浅谈薄煤层无人工作面开采技术

浅谈薄煤层无人工作面开采技术

摘要：本文针对薄煤层采用传统的炮采工艺落后、开采难度大等问题借鉴国外的经验研究出适合薄煤层开采的螺旋钻开采新工艺介绍了螺旋钻开采的工艺过程及技术特点实践表明采用钻采方式能够解决较薄煤层开采问题具有工艺先进、成本低等优点具有较好的推广应用价值。关键词：大同；薄煤层；螺旋钻开采；工艺大同煤矿集团薄煤层可采储量占总可采储量的比重很大薄煤层开采一直采用传统的炮采工艺少数工作面采用薄煤层采煤机采煤这样的工艺主要存在以下缺点：一是工艺复杂单产低；二是效率低采煤直接工效仅为500～1 000t／(人·年)；三是遇构造时搬家频繁；四是工人的劳动强度大；五是厚度较小的薄煤层采用炮采无法开采。随着某些矿井可采储量的日益枯竭薄煤层的开采问题在大同矿区已越来越突出但是一直没有研究出更有效的开采方法因此借鉴国外的经验研究适合大同煤矿地质条件的薄煤层开采新工艺、新方法和新设备最大限度地开发地下煤炭资源是急需解决的重要课题。大同煤矿集团公司要及时在工作面进行螺旋钻开采成为薄煤层开采工艺的一次革命。螺旋钻采煤法在我国刚刚起步主要用于薄煤层开采属于一种无人工作面开采法。1998年我国从俄罗斯进口了两台БyT-3M型螺旋钻采煤机在徐州韩桥进行了工业性试验。其工作原理为：在巷道内稳设螺旋钻采煤机向巷帮钻孔采煤巷道内安装运输设备运煤根据顶板岩性及矿

压情况在钻孔间留设0.5～1.0m煤柱支护顶板螺旋钻采煤机移动由本身的履带行走机构在巷道内移动20__年山东新汶矿业集团公司引进了两台BSHK-2DM螺旋钻机已通过中国煤炭协会技术鉴定。螺旋钻采煤技术的核心的螺旋钻具它由螺旋钻头和成对的螺旋钻杆组成。钻具部分可根据不同的开采和地质条件安装2～4个钻头平行的钻进2～4个钻孔钻孔宽度可达到1.14～2.77m。钻具上装有5种传感器分别监控钻孔内的瓦斯浓度、钻头旋转扭距、钻孔间的煤柱、钻孔导向、钻头与煤层间隙等情况并通过多功能控制装置实现集中控制并用单独的局部通风机向孔内压入新鲜风流用喷水管在钻孔内喷雾使钻孔内的瓦斯浓度和粉尘浓度达到安全标准。目前进口一台螺旋钻采煤机约需120-150万元采用双顺槽对向开采安装4台采煤机同时生产年产能力预计在100万t。下面就以山东新汶矿业集团潘西煤矿与南冶煤矿为例分析薄煤层无人工作面开采技术。 1．试验面生产技术条件 1．1潘西矿1701钻采面地质条件 1701钻采工作面为-350 m水平一采区七层煤东翼第一个工作面其西部为七层一采上山东部至七层煤变薄带北部为1702工作面准备区南部为涝坡煤矿边界煤柱。工作面走向长1 043 m倾斜长40～120 m面积为83 440 m2。地面标高+228．4 m 井下标高-149．0～-161．5 m。该面煤层赋存稳定煤层总厚度0．42～0．81 m平均0．65 m煤层结构简单可采指数为1变异系数25．28％属较稳定层。 1．2巷道布置七层煤一采区采用单翼布置在采区西部布置采区轨道上山及采区输送机上山两条上山

均沿七层煤掘进其中输送机上山作为运煤及进风用轨道上山作为辅助运输及回风用。采区下部通过-350m水平七层煤大巷与-350m 井底车场联系作为采区总进风巷。采区轨道上山上部连接-150m主石门作为采区总回风巷。 1701运输巷位于采区上部车场以下

40m处采用单巷布置巷道净宽4400mm净高3500mm断面13．3m2采用锚网梁支护所用锚杆为螺纹钢等强锚杆直径18mm长度2200mm 间排距为800mm×800mm。该巷道主要用于该钻采面的进风、运煤和运料。 2．开采方法 2．1回采工艺 1701工作面采用乌克兰BSHK—2DM新型螺旋钻机采用前进式独头钻采的工艺方式下山方向钻采完后再退回调头钻采上山方向煤层。 2．2落煤方法螺旋钻机布置在运输顺槽中向下山方向煤层打钻钻头割煤螺旋钻杆掏煤掏出的煤直接落到运输顺槽的刮板输送机上运山。该机一次采宽1905mm钻机自动接杆达到设计采深或遇到断层时退出钻杆螺旋钻机整体前移预留0．5m煤柱后开始下一循环钻采。 2．3螺旋钻机工作面生产能力钻采工作面每班钻进30m每天钻进深度90m钻孔高度0．65m钻孔宽度1．905m钻煤时回收率0．95则日产量Qd=90×1．905×0．65×1．31×0．95=138．7(t) 月产量Qm=138．7×30×90％=3745(t) 3．工作面设备配置运输顺槽内布置φ50mm的防尘管路每50m设一个三通阀门以便满足钻进时降尘和冲刷巷道杜绝煤尘积聚。运煤巷道各转载点相应安设喷雾装置实施转载自动喷雾。在靠工作面侧设置SGW—40T型和SGW—30B型刮板输送机和SPJ—800型胶带输送机并在靠近钻采工

作面的地点设有移动开关站、螺旋钻机液压系统泵站等设备。(1)螺旋钻机BSHK—2DM型螺旋钻采煤机其主要技术参数为：钻高0．65m钻宽1905mm钻深(上山力向）85 m；下山方向钻深45m；电机功率235kW；钻进速度1．0m／min。 (2)运输设备运输设备有SGW—40T刮板输送机一部SPJ—800胶带输送机两部。 (3)辅助运输设备辅助运输采用单轨吊一部起吊重量2 t爬坡角度6°。4．顶板管理根据相邻南冶矿1203西钻采面的矿压观测资料和潘西矿1701面顶板情况观测分析由于煤层埋藏较浅且为条带式开采虽然直接顶为不稳定的二级二类顶板但采宽1．905m煤柱宽0．5m顶板来压及下沉等显现不明显。 5．劳动组织和主要经济技术指标 5．1劳动组织工作面采用“三八”制作业制度每班作业8h实行边采边准。每天检修时间保持3h以上。 1701工作面每班有1名带班工长负责组织生产配有螺旋钻机司机2人、维修工1人、辅助工2人、电工1人及相关工种的操作人员全班合计7人。 5．2主要经济技术指标 1701工作面的主要经济技术指标见表及续表1中名称数量名称数量煤硬度1.5出勤率81%煤层厚度0.42～0.81 m工作面效率6.5t/工钻孔高度0.625m钻孔宽度1.905m 地质储量7.1万t可采储量5.67万t可采期13.6月钻煤采出率≥80%