井下煤矸分离技术在含夹石煤层开采中的应用
含夹矸薄煤层安全、高效
5. 保护支柱 由于采用挡煤板封闭放炮，杜绝了 夹矸、煤块对支柱冲击的损坏。 6. 为含夹矸薄煤层机械化探索一条新 路子 总之“一铲二挡”的成功应用，是北 宿矿采煤史上的一次革命，史无前例 地改善了薄煤层矿井采煤工人的劳动 环境，极大地促进了安全生产，给北 宿煤矿实现年产110万吨及60万吨采 煤工作面奠定了坚实的基础。同时也 为同类型矿井探索出一条高产高效的 新路子。
1．2 二挡的安装 第二块挡煤板和第一块挡煤板一 一对应，第二块挡煤板是通过锚链 附设在第一块挡煤板的采空区侧， 并用“锁板”将其固定在任意高度， 二挡可利用锁板沿锚链自由移动， 起到升降的目的。当二挡达到预定 高度后，利用锁板旋转锁住二挡。 工作面放炮完毕后，用相同的方式 降低二挡到合适位置，操作方便可 靠（附挡煤板挡装示意图）。
四、挡煤板的安装与操作
1．1 一挡的安装 挡煤板和护管架必须是铰接，第一块 挡煤板的下边沿与溜子的护管架用连 接环牢固地铰接在一起，这种连接方 式既能使一挡和工作面溜槽一体化， 牢固耐用，起到随机前移的作用，又 能使挡煤板只能向采空区方向倾斜而 不能倒向煤壁侧，防止响炮时挡煤板 挡不住煤或被刮板运输机拉坏。一节 溜子一块挡煤板。5节溜子留一 700mm以上的出口。
含夹矸薄煤层安全、高效的 关键技术
汪理全 教授
兖矿集团北宿煤矿是全国非常有 代表性的薄煤层现代化矿井，它不 仅煤层薄（０.9m），而且煤层内 赋含坚硬的硫化铁结核（普氏系数 高达11），正是由于这种坚硬的 硫化铁结核，使得割煤机、刨煤机 等现代化机械和新工艺无能为力。
几十年来，我矿一直采用打眼、装 药、放炮、人工装煤的落后工序。 人工劳动强度大，安全可靠性差， 效率低、成本高、产量低。随着对 采煤工作面各道工序认识的深化， 总结出：在不改变放炮落煤工序的 前提下，利用关键技术，探索有效 途径，优化工序，同样可以建设含 夹矸薄煤层高产高效矿井。
煤矸分离系统在煤矿中的应用
２．３锚索 钢 梁能 充分发 挥岩 体 的 自身 承载 能 力，锚索 在安 装时 能
统。该技 术处理能 力比较 大，系统 比较 简单 ，能够直接 处理 原煤主运 输 系 以 较 大 的预 应 力对岩 体 施加 压力 ，并传 递 主体 结 构 的支 护应 至 深
统 矸石 。
部 稳 定 岩层 。在 预应 力 的作用 下，围岩 产生 压缩 ，在 锚 索的 弹性 压 缩
５０ｋＷ，每天 运行１２ｈ，每 年耗 电２１．６万ｋｗｈ，运行 电费为ｌ２．９６万 元。
２．１施 工工艺 ：由于 巷道 最 大 断面 ｌＯＯｍ ，巷道 高 １０．５米 ，宽 １０．２
本 项 目实 施后 可 以 长 期 为矿 井 服 务 ，其 综 合 经 济 效 益 为 ：３５．２
米 。为了加 快大 断 面岩 巷快 速 掘 进 ，采 用正 台阶法 施 工 ，台 阶工作面施 ＋１２＋２８０－１２．９６＝３１５．２４万元／年。
煤矿 的实 际情 况 ，经 综 合研 究决 定在 主运 输 系统 中建立 煤 矸 分离 系
统 。根 据 煤 矸分 离 系统 方案 ，对三 水 平井 底 ２＃煤 仓上 口系统 进 行 改
４ 煤 矸 分离系 统解 决 问题
造 ，新 施工６３８ｍ的煤矸 分离设备 安 装硐 室和矸 石仓 。
４．１将 煤 炭和 矸 石在 煤 矿 井下分离 ，煤 炭运 输 到地 面 ，矸 石不 出
奏藿 环
煤矸分离系统在煤矿 中的应用
付振祥 龙煤 集团鹤岗分公司益新煤矿 黑龙江鹤 岗 １ ５４１ ０７
【摘 要】本文阐述煤矸分离系统大断面的施工工艺与分离筛分 个 锚 固药 卷时 ，眼底 用快速锚 固剂 ，外 侧使用 中速锚 固剂 。
井下煤矸分离技术在含夹石煤层开采中的应用
（ ４ ） 电压 ： ３ ８ ０ ／ ６ ６ ０ Ｖ。
（ ２ ） 水选 ： 是 用一种设 备 ， 利用煤 与矸 石 的密度不
