开采薄煤带煤层煤质管理办法探索

第一篇：开采薄煤带煤层煤质管理办法探索

综采工作面过薄煤带煤层煤质管理探索

王章锋尹丛领

河南永锦能源有限公司云盖山煤矿一矿 4616070，摘 要：煤炭是一种不可再生资源，提高难采煤炭资源的回收率就成为煤炭企业可持续发展的有效途径之一。因此，储量可观的薄煤层越来越受到煤矿企业的重视，云煤一矿通过采取分采分出等措施的有效实施，有效保证了煤质的均衡稳定，树立了公司煤质品牌形象，实现了产销平衡。文章以云煤一矿为例，论述了探索薄煤综采新途径。

关键词：综采工作面；过薄煤带煤层煤质；管理；措施

引言

21110综采工作面井下位置位于矿井-23m水平西翼，开采二1煤层，工作面

走向长1440m，根据采面倾向长变化沿走向分为4段。第一段位于1320皮带下山以西，走向长度142m，倾斜长度217m；第二段位于1320轨道下山以东，走向长度320m，倾向长133m；第三段走向长290m，倾向长165m；第四段走向长688m，倾向长183m。平均煤厚4.3m，视密度1.4t/m3，工业储量155.2万t，回采率93％，可采储量128.7万t。东部为主暗斜井、副暗斜井、回风暗斜井等三条主提升、轨道、回风下山，西部为采区薄煤带，北部为21303采煤工作面及21108采煤工作面采空区，南部为21112综采工作面。

一、回采过程中对煤质影响因素

1.1地质条件对煤质影响：21110综采工作面自2011年4月份开始回采至今，共揭露3个地质构造带，地质情况复杂，煤层变化大。第一个地质构造带为自开切眼至1320轨道下山处落差为5m的逆断层，该段断层走向方位角为45°，走向长180m，倾向长100m，局部地段为全岩，平均煤厚0.6m，影响面积约1.8万㎡；第二个地质构造带为距切眼218m处薄煤带，倾向长105m，其走向长257m，煤层平均厚度0.3～0.8m，影响面积约2万㎡；第三个地质构造带为距切眼1000m处薄煤带，其走向长130m，倾向长160m，煤厚0.3～0.8m，影响面积2.1万㎡。在地质构造带中推进过程中，地质变化段底板变化大，部分地段捎砟严重，薄煤带和无煤带交叉出现，间断性的半煤岩地段贯穿整个采面，对煤质的稳定性管理带来极大困难。

1.2.顶底板岩性

21110综采工作面在推进过程中，直接顶为砂质泥岩，老顶为粉砂岩；工作面局部存在一层100～300mm左右的炭质泥岩伪顶，极易伴随回采脱落，局部段煤层节理较发育，煤层上覆复合顶在0－1.5米之间，一直处于不稳定状态，在回采期间工作面易片帮、漏顶，影响原煤灰分；直接底为泥岩；老底为粉砂岩。在回采期间存在碎矸石混入煤流严重影响煤质

1.3、水分因素影响：综采工作面在生产过程中为防止煤壁片帮，降低煤尘，采取煤层注水措施，在注水过程中尽管严格按措施施工控制水量，但对煤质仍有一定的影响，经化验测算，水分每增加1%，发热量降低66卡/克。

以上因素导致21110综采工作面在推进过程中，需过薄煤带5.9万㎡，如果整体推进平均发热量仅在4500卡/克左右，不能满足用户需求，直接影响矿井收入。为保证煤质，提高发热量，提高用户满意度，实现矿井效益最大化，经矿井研究采取各种措施，保证煤质。

二、在薄煤带开采过程中采取主要措施

2.1灰分控制

2.1.1组织相关管理人员去向有着相同地质条件，煤质管理比较好的兄弟单位学习先进经验，从系统上改进煤矸分流设施，培训员工操作技能。

2.1.2 煤质管理人员通过参加区队班前会，宣讲煤质管理的目的意义，提高员工的煤质意识，并组织区队管理人员到矿井煤场现场，到用户（选煤厂）感受用户对煤质要求，对效益进行测算，深刻认识到原煤中含有大量矸石不仅不会增加矿井收入，反而降低原煤发热量，减少了矿井效益，给矿井带来损失。

2.1.3充分利用井下煤矸分流系统，减少煤流中矸石含量。根据21110综采工作面地质变化情况，采取对采面发热量情况进行预测，根据预测结果，安排综采队合理安排生产，将煤分为优煤、次煤、煤矸石，在井下现场定级，分时段、分批次进行分出分运。为实现煤矸分运分装，在-23煤仓上口安装煤矸分离器，将进入胶带输送机上的矸石经煤矸分离器分开后，人工装矿车运出工作面。工作面出矸量大或过于破碎不便于人工拣矸时，采取煤矸分流措施。工作面对煤和岩石采取分采分运，让矸石集中上皮带不与煤流混杂。

2.1.4合理控制采高。在工作面捎底地段采高控制在2m范围内，不得高于2m，对出现采高高于2m的情况，矿井按黄线落实责任人；黄线：被查出属黄线隐患的，对队长罚款50元/条，对当班跟班队长罚款100元/条，对当班班长罚款50元/条，责任人罚款100元/条。

