿t，可采储量15.3亿t。经过1987年10月建矿到2010年20多年的发展，现一矿两井年产量达到20 Mt/a，是神华集团特大型现代化高产高效的骨干矿井之一。该煤矿地表为流动性沙及半固定沙覆盖，厚度达20～50m，井田内地表水不发育，植被稀少，主要含煤层延安组分布广泛，地质构造简单，断层发育少，赋存稳定，瓦斯含量低，瓦斯浓度0%～0.10%，属于低瓦斯矿井，近水平煤层，煤层倾角

为1°～4°，煤层平均厚度在4～6m，可采煤层为7层，主采煤层为5层（分别为1-

2、2-

2、3-

1、4-

2、5-2煤层），埋藏浅，1-2距地表70 m左右，1-2煤层与5-2煤层的层间距大致为170 m左右。煤质具有低灰、低硫、低磷和中高发热量的特点，属于高挥发分的长焰煤和不粘结煤，是优质的动力煤化工和冶金用煤。神华神东大柳塔煤矿现有的开采方式和设备安装

（1）大柳塔煤矿由于采煤地质条件优越，低瓦斯近水平煤层，因此经过数次技改后采用平硐—斜巷开拓大巷（倾角不大于6°）、大巷条带式布置综采采煤工作面。三条开拓大巷从井田的一侧边界开口按照平硐—斜巷开拓方式揭开其中的一层或上下数层待采煤层后沿煤层直至井田的另一边界，然后在大巷两翼布置条带式综采采煤工作面，每一个条带布置一个综采采煤工作面，推进长度一般为4000～6000 m，条带与条带之间留有20 m左右的煤柱，综采采煤工作面切眼直接布置在大巷两翼的边界上，切眼长度（采面长度）240～360m。在大巷两翼距大巷120～160m左右布置主回撤通道（也是综采采煤工作面顺槽推进长度的贯通点），辅回撤通道布置在距主回撤通道向外25～30m处，主辅回撤通道之间设5～6条联络巷，这样其中的某一煤层的一个综采采煤工作面就全面掘进成了。

（2）综采采煤工作面切眼安装刮板机、液压支架，刮板机上安放综采采煤机，与刮板机机头相连接的转载机安装在顺槽胶带运输巷中，转载机上安装一台破碎机，转载机与顺槽胶带运输巷中的胶带机机尾马蒂尔达(Madilda)搭接。这样液压支架护顶帮、推移拉架，综采采煤机割煤落煤、装入刮板机运入转载

机经破碎后进入顺槽胶带，然后进入大巷胶带直至地面洗选厂。在采煤生产过程中，由于顺槽煤柱起着顺槽巷道顶板支撑作用，所以随着采面的推进，煤柱的积压煤炭就这样进入了采空区，造成了煤柱长度、高度与采面推进长度、高度一致，宽度为20m煤炭被丢弃。综采工作面采煤方式的技术改造 3.1 综采工作面巷道优化设计

在设计过程中，要将采面切眼延长至刮板机机尾处顺槽煤柱内15m左右。剩下的5m左右煤柱在掘进施工时要支护好，以有利于安装设备时安全。虽是低瓦斯煤矿，也要防止上一个已采工作面采空区有害气体外泄。超过6m长独头巷道是盲巷，所以要一直保持局部通风机进行通风，防止人员进入工作时发生窒息。

3.2 综采工作面采煤设备的安装

安装综采采煤设备时，两顺槽之间的切眼设备安装按着正常方式安装。采面切眼延长巷内需要改进刮板机机尾形状和最尾端的一台液压支架。

3.3 刮板机机尾形状和尾端液压支架的改进

主要是对刮板机机尾进行改造，因为综采采煤机的链轮和滑靴压在采煤机的销排和铲煤板上，要让采煤机的尾侧割煤滚筒能够割到刮板机机尾末端最突出处外1m左右的煤柱煤炭，就必须改造成保证采煤机尾侧割煤滚筒及其摇臂等采煤机突出部位与刮板机机尾相邻部位不相碰撞或摩擦（间隙不小于10mm），所以刮板机机尾的链轮大小及其外框宽度高度、过渡溜槽要与采煤机尾侧摇臂和其搭接的机身相适合，刮板机上的销排和铲煤板要适当延长。同时刮板机机

尾驱动电机只设平行电机（与刮板机传动方向平行），不设垂直电机，这样就可解决采煤机割煤滚筒及摇臂通过刮板机机尾截割煤柱煤炭了。

其次是改造采面切眼延长巷内最末一架液压支架，对该架液压支架靠煤柱侧底座上安装千斤顶及框架伸缩梁式或直接设置合理数据的挡煤（矸）板，防止片帮煤（矸）进入液压支架内，靠煤柱侧的侧护板要设置为可伸打缩回式护帮板，采煤机割煤滚筒割过煤柱后及时对其进行侧支护，且该液压支架距煤帮要在2～2.5m，以利于支架调整。

3.4 改进后综采工作面采煤生产

照此改进后，采煤机尾侧割煤滚筒就可以顺利地对刮板机机尾外1 m的煤柱煤炭进行截割、落煤、装煤，使煤炭进入刮板运输机内运出，留有少量煤炭虽不完全进入刮板机内，但只要不影响液压支架将刮板机推出，进而拉动液压支架前进，从而构成一个完整的采煤循环，实现了对尾巷顺槽煤柱达15 m左右的部分煤柱煤炭回收。经济效益

经过技术改造和生产实践，大柳塔煤矿某一个综采工作面，推进长度为4000m，机尾煤柱回收15m，采高4m，假设每吨煤按市场价300元计算，效益是相当明显的，且采该煤柱煤炭的生产成本不会增加。该矿两翼有n个条带式综采工作面，就可以回收n-1个煤柱（井田边界煤柱除外），大矿区内推而广之，效益可观。同时减少了煤炭资源的浪费，节约煤炭，提高回采率，大大降低煤炭生产成本，延长煤矿的生产服务年限。也有利于采空区管理和地表塌陷区的管理。由于煤柱回收后仅剩下5m左右宽度，当老顶来压时，煤柱很容易被压垮，地表就不会形成裂缝和坑洞现象，从而有利于在塌陷区的植被、复垦和水土保持。并可减少由于裂缝等造成煤柱或采空区浮煤与大地空气直接接触造成煤炭自燃现象。

通过技术改造和实践，神华神东矿区相应的低瓦斯矿井具备尾巷顺槽煤柱煤炭部分回收的条件。