中间含 有一层 ０ ． ４ ０ ｍ 的煤矸 石 ， 硬度 ｆ ＝３ ， 倾角 １ ２ 。 。 采 区内各 工作 面采 用综 合机械 化采煤 ， 各采 煤工 作面 均采 用走 向长壁 后退式 采煤 法开 采。采煤 机割 煤 ， 装 煤， 刮板输送 机运煤 ， 液压 支架 支护顶板 ； 双滚 筒 采煤 机 自开缺 口， 煤机 采用端 头斜 切进 刀方式 。吃刀 距离 不小 于 ２ ０ ｍ， 采煤机上 （ 下） 行 割煤 ， 往返一 次进 两刀 ， 双 向割煤 ； 工 作面月产 ３ ． ５～ ５ ． ０万 ｔ 。
备 中。在分离设备作 用 下 ， 冲击锤 以事先 设定好 的速 度， 对煤矸打击 ， 使 煤被 打碎 ， 而矸石 不被 打碎 。被 打 碎 的小 于 ５ ０ ｍ ｍ 的煤掉 入筛下 进入带 式输送机 ， 大 于 ５ ０ ｍ ｍ的煤 以及矸石则进入第二级煤矸分离设备 ， 按同 样原理 ， 进行第二次分离 ， 最后筛 上矸石 进入横 向带式
同， 靠水 的浮力分离煤与矸石 。其设备 昂贵 ， 工 艺复杂 ， 水资源浪费和污染环境 ， 所需场地大 ， 煤泥水处理 困难。 （ ３ ） 风选 ： 也是用 一种设备 ， 利用煤 与矸 石 的密度
不同， 靠风 的浮力分离 出煤 与矸石 。其投资 大 、 占地面
积大外 ， 灰尘 污染环 境 ， 处理效果不 理想 。
15厚夹矸极薄煤层开采中的使用与效果分析
MG100-TP型爬底板采煤机在大峪沟煤业集团公司一1煤厚夹矸极薄煤层开采中的使用与效果阐发内容摘要：河南大峪沟煤业集团有限责任公司炭煤矿一1煤层开采活动进入深部区域时，煤层，操纵炮采工艺，开采困难且煤质无法包管。
经考察和开采实践，使用MG100-TP型单滚筒爬底板采煤机割煤与炮采相结合的采煤工艺，主要材料消耗明显下降、作业环境明显改善、劳动强度明显降低、安然办理更加有利、块煤比率有效增加、煤炭质量有所提高，总体效果显著。
一、一1煤厚夹矸极薄煤层现状河南大峪沟煤业集团有限责任公司炭煤矿〔原郑州市大峪沟矿务局三号井〕始建于1958年，开采一1煤层，至今已有50多年的历史。
炭煤矿一1煤赋存于太原群底部，L1～L2灰岩为其直接顶板，本溪组铝土质泥岩为其直接底板，产状呈宽缓褶曲的单斜构造，平均倾角为10°，遍及含一层夹矸。
随着矿井开采逐渐向深部延伸，夹矸随之变厚，煤层明显分为上、下两个分层，上分层厚度为0.25～0.40m，下分层为0.38～0.55m，两层煤之间。
该矿井一直采用传统的长壁撤退退却式炮采工艺，按照煤层赋存和厚夹矸情况，采用炮采工艺单独开采上分层或下分层，由于煤层极薄，开采困难；如果采用炮采工艺一次将上、下分层的煤和厚夹矸同时采出，矸石崩碎后，煤炭质量难以包管，出产成本高，效率低，效益差。
探索和实现机械化开采是独一的出路。
二、MG100-TP型采煤机的引进集团公司针对—1煤开采煤层薄、夹矸厚、出产难度不竭加大的实际，通过各种途径寻找关于薄煤层机械化开采的新技术、新工艺，先后引进了截煤机、耙装机、侧卸式装载机，并能顺利投入使用，积极走出产技术创新路子，着眼采煤新技术，组织出产技术人员到外地进行考察，斗胆引进薄煤层采煤机开采新技术。
2021年11月份，得到重庆永荣机械制造有限责任公司出产一种极薄煤层采煤机的信息后，集团公司组织安然、出产、技术人员一行六人到重庆永荣煤业集团公司韦家沟煤矿进行实地考察，韦家沟煤矿煤层赋存平均厚度，煤层倾角8-15°，井下共安插4个采煤工作面，3个掘进面，年出产能力40万吨。
含坚硬夹矸薄煤层开采技术的研究与应用
８ ｌ １ Ｏ 工作 面在掘进 过程 中， 两顺 槽巷及切 巷均采用见顶起 底 的方 式掘进 ， 其煤层情 况如下图所示 ：
Ｌ
、
ｅ
ｊ
； ； ｉ 。 ． 匏 。 ． ｚ ｓ 茸 目
Ｕ Ｌ Ｊ Ｕ Ｌ 、 ｊ
从上 图可 以看 出 ， 夹矸厚且分布于煤层 的中上部 ， 这些 因素增加 了 综采机械 化的难度 。因此 ， 在成 套装备 的适应 性 、 采煤机 的截割能 力 、 截割方式 以及采煤工艺等诸多方面 尚需做进一步研究 。 在开采过程 中， 当夹石厚度大于 ４ ０ ｅ ａ 以上时我们采用托夹矸 开采 ｒ 的采煤方法 ， 托夹矸开采有如下优点 ： ① 减少劣质 沙岩 的开采 ， 避免 了工作面 因开采 大量岩石 对采煤机