2.1.5加强顶板管理。综采队在21110采面半煤岩段沿倾向坚持带压移架，防止顶板矸石落入后部溜进入煤流。改竹笆为荆笆，减少矸石冒落进入煤流。采面下部及时抬溜子，减少割矸量；在全岩地段，进行单独割矸，经-23拉砟溜子巷装矿车排矸，每班不低于50矿车，煤质员现场紧盯，防止矸石混入煤流中。

2.1.6抓运输环节管理，要求机电队皮带司机、煤仓放煤工严格按照调度室指挥，煤质员在煤仓蹲点，在煤种转换时皮带出净，煤仓放空。

2.1.7抓平地筛选楼螺旋筛管理。加密改进平地螺旋筛，煤质员每天对螺旋筛孔进行检查，出现掉撑的情况及时焊补，以严格控制超标大矸石进煤场煤堆。

2.1.8在出原煤、次煤和碴期间调度室负责全面协调和指挥，及各时间段的信息传递工作。由煤质员监督，综采队必须安排值班干部专职全程指挥和监督整个出原煤、次煤和碴过程，各相关单位密切注意皮带上拉出的是原煤、次煤和碴，严禁确认失误造成混出。特别是机电队主井煤仓，及时放空煤仓或-81煤仓停止放碴，保证各煤种质量。

2.2水分控制

2.2.1在21110采面抬煤地段，为防片帮、煤墙注水要求严格按照规程操作，定量定压注水，禁止过量注水；到顶板淋水或底板涌水，采取引水沟、集水坑或其他方式将水及时引出，禁止入煤流。

2.2.2抓各转载点水分管理，要求各转载点喷雾随着煤流大小，及时调整大小，减少原煤中的水分。各转载点喷雾装置在皮带运输设备停机后及时停水。

2.2.3各损坏的喷雾管路及管路密封要及时更换，防止煤湿或无煤时漏水影

响煤质。

2.3杂物管理

2.3.1抓采煤工作面杂物管理，要求采煤工作面皮带司机发现竹笆条、矿泉水瓶及时捡出，并根据每班捡杂量进行考核。

2.3.2在21110上下机巷距工作面30m远以外地点每隔100m放置一个垃圾箱，杂物要全部收集装入垃圾篓，并及时将垃圾箱内的垃圾清理干净，严禁其混入煤流。

2.3.3抓煤场杂物管理，要求煤场管理人员经常巡视煤场，发现木头、矸石块等杂物时及时捡出和清理，出现积水时积极采取措施进行排水处理，在装车时检查车厢底，及时清理杂物，防止外带杂物对煤质的影响。

通过以上措施的实施，煤质管理人员有效监督，2013年元月份至2014年4月份累计现场检查问题146条，罚款21600元。有效保证了发热量的均衡、稳定。

三、达到的效果：

通过采取分采、分出、分运、分储措施的实施，并不定时组织综采队相关负责人到矿井煤场查看措施执行效果，研究探讨措施中存在的不足及改进办法，从而有效保证了煤质的提升，使发热量在采取措施前不足4500卡/克，2013年底达到4860卡/克，提高了386卡/克，2014年1-3月份累计完成5006卡/克，最大限度满足了客户需求，取得了良好的效果，特别是以据发热量结算货款客户，按每百大卡10元计算，采取措施前售价为450元/吨，采取措施后可达到486元/吨，每吨售价高出36元。同时经过分出的矸石单独销售，满足了一部分客户的需求，2013年矿井产量70万吨，增加销售收入2520万元，取得了良好的经济效益。

四、结语

云煤一矿通过在21110综采工作面在地质变化带进行分采、分出、分储、分销的煤质管理方法，能够使优、次煤彻底分离，进行分销，有效稳定了商品发热量，实现了效益最大化，树立了煤质品牌形象，对于今后出现类似的地质情况，将在管理好煤质方面做出进一步探索研究。

第二篇：薄煤层开采技术机电总结

薄煤层开采技术机电总结

我矿下水延深工程以来，对于综采设备的选型需适用于开采11#、12#煤层，11号煤层厚度1.43－1.55m，平均1.49 m，为全区可采的稳定煤层，煤层平均倾角达到6度左右，局部达到16度。首采面布置在11号煤层，11101工作面长度202.2m，沿倾向布置，平均倾角9.5度，煤层平均厚度1.57m，回风顺槽为4.5米(宽)×2.5米（高）；运输顺槽为4.8米(宽)×2.5米（高）。

一、工作面设备选型

泰安煤业薄煤层开采属于第一次，无论从人员、设备、技术方面都属于薄弱环节，所以设备的选型就尤为重要，工作面设备的合理与否是采煤工作面能否高效高产的决定因素之一。依据地质资料及设计要求，我矿选用采煤机型号为MG2×2×125/560-WD采煤机一台;安装ZY4600/12/26D型液压支架132架，ZY4600/14/28D型过渡支架4架;安装SGZ764/500刮板输送机一部；以及配套转载机、破碎机、自移机尾等成套综采设备，现已于本11月14日对11101综采工作面回采结束，本套设备较好的完成首采面的回采任务。

二、回采过程中设备问题

1、在回采过程中，由于地质条件变化，回采时有部分地段存在破底或破底现象，然而顶底板的岩性都属于白沙岩，硬度较高，以及采煤机功率小等原因，在回采时造成了滚筒磨损问题，针对这一问题，我公司召开专题会讨论进行解决，对磨损的截齿、齿套更换为硬度更高的耐磨型截齿、齿套。

