第一节 采区巷道布置及采煤方法

第一节采区巷道布置及采煤方法

一、采煤工艺及设备

（一）原设计方案

原设计中选用采煤方法选用比塞洛斯DBT欧洲公司提供的全自动化RHH型底拖式刨煤机、薄煤层液压支架及自动化PMCR型设备。为实现刨煤机刨头、刮板输送机、推移千斤顶和液压支架的同步协调工作，配套选用PMCR计算机电液控制系统。工作面实行无人自动化管理。

（二）修改原因

1、技术发展方面

对薄煤层综合机械化开采技术主要有三种，一是刨煤机开采工艺，二是薄煤层综采采煤工艺，三是螺旋钻采煤机开采。其中螺旋钻采煤更适合0.7m以下煤层的开采，且生产能力较小，不适宜于本矿煤层条件。

2005年以前，国内薄煤层滚筒采煤机综采技术在设备和工艺方面水平均不理想，综采设备主要是薄煤层滚筒采煤机质量不过关，维修率高，开机率较低，薄煤层工作面生产能力一般低于20万t/a。而当时的国外引进刨煤机开采已经达到相对较高的技术水平，相比不成熟的薄煤层滚筒采煤机优势明显，因此，原设计选用刨煤机采煤法开采比较合理。

随着朱家店项目的推进，经过近10年发展，国内薄煤层滚筒采煤机综采技术已取得长足的进步，目前薄煤层滚筒采煤机工作面生产能力可达到50-60万t/a，在此背景下刨煤机开采与滚筒采煤机相比，在安全可靠、生产成本综合方面略显不足。

2、国内实例

2003年左右，山西省陆续从德国DBT公司引进了3套刨煤机，其中晋煤集团引进1套，在凤凰山矿实施开采；焦煤集团西山煤电公司引进1套，在马兰矿使用；同煤集团引进1套，在晋华宫矿应用。据了解，3处刨煤机工作面在使用1-2年内均已升井，原因是刨煤机对地质条件要求苛刻，特别是在工作面底板不平时会造成“飘刀”或“啃底”，煤层中出现夹石的情况下刨煤机易断链，出现打刨刀和刨链断链事故，所以刨煤机不能刨石头，过断层必须搬家，受煤层变化

和顶底板起伏不平影响时，工作面不能实现自动化生产。同时设备配件昂贵，生产成本高。

朱家店煤矿技术管理水平与大型煤炭集团公司相比稍有差距，采用刨煤机风险较大。

3、地质条件

刨煤机适用于煤层赋存稳定、厚度变化不大（煤层厚度1.3-1.5m时最佳），工作面无断层、陷落柱等构造，煤层中夹矸少、硬度小，煤层顶底板岩石稳定的地质条件。

朱家店煤矿在建设过程中，随着4号煤层的逐步揭露，地质条件趋于复杂，根据矿方提供的实测资料，在4号煤辅助运输巷掘进过程中（约1000m）已揭露8条小断层，由此可判断，采区内小型断裂构造较发育。4号煤层厚度变化较大，由此分析，该矿4号煤层不适合使用刨煤机开采。

4、滚筒式采煤机的薄和极薄煤层综采工艺对煤层赋存条件适应性较好，可适应各种不稳定复杂条件下的极薄、薄及中厚煤层的开采。如构造较复杂、煤层中夹矸较多时，可采取加大采煤机功率的方式正常生产。

5、根据山西省煤炭地质公司于2004年1月编制的《山西省吕梁地区朱家店煤矿生产矿井地质报告》，本矿4号煤层位于山西组中下部，厚度0—2.28m，平均0.97m，结构简单，偶含1层0.05-0.10m左右的夹矸，倾角一般在10°左右，局部达到23°（井田西南部），煤质为焦煤，井田内已发现十几条断层，最大的为朱家店断层，落差80m，在井田西南边界附近通过，其余落差2-30m。尚未发现陷落柱，无岩浆影响。井田构造属简单类。

通过以上分析，结合实际揭露的地质条件，设计认为本矿4号煤层在煤层倾角、地质构造方面不具备实施刨煤机的条件。采用国内目前技术相对成熟的薄煤层综采工艺更为稳妥。

（三）修改后方案

1、主要设备

本次设计工作面采高范围1.1-2.2m，生产能力按0.61Mt/a计算（详见通风章节）。

（1）设计选用MG320/710-WD型采煤机，其主要参数如下：

总装机功率：710kW；

采高：1.1～2.2m；

截深：630/800mm；

牵引方式：电牵引；

牵引速度：0～6；

电压：1140V；

重量：21t。

其主要技术参数见表2-1-1。

表2-1-1 采煤机技术特征表

型号采高(m) 电机功率(kW) 滚筒直径(m) 截深(mm) 适应倾角

(°)

机面高度

(mm)

重量

(t)

MG320/710-WD 1.1-2.2 710 900 630/800 ≤35°950 21 （2）工作面可弯曲刮板输送机

工作面刮板输送机选择与采煤机配套的SGZ730/2×200刮板输送机，其主要技术参数见表2-1-2。

表2-1-2 刮板输送机技术特征表

型号铺设长度

(m)

输送能力

(t/h)

卸载

方式

牵引

方式

电机功

率(kW)

链型备注

SGZ730/2×200 120 750 端卸销轨2×200 中双链（3）顺槽可伸缩胶带输送机

选择DSJ100/75/2×250型可伸缩胶带输送机即能满足要求，主要技术参数见表2-1-3。

表2-1-3 可伸缩胶带输送机技术特征表

型号输送能力

(t/h)

输送长度

(m)

带速

(m/s)

带宽

(mm)

电机功率

(kW)

电压等级

(V)

DSJ100/75/2×250 950 1275 2.0 1000 2×250 660/1140 （4）工作面顶板管理方式及液压支架选型

液压支架的阻力是支架设计中最基本的参数，支架所有结构的强度都由此决

定。设计采用“估算法”计算液压支架工作阻力。

估算法首先考虑支撑冒落带岩层的重量。

P＝9.8Sr∑hcosa

式中：P――支架承受的荷载，kN；