大同煤矿集 团四老沟矿 由于开采时间长 ， 可采储量 不断减少 ， 煤炭 资源 回收难度加 大 ， 特别是针对 薄煤层 ， 采 掘难度 大 ， 产量低 ， 成本高 ， 作业 环境艰苦 。要想真 正提高薄煤层产量 ， 必须加大科技投 入 ， 更新先 进设 备 ， 把一线职工从繁重 的体力劳动 中解放 出来 。 据地 质勘探， 该矿薄煤层工业 储量 占矿井工 业储量 的７ ０ ％， 煤 层大 多在 ０ ． ８ 米 ～１ ． ２ 米之 间 ， 地质条 件复杂 ， 开采难度 大。我 矿要生存 ， 要 发展， 必 须攻克 薄煤层 开采难关 。到 ２ ０ １ １ 年底 ， 保 有薄煤 层地质储 量 ９ ６ ． ９ 万吨， 现有 的采 煤机械及采煤 方法 ， 不适合 开采 ０ ． ８ 米 １ ． ２ 米 之间 的煤层 ， 这样 既加紧了接替紧张的矛盾 ， 也大大缩短 了矿井服务年 限。 该矿可 采的薄煤层 主要 分布于 ３ ０ １ 盘 区， ３ ０ １ 盘 区薄煤层工作 面煤 层特点 ： 最小 煤层厚度 ０ ＿ ８ 米， 最大厚 度 １ ． ２ 米； 煤 层中均含有坚硬夹矸 ， 硬夹矸普 氏系数 ｆ 值 高达６ ， 且 分布广泛 、 不规则 、 体积大。 按照 现在使用 的综采设备 不能 回采含 坚硬夹矸 薄煤层 ， 将造成资 源损失 ， 如采用单体 液压支柱配合炮采工艺安全 管理难 度大 ， 如采用薄 煤层综合机械化采 煤工艺 ， 将盘活该矿薄煤层 ９ ６ ． ９ 万吨 ， 能提高资源 回 采率 ， 意义重大 。 针对本矿存在 的上述 问题 ， 经多方论证后 ， 决定从 改革 采煤方法人 手， 解决发展 中面临的严 峻问题。学 习和借鉴 国有大矿成 功的经验 ， 在 资金 紧张的情 况下 ， 筹集 资金上 马一套 薄煤层综 采设 备 ， 经 过紧 张筹 备， 薄煤层综采设 备于 ２ ０ １ １ 年ｌ ２ 月在 ｌ ４ 层 ３ ０ １ 盘 区８ １ １ Ｏ 工作 面投人 生产。 前期准备 ： （ １ ） ８ １ １ ０ 工作 面地质条件 ： 煤厚 ０ ． ８ ５ ～１ ． ２ ｍ ， 煤层普 遍含一层坚 硬夹 矸， 夹矸 为细 砂岩， 厚度 Ｏ ． ３ ～ Ｏ ． ８ ｍ ， 坚硬 、 致 密； 直接 顶为灰 白色粗砂 岩， 厚度 ３ ． ９ ～５ ． ２ ｍ ， 结构松 散； 老顶为灰白色中粗砂 岩， 厚度大于 １ ０ ｍ ， 直接底 为灰 色细砂岩。工作面工业储量 １ ６ ． ３ ４ 万吨， 可采储量 １ ５ ． ２ ９ 万吨 。 ｆ ２ ） 工作面参数 ： 工作面走 向长度 ８ １ ０ ｍ， 倾斜长度 １ ０ ３ ｍ 。 （ ３ ） 主要设备选择 ： 采 煤 机 采 用 ＭＧ ２ ０ ０ ／ ４ ４ ８ 一 Ｂ ＷＤ型 双滚 筒 采 煤 机， 适应采高 ０ ． ９ ～ １ ． ６ ｍ ， 滚 筒 直径 为 １ ０ ０ ０ ｍ ｍ ， 卧底 量 １ ５ ０ ａ ｒ ｍ， 截深 ： ６ ３ ０ ａ ｒ ｍ， 装 机总 功率 ：
下分层采煤工作面托夹矸回采技术研究运用
下分层采煤工作面托夹矸回采技术研究运用【摘要】下分层开采和上分层开采相比较，最显著的特征是矿山压力大，顶板破碎，顶板管理难度大，通过研究采用托夹矸回采技术，为下分层工作面实现安全生产、高产高效、质量达标积累了一定的经验。
【关键词】下分层；综采工作面；托夹矸回采平煤股份一矿二水平戊一采区，工作面都已进入下分层开采，下分层开采和上分层开采相比较，最显著的特征是矿山压力大，顶板破碎，顶板管理难度大。
回采时工作面容易出现片帮冒顶，需采取顶板铺金属网、上顺山大板等控顶措施。
这样不仅导致煤炭产量低，而且消耗了大量的生产物料，给煤质也造成了极大影响。
因此，我们针对戊9—0—21210工作面戊组煤层的地质特征，采用托戊9、10夹矸回采技术，对防止冒顶事故发生，保证安全生产、提高煤炭产量和质量，促进采煤工作面质量标准化达标，更有效的提高经济效益。
1 采煤工作面基本情况概述戊9—0—21210工作面位于二水平戊一采区下部东翼，西起二水平戊一暗斜井，东至十矿边界，南为戊8—0—21191、21192采空区，北为丁戊三运输大巷及牛庄逆断层，其上分层戊8—21210采面已回采。