2、采煤机两端头卧底量不足，最终经过专题会议确定重新订制两个采煤机强力滚筒，由原来直径为1250mm滚筒加大为1400mm，并确定了对刮板机机尾改造方案，将原来刮板机机尾底座降低并缩短机尾过渡槽。

3、由于地质条件变化，割煤过程中存在割顶底岩石现象，并且采煤机总重28吨，重量较轻，在割岩石的过程中采煤机振动幅度非常大，内部有一个非本安模块电容由于振动容易掉落，造成采煤机故障，最终确定由厂家提供充足的备品备件，并采用专用胶对电气元件进行固定。

4、厂家免费配套H型电缆夹容易造成钩挂，从而造成电缆损伤，针对这一问题，我矿现已经将原电缆夹全部更换成O型电缆夹。

三、加强设备设备的管理

加强设备的管理是提高开机率的关键。在对机械设备管理中，要严格实行机电设备岗位责任制，增加机电人员的维护的责任心。树立起他们主动对设备的勤检查、维护和保养得意识，把隐患消除在起始点，最大限度降低事故的发生，提高开机率。此外，还需要加强职工的安全操作知识技能的培训，全面提高职工的安全意识，最终建立一支技术强、操作熟练、善于维修和管理的综采队伍，最终为薄煤层高效高产打下基础。

第三篇：30140吨,薄煤层开采新起点(网站征文)

30140吨，薄煤层月采新起点

在大斗沟煤业公司有这样一支队伍，他们常年活跃在最艰苦的低矮煤层中，始终坚守着心中的光明，1万吨、2万吨、3万吨，这不是简单枯燥的数字增加，在这背后是一次次艰难探索，一次次涅槃重生。他们就是历经两年逐渐成长起来的大斗沟煤业薄煤层开采队。

随着中厚煤层资源逐渐枯竭，大斗沟煤业公司薄煤层开与2010年底开始进行，煤层虽薄，但都是工业精粉，丢一点就少一点了，所以大家格外珍惜这些不可再生资源。薄煤层平均厚度80多公分，顶板支护高度只有1.2米，就算是不做任何事，单单在平地上跪一个小时，普通人也很难承受，更何况是在支柱移架、清煤攉煤的负重状态下，困难可想而知。薄煤层党支部一班人带领着员工们趴在低矮的工作面里，大家经常是猫着腰蹲在没靴的水中在支架的掩护下操作机组作业，这是采煤工们以前从未遇到的新情况，要过的第一关就是俗话说的“换骨头”，每天窝在支架下，出了井一展腰，骨头叭叭响，难受劲就别提了。就是这样的情况下全队员工都挺了过来。由于他们是该公司第一支薄煤层队伍，设备操作人员、检修人员均为第一次接触新装备，在机器设备的操作方面，工作环境的适应方面都和以前有很大不同。刚开始生产时，大家对机器都不熟悉，开机率低，机电事故频发，一个月下来产量屈指可数。再加上受地质条件的限制，采煤机组对开采条件要求十分苛刻，只要有高出地面6公分的石头

机组就不能顺利推进，加上工作面断层多，水患重，煤层储存起伏较大，开采难度很大，其次由于大同煤质较硬，采煤机机电事故频发，时常“罢工”，产量一直徘徊不前，效益不佳，随之出勤率下降，组织生产陷入恶性循环。

开机率就是产量，标准化就是效益。找到了问题的难结，全队员工一致达成“只有标准化做到位，安全和产量才能有保证”的共识，统一了思想。为了提高开机率，党支部带领全队员工想办法，出主意，超前组织备用配件，保证了机械的维护维修，缩短维修时间，降低故障率。同时加强培训强化管理入手，开展多种形式的职工技术培训工作，因地制宜，因人施教，一对一的提高职工操作技能，并把维护保养要点和关键操作要领打印成册，供职工学习提高。组织技术人员深入生产一线，手把手地进行操作培训和基本维修保养知识培训。推行全员军事化训练，开展“每日一题、每周一课、每月一考”活动，通过班前抽查、书面考试、现场问答等多种形式，不断强化员工的培训，普及业务知识，使全队员工的生产技术水品得到很大的提高。并结合工作面的特点，单体整齐，支护标准，狠抓巷道成型、顶板管理和支护质量，把“就近管理、班组管理、安全程序化管理”有机结合，深化岗位责任，坚持做到工作面“三直、两平、两畅通”，极大地提高标准化建设和设备完好率，消除重大机电事故和安全隐患，产量由最初的几千吨逐渐提高，最终于2010年10月首次突破10000吨。

投入产出不成比例，薄煤层开采队的员工怎么也高兴不起来。该队党支部一班人认真总结经验，决定还是从标准化建设和激励制度上下手改变现状。全队在落实打造“零事故现场、零事故环境”安全目标任务的同时，将质量标准化与工资挂钩，从劳动定额管理下手，把每刀煤的分值分解成三份，包括生产任务、标准化建设、安全（人身安全和设备事故），其中把标准化定为硬性指标固定，实行动态验收制度。其次实行每班交接日清制，坚决做到未解决的问题不留给下一班，实行复查手拉手交班制度。为了保证全年产量任务的顺利完成，全队90多名干部员工不惧艰险，顽强奋战，生产中开展了生产班组劳动竞赛活动，空间小，衣着笨重，他们脱了棉衣进工作面，就在这样的条件下，靠摸爬滚打，靠着这种精神，这支队伍创造了一个又一个薄煤层生产的全新纪录。2012年3月份突破20000吨，4月20日，日产割煤12刀共1480吨，创出建队以来日产最高水平，4月份原煤生产达到30140吨，创大斗沟煤业公司薄煤层月开采新纪录，为完成全年生产任务做出重要贡献，也为十八大的胜利召开送上大煤人的一份厚礼。