工作面所采煤层为戊9、戊10煤层，戊8及戊9煤上部已采完，戊9煤层剩余0.6～2.0m，平均厚度1.0m，戊10煤厚2.5 ～5.4m，平均3.2m。
戊9戊10煤层中间有一层夹矸，灰色泥岩，厚度0.2～4.5m，平均1.2m。
煤层倾角4—12°，平均7°，采用ZY5000—18/38型液压支架支护顶板。
工作面设计采长180m，采高3.2m，可采走向长度2050m，储量163万t。
2 戊90—21210回采工作面托戊9—0夹矸回采技术应用情况戊90—21210采煤工作面于2011年6月份开始生产，按照正常的回采工艺，下分层工作面应沿锈结假顶回采，但由于上分层砂岩顶板锈结差，极易发生片帮冒顶现象，我们采用工作面支架顶梁全部铺金属网、上顺山大板等措施控制顶板。
煤矸分离系统在煤矿中的应用
煤矸分离系统在煤矿中的应用[摘要]本文阐述煤矸分离系统大断面的施工工艺与分离筛分离技术将原煤中的大块矸石分离出来，大块矸石经破碎后进入矸石运输系统。
该技术处理能力比较大，系统比较简单，能够直接处理原煤主运输系统矸石。
【关键词】煤矸分离；大断面；台阶法前言在传统的煤炭开采系统中，井下开采出来的矸石与煤炭通过原煤运输系统运至地面洗选厂洗选，分选后的煤矸石堆积成山，占用土地，造成污染环境。
鹤岗矿业集团以科学发展观统领全局，紧紧围绕“转方式、调结构”这条主线，以建设资源节约型、环境友好型矿区为目标，运用循环经济和低碳经济的发展思路，针对老矿井生产环节多、原煤含矸率高的生产实际，在矿井“煤矸分离”节能技术研究中探索出了一条提高矿井原煤质量、实现“绿色开采”的节能减排新思路。
1、工程概况益新煤矿三水平是矿井现阶段主产煤水平，年产量130万吨，随之带来的是大量矸石。
根据对国内外矸石分离技术的了解，结合益新煤矿的实际情况，经综合研究决定在主运输系统中建立煤矸分离系统。
根据煤矸分离系统方案，对三水平井底2#煤仓上口系统进行改造，新施工638m的煤矸分离设备安装硐室和矸石仓。
2、施工工艺由于该巷道断面大（最大断面100m2），服务年限长，正确选择它的支护方式及施工工艺，就保证了它将来的安全使用。
2.1施工工艺：由于巷道最大断面100m2，巷道高10.5米，宽10.2米。
为了加快大断面岩巷快速掘进，采用正台阶法施工，台阶工作面施工法就是将掘进工作面分成3个分层（每个分层的高度为3.5m），上台阶为巷道拱形部分，下台阶为巷道直墙部分，下台阶滞后上台阶约5m，上下台阶最大限度的平行作业，一次成巷加快了巷道掘进速度。
在施工不同断面硐室及巷道衔接处时，采取流线型造型，保证了风流可以正常通过，解决了不同断面硐室衔接处上隅角容易积聚瓦斯的问题，确保了硐室投入使用后的安全。
2.2支护形式：一梁三索、锚杆、挂网喷碹支护。
锚梁排距为1.0m、锚索梁选择长7米32Ｕ型钢加工成拱形梁，每根梁打3根锚索。
井下煤矸分离技术在矿山开采中的应用研究
·产品与市场·修稿日期：2012－12－07作者简介：杨晓成（1982-），中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院采矿工程硕士研究生。
阳泉煤业（集团）有限责任公司技术中心采矿研究所所长。
主要从事煤矿生产技术开发与管理。
0引言传统的煤矸分离方式为井下原煤直接提升至地面，经洗煤厂重介洗选后，分选出的煤矸石运至矸石山存放。
矸石山的堆积不但占用了大量土地，而且严重污染周边环境。
原煤中含有大量夹矸，降低了矿井提升系统能力，造成不必要的能源消耗。
井下煤矸分离技术使原煤在井下直接进行分选，排除的矸石不升井、就地充填，既节省了矸石从井下到地面的提升费用，提高立井提升煤炭能力，又可提高原煤质量，降低吨煤能耗，从根本上解决矸石地面排放难题。
本文在研究动筛跳汰选煤理论及工作原理的基础上，对井下煤矸分离系统及工艺进行了设计，并针对该技术在阳煤某矿的成功应用进行效果评估，为井下煤矸分离技术的推广应用提供了理论依据与经验借鉴。
1矿井概况山西阳煤集团某矿矿井采用立井开拓、多绳摩擦提升。
13采区设计生产能力为1.5Mt/a ，煤层厚度2.37~3.71m ，平均2.92m ，工作面采用走向长壁综合机械化采煤法，设计可采储量5249万t 。
原煤含矸率为5%~10%，平均8%，含矸量较高。
该矿目前共有五个工作面同时生产，矿井生产能力可达8.0Mt 以上，立井提升能力制约了产量进一步提高。
该矿地表堆积有五处大型矸石山，污染环境，严重影响附近居民生活。
为提高立井煤炭提升运输能力，同时减少矸石地面排放，在13采区设计采用井下煤矸分离系统，使矸石不出井、就地充填。
2动筛跳汰选煤理论研究利用动筛跳汰选煤最显著的特点是依据其煤与矸石密度差异，在动筛筛体上下往复运动过程中，使煤矸组成的床层随之松散，在周期性松散中使物料分层。
颗粒脱离筛面后，在水介质中沉降，颗粒的运动微分方程（假定颗粒向下运动方向为正）为：Application of Coal-gangue Separation Technology in Coal MineYANG Xiao-Cheng 1,YANG Qing-Hua 2，LV Lin-Ya 3,ZHAO Xue-Yi 2（1.China University of Mining and Technology （Beijing ）,Beijing 100083，China ；2.Beijing CUMT Energy and Security Science Co.,Ltd.,Beijing 100083，China ；3.Hebei United University,Tangshan Hebei 063000，China ）Abstract:According to the problems of lifting and transportation system of energy waste caused by large amount of coal gangue and envi -ronment pollution caused by gangue ground discharge,the paper based on the coal gangue separation system from the theory and the princi -ple of work study designs the process system and assesses the successful implementation of coal gangue separation technology.Key words:jig coal preparation ；coal-gangue separation ；green mining井下煤矸分离技术在矿山开采中的应用研究杨晓成1，杨庆华2，吕琳亚3，赵学义2（1.中国矿业大学（北京），北京100083；2.北京矿大能源安全科技有限公司，北京100083；3.河北联合大学，河北唐山063000）摘要：针对原煤含矸量大，造成提升与运输系统能源浪费、矸石在地面排放污染环境等问题，论文对井下煤矸分离系统从理论和工作原理上进行了研究，对系统工艺进行了设计，并对实施井下煤矸分离技术所取得的效果进行了评估。
井下煤矸分离技术在含夹石煤层开采中的应用
井下煤矸分离技术在含夹石煤层开采中的应用文章介绍了某矿业公司在-350m 水平十五层二采区开采过程中，利用井下煤矸分离设备成功分离煤与夹石技术研究及使用效果，提出了井下实施煤矸分离的技术要点和技术措施，为含夹石煤层开采中采用煤与矸石分离的开采技术应用提供了宝贵的经验。
标签：井下煤矸分离设备创新点效益煤炭开采时，若煤中矸石含量较大，应采用机械的方式，在井下预先清除矸石，这对于解放劳动力，提高产品的质量、减少环境污染等具有重要意义。
1煤层开采的地质、技术条件某矿煤层顶板为泥灰岩，厚度0. 24 ～0. 75m，平均0. 53m，自然状态下抗压强度72. 91 ～94. 96MPa，平均83. 99MPa，与间接顶板泥岩、粉砂岩可构成稳定至坚硬顶板；底板为深灰色粉砂岩、个别为粘土岩、细砂岩，自然状态下抗压强度平均71. 83MPa；煤层厚度 1. 55m，煤层硬度 f = 1. 2，容重 1. 40t/m3，煤层中间含有一层0. 40m 的煤矸石，硬度f = 3，倾角12°。