(大斗沟煤业公司 宣传部干事孙兰芳 7069022)

第四篇：急倾斜薄煤层开采技术研究与应用

急倾斜薄煤层开采技术研究与应用

王业常

周生伟

（福兴集团有限公司

山东枣庄

277000）

摘要

本文对急倾斜薄煤层的开采技术进行了综合分析，根据本矿井实际，研究实施了四边形掩护支架开采技术，该技术的成功实施为急倾斜薄煤层运用四边形掩护支架开采积累了成功经验，同时为其它矿井开采提供借鉴。

关键词

急倾斜

薄煤层

四边形掩护支架

开采技术

一、概述

福兴集团有限公司位于山东省南部的韩台煤田中偏西部，地处枣庄市峄城区古邵镇，矿井核定生产能力30万t/a，井田东西长约0.996km，南北宽约1.71km，井田面积1.706km2。近几年，由于煤炭市场较好，矿井超强度开采，中厚煤层的储量已基本枯竭，剩余部分储量受水威胁严重，面临无煤可采的局面。伴随着矿井开采深度的加深，薄煤层受采动影响的范围也逐渐加大，基于此，我矿多次派工程技术人员外出调研、考察急倾斜薄煤层开采技术，并成立专门薄煤层开采队伍，通过对14上煤层开采方案进行尝试性研究及可行性论证，目前已成功应用四边形掩护支架进行薄煤层回采。

二、地质条件

福兴集团有限公司141101工作面位于第一水平北二采区14上煤北翼，北起井田边界保护煤柱线，南至颜庄保护煤柱线；工作面走向长175m，倾斜长39m。⑴ 煤层赋存情况：该工作面设计开采煤层为14上煤，煤层厚度0.51m～1.92m，平均1.22m；煤层结构简单，煤层倾角61～69°，平均65°。

⑵ 煤层顶底板情况：14上煤层顶板为八层灰岩，厚度2.0～4.2m。一般4m左右，致密坚硬，有时含黑色燧石结核，属坚硬顶板。底板为黑色泥岩，厚约2m左右，抗压强度值较低，为中等坚硬岩石。

⑶ 地质构造：工作面内无较大断层和褶曲发育。

⑷ 14上煤为低瓦斯煤层，煤尘不具有爆炸危险性和自燃倾向性。⑸ 水文地质情况:对该工作面回采有影响的直接充水含水层为太原组的三灰、五灰、八灰；这三层灰岩均为薄层灰岩，岩溶裂隙发育程度较差，各含水层露头均接受第四系补给，但补给条件较差，补给量较少，富水程度由弱到中等，以静储量为主。涌水形式为煤层顶底板渗水、淋水，对正常回采有一定影响。

三、防治水工作方案 1.灰岩水 ⑴ 疏水降压

疏水降压层为距14上煤层较近，且对14上煤层开采有直接突水威胁的太原组三灰、五灰、八灰。对上述灰岩，通过打钻放水人工强制性疏放其地下水，使其水位（水压）降至开采安全值以下。

⑵ 探放水钻孔布置及出水情况

在-43m水平开拓石门探巷揭露三灰、五灰，最大涌水量25m3/h，现已疏干，其余地段未见出水。在-123m水平开拓石门揭漏14上煤层时最大涌水量20m3/h，一年后减至12 m3/h，现已疏干，其余地段未见出水。

虽然在掘进工作面回风、运输平巷揭漏八灰后无涌水或涌水量较小，但回采后仍有可能出现较大出水现象，这表明灰岩水的防治有一定难度。因此决定在-123m水平布置疏水孔，约50m一个，疏水孔总数为4～6个。疏水孔初期总涌水量在15 m3/h左右，并逐渐衰减疏干。

2.泄水眼

急倾斜煤层开采时煤靠自重自溜至溜煤眼，一但煤层顶底板淋水较大，工作面出煤就很难自溜，这无形之中就增大了工人的劳动强度，行人，运料的安全系数也会降低，当运输巷内的积水较多时，不仅影响煤质，而且还会造成运输设备损坏。

为了减少淋水通过顶底板进入工作面，决定采取提前施工和采后留设泄水眼的措施。即工作面在回采前提前掘进泄水眼，每隔20m掘进一个，垂高为33m，同时还做为工作面的超前溜煤眼使用。在架尾平段出水点下方，将原来的三个小眼保留其中一个做为泄水眼，随着工作面的推进，每隔20m留设一个泄水眼，泄水眼的高度取5m。并尽可能的避免煤水混流。

3.架面

由于工作面长度达到近60m，如果工作面推进速度较慢，必然造成工作面架内积水较多，影响煤炭自溜，工人的劳动环境也会很恶劣。采取分段爆破时，工作面分两段回采，中间留有不少于10m的空段，这样推进度明显加快，不仅解决了积水较多的问题，工作面煤质及产量也得到了保证。