采区内各工作面采用综合机械化采煤，各采煤工作面均采用走向长壁后退式采煤法开采。
采煤机割煤，装煤，刮板输送机运煤，液压支架支护顶板；双滚筒采煤机自开缺口，煤机采用端头斜切进刀方式。
吃刀距离不小于20m，采煤机上（下）行割煤，往返一次进两刀，双向割煤；工作面月产3. 5 ～5. 0 万t。
2煤矸分离常用方法（1）人工手选：是用人眼看，用手从带式输送机上混合煤中捡出大块矸石。
其工作条件十分艰苦、效率低，易造成误选、漏选，安全隐患大。
（2）水选：是用一种设备，利用煤与矸石的密度不同，靠水的浮力分离煤与矸石。
其设备昂贵，工艺复杂，水资源浪费和污染环境，所需场地大，煤泥水处理困难。
（3）风选：也是用一种设备，利用煤与矸石的密度不同，靠风的浮力分离出煤与矸石。
其投资大、占地面积大外，灰尘污染环境，处理效果不理想。
（4）伽马射线煤矸分选机：采用伽马射线识别煤和矸石，根据伽马射线在煤和矸石中的衰减量不同产生不同的电信号，通过电信号的反馈控制执行机构，执行机构改变矸石的运动轨迹，从而达到煤矸分离的目的。
厚煤层分层开采托夹矸技术实践与探讨
厚煤层分层开采托夹矸技术实践与探讨科技信息0.引言厚煤层含夹矸开采严重影响了矿井的回采率,给矿井带来了巨大的安全隐患[1-2]，特别是对于分层开采过程中，冒顶事故频发，极大威胁了工人安全和矿井生产效率，一直是综采工作面所面临的重大难题[3-4]。
基于此，笔者针对平煤一矿综采工作面厚煤层分层开采处理夹矸的技术问题进行研究分析，采取相应的处理措施，以期保证矿井安全高效回采。
1.工作面概况平煤一矿设计生产能力480万t/a 。
其主采戊组(戊8、戊9、戊10)和丁组(丁6)煤层，目前工作面主要集中在二水平戊一、戊二采区下部和三水平丁一、丁二、戊一采区。
二水平戊一采区采用分层开采，上分层已开采完毕，下分层工作面的戊9和戊10煤层合并开采，煤层厚度2.6~3.6m ，开采条件相对较好，但矿压显现明显。
工作面回采工艺采用走向长壁后退式综合机械化，全部垮落法管理顶板。
二水平戊一采区的戊8、戊9、戊10合层煤厚6.3m ，其中戊8煤层厚度2.0~2.7m ，平均2.3m ，上部为块状，下部为碎末状，普氏系数f=1~1.5；戊9煤层厚度0.9~1.5m ，平均1.2m ，碎末状，松软，普氏系数f=0.5~1；戊10煤层厚度2.1~3.4m ，平均2.8m ，多为块状，普氏系数f=1~1.5；戊8和戊9煤层夹矸0.1~0.6m ，平均0.4m ；戊9和戊10夹矸0.2~0.6m ，平均0.4m ，夹矸为泥岩，普氏系数f=2。
分层开采，上分层已回采，由于受支架及回采技术的限制，采上分层时采高只能控制在3m 左右，主采戊8或戊8、戊9合层的一部分；剩余下分层（戊9和戊10煤层的合层）煤厚平均3.5m ，顶板为再生假顶，底板为砂质泥岩。
由于在进行上分层开采时，未对采空区进行洒水、注浆和工作面联网措施，而且上分层顶板的白砂岩不宜锈结，导致下分层（以下简称戊90煤层）回采时偏帮、冒顶等动力事故频繁发生，尤其是端头过渡区顶板极易破碎，造成工作面割煤时间加长，工作面回采效率较低，并且导致夹矸进入[5-6]；工作面割煤过程中夹杂矸石，导致煤炭含矸率较高，给该矿煤质造成极大影响。
含硬夹矸厚煤层一次采全高综放开采实践
东滩煤矿 １ ３ ０ ２综 放 工 作 面位 于 矿 井 的东 翼 一 采 区， 其煤层 中含 有两 层 夹矸 ， 且 两 层 夹矸 的厚 度 均 小 于 ０ ． ７ ｍ， 适 合于 ３上 和 ３下 煤 的 同时 回采 ， 但 要 实现 同时 回采 ， 则 面临煤 层 中所 含硬 夹 矸 带来 的一 系列 困难 ； 针 对采 场 的实 际条件 ， 通 过 配置 大 功 率设 备 ， 优 化 回采 工 艺和工序 组织 ， 严格 技 术 管理 和过 程控 制 ， 保 证 了工 作 面 的正 常推进 ， 并 在含硬 夹矸 厚煤层 一 次采全 高综放 开 采 实践取 得 了较好 的效 果 。 １工作 面地 质条 件及设 备配 套
～ 一
５ ０ ０ｍ。
１ ． ２工作 面地 质条件 工作 面所采 煤层 为 山西组 ３煤 、 ３上 煤 ， ３煤厚 层块
状， 内生 裂 隙 发 育 ， 分 又合 并 ， 结构复杂 ； 其 中 ３上 与 ３ 下煤 之 间的夹矸 厚 度达 ０ ． ５ ｍ， 夹 矸较硬 ； ３下煤 层局 部 分叉 为 ３下 １ 、 ３下 ２ ， ３下 １层 位较 稳 定 ， ３下 ２层 位 不 稳定 ， 厚度 变化 大 ， ３下 １与 ３下 ２煤 之 间含 有 一 层 赋 存 不稳定 的夹 矸 ， 夹 矸厚 度在 ０ ． ３～２ ｍ 之 间 变化 ， 且 较 硬； 两层 夹矸对 工作 面 回采都 有 较 大影 响 ； 工作 面 东 部 回采 ３煤 合并 层 （ 走 向长 １ ４ ７ ５ ． ８ ８ ｍ） ， 西 部 回采 煤 层 ３ 上煤 （ 走 向长 ４ ０ １ ． ５ ０ ｍ） ， 煤层 倾 角 ０ 。 ～１ ５ 。 ， 平均 ６ 。 。 ２含硬 夹矸 厚煤层 的 开采 实践 ２ ． １工作 面 由于煤层赋 存 条件 引起 的 困难 （ １ ） 工作 面夹矸 比较 硬 ， 影 响煤 机稳 定运 行 ； （ ２ ） ｌ Ｔ作 面夹矸 厚 ， 造成截 割 后矸石 块度 大 ； （ ３ ） ３下 ２煤 层 不 稳 定 ， 造 成 工作 面 的截 割 层位 难 以掌握 ； （ ４ ） 工作 面夹矸 将 煤层分 层 ， ３上 煤不 容易 放 落 ， 后 部 放煤 困难 。
井下机械式煤矸分离系统研究及应用
井下机械式煤矸分离系统研究及应用伍永红【摘要】随着近年煤炭价格的下滑,煤炭销售和货款回收困难,市场对煤炭质量也提出了更高的要求.由于井下煤层赋存条件的客观存在,部分工作面煤层夹矸厚,对煤质影响大,且采用综采机械化开采后,矸石直径大对原煤运输系统造成了一定影响,极容易超成运输机械设备损坏,同时在倾斜井巷运输时,大块矸石易下滑、滚落,对安全造成了不利影响.由于井下巷道限制,无法安装和运输大型的震动筛分设备,也不能安装相对固定的永久设备,因此如何在运输机巷设计一套简单有效,同时投入少的机械式煤矸分离系统显得十分必要.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2017(000)030【总页数】2页(P87-88)【关键词】井下;机械式;煤矸分离【作者】伍永红【作者单位】四川达竹煤电集团有限责任公司铁山南煤矿,四川达州 635024【正文语种】中文铁山南煤矿-4211（26）采煤工作面位于西翼-421采区以北的第一个工作面，平均走向长度410m，倾斜长度102m，煤层倾角为39°～45°，平均倾角为42°左右，属于急倾斜煤层。
机风巷共揭露出2条断层，对工作面回采和煤质会造成一定影响。
煤层厚度2.2～0.96m之间，平均煤层1.7m之间，夹一至二层夹矸，厚0.35～1m，工作面煤层变化较大。
该项目主要研究内容有以下几点：2.1 在工作面机巷有限的空间内合理布置机械设备，使系统顺畅不影响安全和生产。
2.2 电动振动筛型号的选择，既要满足生产需要，其外形尺寸又要满足井下巷道运输要求。
2.3 振动筛筛孔尺寸的大小的设计，和振动筛改进。
根据现有可选择的振动筛其强度基本无法满足大块矸石的冲击，因此需要对其进行加强改造。
2.4 选矸皮带的设计，为提高选矸人员的安全性，同时保证能将矸石全部装入矿车，因此需要设计一条速度适宜的带式输送机。
2.5 卸矸、装车点的设置和对人员的保护。
a.根据-4211（26）机巷及-421一甩运输巷现场实际位置关系和井下巷道实际情况，选择将振动筛布置在一甩回风巷口至一甩下车场巷道口之间。
煤矿薄煤层托夹矸的高效开采技术的应用
选 择 等 问题 。ｏ
１ ０ ８
作者 简介： 刘永强（ １ ９ ６ ５ 一 ） ， 男， 甘肃通 渭人 ， 甘 肃靖远 煤
电股份有限公 司王家山煤矿矿压防治部部长 ， 采煤工程 师； 牛
预测 。
人 劳动强度 ，提 高薄煤 层采 出率 ，具有 重要 的指导
意义并 取得 了突破进 展 。 （ １ ）通 过 采煤 工 艺 性评 价 结合 煤 层 开采 条件