四、薄煤层开采技术 1.采煤方法的选择

⑴ 急倾斜煤层采煤的主要特点：

① 采煤工作面采的煤能靠自重下滑，从而简化了工作面的装运工作，但下滑的煤块和矸石容易冲倒支架，砸伤人员，给生产带来不安全因素。

② 急倾斜煤层顶板压力垂直作用于支架上的压力比缓斜煤层要小，而沿倾斜作用的分力要大，煤层顶底板都有可能沿倾斜方向滑动，支护稳定性差，因而增加了回采和支护工作的复杂性。

③ 采煤工作面的行人、运料、落煤、支护、采空区处理等各项工序的操作都比较困难，增加了机械化采煤的难度。

④ 一般在急倾斜煤层开采中均要布置一组上山眼，以溜煤眼代替运输上山，以运料眼代替轨道上山，另为了安全要分段设行人眼，出矸石时要另设溜矸眼。

㈡ 采煤方法的选择

根据急倾斜薄煤层开采实践，仓储式采煤法、台阶式采煤法和掩护支架采煤法是三种行之有效的采煤方法。但根据国家有关规定，从2008年1月1日起，严禁使用仓储式采煤法，所以只能从后两种采煤法中选择。倒台阶采煤法适合急倾斜薄煤层的开采，但由于其采煤工艺复杂，风镐落煤和支架工作繁重，对支架操作技术高，煤块滚落煤尘大，工作面人员上下困难,工作面木材消耗量大，所以也不能选用。本矿井2、3煤自2005年以来，一直采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法进行开采，技术已相当成熟，加之本工作面的14上煤平均厚度在1.22m，1.0m四边形掩护支架完全适合其开采，因此选取伪倾柔性掩护支架采煤法。

2.巷道布置

如图1所示，在阶段内沿倾斜方向划分为两个区段，区段垂高为35m，区段两端各掘进开切眼与收作眼。工作面长度为55～60m，在开切眼位置，支架逐步调成伪斜。工作面煤经溜煤眼、区段平巷到采区煤仓。

图1

伪倾斜柔性掩护支架工作面巷道布置 1―收作眼；2―开切眼；3―分段溜煤眼；4―采区上山眼

3.支架结构

支架由四变形钢梁、钢丝绳、卡子及螺帽组装而成。用11#工字钢热加工成1.0m四边形掩护支架。钢丝绳φ28mm。架子中至中125mm，即每米8架。架子用4根钢丝绳配合卡子联成一个柔性整体，见图2所示。

4.采煤工艺 ⑴ 掩护支架的安装工作

首先从开切眼位置以外3～5m处，将区段回风巷扩大顶板或底板，并沿走向推进形成安装工作面，然后在安装工作面中，沿煤层厚度的中部挖掘倒梯形地沟。地沟挖好后，沿走向在沟两侧放置钢丝绳，在钢丝绳上根据煤层厚度沿走向铺设钢梁。

在架子安装长度达到最大控顶距（5～10m）时，就应在架尾处开始回柱放顶，将上方的煤柱和冒落矸石放落到支架上。当支架安装长度超过15米，在支架上形成矸石垫层以后，即可调整支架下放，将其从近水平状态调放成伪斜状态。经调放以后的支架与水平面有25～30°的夹角。调放支架的工作须利用开切眼，进行打眼爆破，逐步将架子调斜。当架尾下放到区段运输巷时，支架的安装及准备工作即全部完成，见图2所示。

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图2

四边形掩护支架结构及安装

1―钢丝绳；2―支架；3―卡子；4―短木柱；5―单体支柱； 6―垫层；7―钢棚；8―金属网；

⑵ 掩护支架下正常回采和支架下放工作

掩护支架下正常回采和支架下放工作，其工序比较简单，一般采用爆破落煤，支架下的作业主要包括打眼、爆破、出煤和调整架子等工序。

工作面中的炮眼布置成单排炮眼，且一般只打地沟眼，当煤层很坚硬时才打帮眼。工作面上段打眼时下段出煤，下段打眼时上段出煤，严禁同时爆破出煤，工作面无论哪段爆破，面内的所有人员都必须全部撤至警戒线外的安全地点。当工作面爆破落煤以后，自下而上逐步铺设溜槽，煤沿溜槽自溜运出工作面。与此同时，支架在自重和采空区矸石推力作用下就逐渐下落到新的位置，此时支架应基本垂直于顶底板，并保持3～5°的仰角。

⑶ 掩护支架的回收工作

随着伪斜工作面不断向前推进，下部放平段将不断增长，当它达到一定长度以后，放平段尾部多余的支架就需要拆除。

拆除支架之前，应先在其尾部，由地沟向煤层顶底板两邦扩巷，直到钢梁两端露出为止。随着钢梁两端失去两侧煤台支撑，及时打点柱支撑钢梁，形成一个水平分层形式的下部回收工作面。回收工作的宽度要稍大于钢梁的长度，高度不小于1.2米。回收支架的顺序是由里往外进行，先卸去螺栓，再逐根卸下钢梁和钢丝绳。待所有回收下落的支架材料运出以后，便回柱放顶。

当工作面推进到区段停采线之前，在靠工作面一侧开掘两条收作眼，两眼相距8～10m，并沿倾斜每隔5m用联络平巷连通。掩护支架架头沿区段回风巷安装到收作眼处，不再继续接长，然后利用收作眼将支架逐渐下放，并拆除架头一段多余的支架，最后使支护架放平到超前平巷底板，再将支架全部拆除。

5.四边形掩护支架工作原理

当煤层倾角和厚度正常时，架子的两个主脚直立于工作面两帮煤体上，此时架子正常下放。当煤层变薄或倾角变缓时，利用点柱调整架子仰角，使架子底板主脚成跪立状，底板辅脚成滑脚板，辅助架子下放。当煤层恢复正常时，利用点柱将架子顶回原位，使架子能通过变薄带和倾角变化区，见图3所示。这种架子的优点是适应煤层倾角和煤厚变化能力强，架子的仰角幅度小，调整支架时灵活方便。支架内的操作空间大，改善了工作面通风和工人的劳动条件。

大于45°（a）（b）（c）

图3 四边形掩护支架过变化带示意图

a―煤层变厚时；b―煤层变薄时；c―倾角变缓时；

五、其它

⑴ 工作面在回采前必须编制合理的疏水降压方案，经过论证审批后方可施工。

⑵ 工作面在回采过程中严禁放架外煤，从而防止采空区垮落带和断裂带向上发展，造成上覆积水涌入。

⑶ 工作面在回采期间，其爆破碴口上方5m范围内必须设置牢固可靠的挡煤（矸）板，以防止上方煤矸冲入，伤害人员。

⑷ 工作面爆破必须严格执行“一炮三检”和“三人联锁爆破”制度。

⑸ 工作面上段打眼时下段出煤，下段打眼时上段出煤，工作面内严禁同时爆破出煤。工作面内无论哪段爆破，所有人员都必须撤至警戒线外安全地点。

⑹ 工作面每30m应设置一道挡矸网，以防止大块矸石冒落砸坏搪瓷溜槽、单体支柱及小眼。

⑺ 工作面内的小眼应采用钢盘支护，并班班检查，发现问题及时处理。

⑻ 工作面爆破必须严格执行“一炮三检”和“三人联锁爆破”制度。

⑼ 工作面架尾溜煤眼除泄水眼外，其它小眼必须用黄泥封堵严实，以防止漏水。

⑽ 工作面运输平巷内的水沟，必须及时清挖，严禁水沟淤死造成积水影响正常生产。

⑾ 工作面内严格控制装药量，防止架内浮煤堵塞工作面影响通风，工作面内还应设置一台备用局部通风机。

⑿ 工作面内的所有单体支柱必须栓设牢固可靠的防倒绳，损坏的单体必须及时更换，所有单体支设必须正规。

⒀ 工作面内局部煤层变薄时，必须及时调整支架，支架下落轨迹线必须符合规程要求，当煤层低于0.7m时，可根据现场实际选择破顶板或底板矸石。

⒁ 工作面内支架、钢丝绳、卡子、螺丝必须班班检查，发现问题立即整改。

⒂ 工作面在过老巷、小眼期间必须及时拆棚、拆盘，严禁架爪悬空，一旦悬空必须腰堵严实，以防止窜矸。

六、经济效益

141101采煤工作面的可采储量为7950t，实际采出煤量7632t，实际回采率为96%，按本矿区的实际煤价1100元/t计算，创直接经济效益839.5万元，净效益在610.5万元。

七、结束语

⑴ 急倾斜煤层的开采常常伴有水害的困扰，因此选择合理的防治水措施不仅可以实现安全开采，而且还能获得良好的经济效益。

⑵ 四边形掩护支架开采技术的成功实施解决了福兴集团有限公司薄煤层开采问题，同时也为急倾斜薄煤层开采技术开拓出了一条新路，积累了宝贵经验。

⑶ 四边形掩护支架比“八”字型支架的操作空间大，而且还具有架爪不易窜矸、不易切入底板等优点。

⑷ 四边形掩护支架解决了低于1.3m急倾斜薄煤层不易适用掩护支架采煤法的问题，并且其适用地质变化的能力较强，支架调整方便。

⑸ 煤炭回收率高，采用该种掩护支架，其煤炭回收率达95%以上。并且劳动强度低，工效高，吨煤成本也明显下降。

作者简介

王业常，男，2007年毕业于中国矿业大学，现任福兴集团有限公司采煤技术员。

第五篇：薄煤层开采中采煤机及优化设计论文

摘要：基于MG110/130-TPD型电牵引爬底板采煤机，就该采煤机的适用范围、设备组成、主要功能进行了详细的介绍，并将其应用于某矿的实际工作面中，由现场实践表明，该采煤机的装机性能稳定、丢煤少，极大地提高了煤矿工作面的生产水平以及安全性。除此之外，还针对采煤机的防滑、牵引链锚固以及电缆收放等问题提出了一定的优化措施，以期望达到更好的应用效果，为薄煤层的开采提供可借鉴的经验与解决途径。

关键词：薄煤层爬底式采煤机电牵引大倾角

引言

在我国，薄煤层所占的煤炭资源储量十分丰富，在进行开采的过程中，由于煤层厚度都在1.3m以下，其开采难度大大增加，尤其是当煤层倾角较大时，若采用传统炮采的方法，所产生的经济效益与所投入的人力物力严重不符，且工作效率低，因此，大倾角薄煤层的开采一直是一个难点。所以选择合理的采煤方法、使用合适的采煤机、提高回采效率、增强生产的安全性是煤矿企业的重中之重[1]。

1矿井概况

本文研究的矿井煤层厚度非常薄，仅为0.5～0.8m，但煤层倾角极大，最大的倾斜角度为45°。在长期的开采过程中，该矿一直采用传统炮采的方法进行采煤作业，沿走向对工作面进行后退式回采，采用刮板输送机来运送煤炭，单体液压支柱来对顶板进行支撑，机械化程度较低。在2007年，该矿采用了单滚筒爬底板采煤机，使用该采煤机后，虽然提高了煤矿的生产效率，但是由于该采煤机的设计功率较低，一旦遇到较坚硬的煤层或者倾角较大的煤层时，运行起来就极其困难；且滚筒的装煤效果不尽人意，没有设置安全的制动装置，无法在危险发生时及时停止滚筒的运动，从而无法保证采煤司机的人身安全。因此该矿对原先的爬底板采煤机进行了优化与改进，采用了MG110/130-TPD型爬底式采煤机，并通过实际应用取得了良好的效果。

2MG110/130-TPD型电牵引爬底式采煤机

2.1适用范围

MG110/130-TPD型爬底式采煤机可以适应多种地质条件的变化，较大的提高装煤功率，在与刮板输送机、液压支架以及金属顶梁良好配合作业后，可以很好的实现工作面的落煤与装煤，减少煤炭资源的浪费。同时该采煤机适合在35°以下的工作面进行作业，所采煤层厚度的范围在0.5～0.8m之间，且煤质坚硬程度中等，底板不能有过大的起伏。除此之外，该采煤机的所有设备均采用隔爆型，因此井下工作面中的甲烷、二氧化碳、硫化氢等物质的浓度不能超过相关的规定。

2.2机械部分

该采煤机主要由主机体、装煤部、底托装置以及冷却喷雾装置四部分组成，其中牵引部、截割部以及电控箱、摇臂等都设置在采煤机机壳上。牵引部是用来使采煤机随着工作面的推进而移动的，主要的动力装置是电动机，其牵引速度最大可达到1min行走5.84m。截割部是控制采煤机的减速装置，在其上方设置了一个扭矩离合器，该装置可以在电动机过载时保护电动机不受损伤。而冷却喷雾系统则是主要用来降低煤尘浓度的，并辅助减少采煤机各部件在工作时由于摩擦所产生的热量，对采煤机机身各部分进行冷却，以确保采煤机的正常运行[2]。

2.3电控系统

该爬底板采煤机设置有本安型电控箱，其型号为KXJ24-130/1140(660)C，并且兼具隔爆的作用，同时采用了PWM变频调速技术以及PLC控制技术，通过这些先进技术的使用，该电控箱的调速范围变大、具备较大的牵引力以及较强的防滑能力，并使得采煤机的操作更为简单，更加方便。

2.4主要功能特点

MG110/130-TPD型爬底式采煤机在进行割煤时，具备较大的截割功率，采用单摇臂双电动机进行驱动，机身牢固可靠；所采用的交流变频调速技术，可以很好的实现较大的牵引速度，并且牵引效率较高，具备较大的牵引力，可以实现反向转动的功能；所适应的地质条件较多，可以由矿井的实际情况来进行变速，变速范围较大；在一定程度上减轻了采煤司机的工作强度，可以进行遥控作业，即停即开，其采煤机上的显示器可以实时显示采煤机的运行情况，一旦出现故障可以及时发现并进行处理；设置有冷却喷雾系统以及防滑装置，可以在紧急情况下对采煤机进行制动，防止其出现滑动。

3主要采煤工艺

3.1采煤机进刀方式

使用爬底板采煤机对井下工作面进行割煤时，采取的是双向进刀割煤的方式，一次进刀的深度为0.8m，在工作面的上端头通过人工爆破的方式进行施工，造成一个超前缺口，该缺口沿倾斜方向的长度为6m，超出煤壁1.6m，而对于工作面的下端头来说则不进行超前缺口的施工[3]。

3.2工作面支护作业方式

整个井下工作面采用单体液压支柱来对煤层顶板进行支护，其支柱的密度极高，其中液压支架的控顶范围为3.65～4.45m，放顶步距为0.8m，工作面的循环推进长度为0.8m，而在处理采空区时，采用的是全部垮落法。1）跟机挂梁、支柱：在进行上行割煤作业时，由于煤层倾角较大，每当采煤机向前推进30～50m时，就必须停止采煤机以及刮板输送机的运行，做好防滑措施，拉紧钢丝绳，以便工作人员能快速进入到采煤机机道，设置隔离设施，待隔离设施设置好后，再继续割煤，按照隔离设施的分段来从上到下进行挂梁、支柱作业。而在下行割煤时，挂梁、支柱作业则需要延后采煤机5～15m的距离。2）推移刮板输送机：在跟机挂梁之后，需通过单体液压支柱来推移刮板输送机，在推移过程中，难免会出现弯曲段，此时弯曲段的长度不得超过20m，且每一次推移完成后，必须及时进行支护。3）回柱放顶：在进行回柱放顶作业时，必须从下到上进行，每次回柱的距离不得小于15m。

4现场应用

4.1现场应用概况

通过对该爬底板采煤机的优化与改进，采用上述采煤工艺后，将MG110/130-TPD型电牵引爬底板采煤机应用于实际矿井中，所应用的工作面情况下：进行开采的煤层厚度为0.46～0.77m，沿煤层走向的倾斜角度平均为23.5°，沿煤层倾向的倾斜角度平均为113.5°，煤层倾角的范围为13°～43°，其平均倾角为28°，煤层硬度的普氏系数在1～3之间，而围岩硬度的普氏系数最大为8，最小为6，整个煤层属于中等稳定程度，所采工作面的开采高度为0.75m，整个工作面长550m，工作面推进宽度为112m。

4.2现场应用效果及优化

在现场应用的初期阶段，由于井下作业人员不熟悉该采煤机的性能，所以在一开始的时候出煤效果并不是十分理想，这是由于冷却喷雾系统的内外喷雾同时使用所导致的，在减少了防尘的出水量后，出煤效果就得到了明显的改善，而在应用期间，虽然发现该采煤机的运行效果良好，但仍然存在一些问题：没有选择合适的刮板输送机，导致工作面生产的煤不能及时的运出，从而有大量的浮煤堆积在工作面内，影响采煤工作的正常进行；采煤机在运行过程中，机组底板端头平直，与巷道底板接触，出现啃底现象，增大了采煤机的负荷；牵引链滑动，或者由于过度挤压，链环出现变形，造成断链；由于链轮的保护装置是全封闭的，一旦出现故障时，处理的难度比较大；冷却喷雾系统发生漏水，当水进入减速箱后，使润滑油被稀释变质；由于该类采煤机所开采的煤层厚度都比较薄，在刮板输送机上不能设置电缆槽，因此电缆都是通过人力拖拽进行的，这对于井下作业人员来说，危险性极大，且劳动强度高，工作效率低[4]。

5改进与优化

针对以上问题，我们做出了下述改进与优化：1）根据工作面生产煤炭的能力，重新选择刮板输送机，通过增加运输部的宽度来增大刮板输送机的运输能力，并且优化运煤的路线，提高运煤速度；2）将采煤机的底板制成船形，预防啃底现象的发生；3）为了防止出现牵引链滑动以及因过度挤压，链环变形的问题，采用了压链锚固底座，在该底座上设置有柱窝以及链槽，以防止支柱打滑，并且对牵引链进行固定。在使用过程中，由于链槽的存在，牵引链仅仅受到了拉力，而不会受到压力的作用；同时由于柱窝对支柱起到了约束作用，很好的防止了支柱打滑现象的发生；4）随着工作面的推进以及煤层倾角的增大，在进行上行割煤时，采煤机的牵引链常常会向下发生一定的位移，当位移足够大时，牵引链不足以承受这么大的拉力，就会发生断链，此时采煤机就会向下发生滑动。在这种情况下，我们可以在采煤机的下部安装两个机械防滑叉，或者是设置一排单体液压支柱，当采煤机一旦出现下滑时，保险叉可以插入煤层底板以及巷帮，以阻止采煤机继续下滑；5）重新对冷却喷雾系统的密封装置进行设计，以防由喷雾渗水进入减速箱润滑油中；6）在工作面的顺槽上安装卷缆装置，实现电缆的自动收放，减轻井下作业人员的负担，提高工作效率，使电缆较快较安全的到达指定位置，保障工作面安全生产的进行。

6优化效果

在经过大量的实践探索与优化改进后，爬底板采煤机在进行薄煤层的开采过程中的运行效果得到了明显的改善，各项指标的应用效果均十分显著，主要表现为：应用该爬底板采煤机后，减少了炸药的使用量，提高了开采作业的安全性，减少了炸药伤人事故的发生；日产煤量达到了390t，大大提高了煤矿的生产效率以及出煤量，并降低了井下作业人员的劳动强度；在采煤过程中，减少了矸石的产量，提高了煤的质量；便于采煤机司机对采煤机进行割煤作业，提高了机械化程度，减少了操作步骤，并很好的解决了电缆收放等问题；增强了采煤作业的安全性，提高了矿井的经济效益[5]。

7.结语

MG110/130-TPD型电牵引爬底板采煤机在实际矿井中的应用表明，该采煤机在经过优化改进后，装煤效果理想，性能稳定可靠，不仅提高了矿井的产煤量及工作效率，降低了工人的劳动强度，而且喷雾除尘的效果也非常明显，其紧急制动装置也有效地防止了采煤机的进一步下滑，减少了采煤机下滑伤人事故的发生，增强了矿井生产的安全性，因此该采煤机为薄煤层的开采提供了一种新的采煤方法，为相同类型下的矿井开采提供了宝贵的借鉴经验与解决途径。

参考文献

[1]连青发.爬底板采煤机在夹矸煤层中的应用[J].煤炭科技，2011（3）：52-53.[2]乔红兵，吴淼，胡登高.薄煤层开采综合机械化技术现状及发展[J].煤炭科学技术，2006，34（2）：1-5.[3]曲春刚.薄煤层中实现高产高效的技术探讨[J].煤炭技术，2007，26（3）：132-134.[4]张欣，张枢.薄煤层采煤机的发展状况及趋势[J].煤矿机械，2002（6）：7-8.[5]王太全.极薄煤层高产高效开采技术实践应用[J].内蒙古煤炭经济，2016（20）：13.