军 城煤矿 ３ １ ２ ０ ３ 综采 工作 面 开采 的 主力 煤层 为 １ ２ 下 煤 ，为较 稳定煤层 ，煤层均 厚 １ ． ４ ５ ｍ ，无 结核 ， 局 部含一 层夹矸 ，夹矸 岩性 为砂质 泥岩 ，厚度 一般
８ 条 ，断层 落差 为 １ ． ５ ～６ ｍ 。 以前 多采用 炮采 和高 档 普采 两种 开采 方式 ，这样 的采 法存 在较 多 的弊端 ： 产 量 低 、 工 人 劳动 强度 大 、 回采 率 低 、 回采 成 本 高、工作面 顶板管 理难度大 等 。
表 １ 采 煤机技 术特征表
晓明（ １ ９ ７ ２ －） ， 女， 甘肃通渭人 ， 甘肃靖远煤 电股份有限公司王
家 山煤 矿 机 电工程 师 。
（ 责任 编辑 ： 刘
晶）
为０ ． ０ ５ ｍ 。本工 作 面 采 用 综合 机 械 化采 煤 ，ｌ ２ 下 煤 采高１ ． ０ ～１ ． ５ ｍ ，本工 作 面掘 进过 程 中新 揭露 断 层
显 著 。下面 以三 采区 ３ １ ２ ０ ３ 工 作面 为例 ，阐述 １ ２ 下 煤 煤层 机械采煤 的一些优 点 。
综采工作面托夹石开采技术应用
综采工作面托夹石开采技术应用摘要：林西矿0093下工作面采用托夹石开采技术，有效的提高了煤炭质量，最大限度的回收了煤炭资源，缓解了工作面衔接紧张的局面，同时减少了采煤机、输送机等机电设备的损坏及采煤机刀齿的投入，提高了安全生产系数，具有较高的经济效益和社会效益，为林西矿相似地质条件下托夹石开采提供经验。
关键词：综采工作面托夹石开采技术措施唐山开滦林西矿业有限公司是一个国有独资企业，始建于1879年，1902年正式投入生产，至今已有一百三十多年的历史。
作为一个百年老矿，同样面临着资源枯竭、地质条件变的复杂等问题。
所以在复杂地质条件下最大程度的回收煤炭资源成为林西矿业公司一项重要的技术工作。
林西矿0000采区9煤层赋存条件比较复杂，煤层中含有一至二层厚度不等的夹石，夹石为泥质页岩，厚度为1.0~2.2m,给综采工作面回采带来一定困难。
0093上工作面回采至距停采线150米时遇到夹石，并随工作面推采逐渐变厚，严重影响了回采工作，被迫在距停采线100米时进行了收尾。
0093上工作面的提前收尾造成了大量煤炭资源的浪费，同时导致了回采工作面衔接紧张的局面。
位于0093上工作面下方的0093下工作面地质情况与0093上工作面相似，在回采中也会遇到夹石，为避免重走0093上工作面的老路，决定在0093下工作面采用托夹石开采的方法，有效提高煤炭质量，加快推采速度，解决过夹石过程中机电管理和顶板管理的难度，为林西矿原煤生产及采煤方法的改进做出较大贡献。
Ⅰ、0093下工作面地质情况0093下工作面位于开平主向斜区域，受开平主向斜及F1断层影响，煤层走向和煤层厚度变化较大，煤层厚度2.10~3.50m不见底，平均厚度3.50m，煤层倾角16°~55°，平均24°。
断层附近煤层厚度、倾角有较大变化。
煤层结构复杂，含有一至二层夹石，局部不连续。
工作面回采至距停采线100米时将遇煤层分岔现象，夹石变厚。
含夹矸薄煤层综合机械化开采工艺设计优化及应用
含夹矸薄煤层综合机械化开采工艺设计优化及应用夹矸薄煤层是指煤与岩层、夹矸层紧密相连，当其厚度小于0.8米时称为薄煤层。
夹矸薄煤层综合机械化开采是指使用机械设备开采夹矸薄煤层，实现高效、安全、环保的煤炭采矿。
在夹矸薄煤层综合机械化开采工艺设计中，需要考虑以下几个方面的因素：1.地质条件：夹矸薄煤层的地质条件直接影响采矿工艺的设计。
需要进行地质勘探，确定夹矸薄煤层的厚度、倾角、裂隙等情况，以便选择合适的开采方法和机械设备。
2.采矿工艺：根据夹矸薄煤层的地质条件，选择合适的开采方法。
常用的开采方法包括直接回采法、放顶法和掏槽法等。
在设计工艺中需要考虑开采效率、安全性和对环境的影响。
3.机械设备：选择合适的机械设备对于夹矸薄煤层的开采至关重要。
常用的设备包括煤炭采掘机、矿山输送设备、矿山通风设备等。
需要考虑设备的性能、适应能力和可靠性等因素。
4.安全措施：夹矸薄煤层的开采存在一定的安全风险，需要制定相应的安全措施。
包括对设备的安全性评估、安全操作规程的制定、应急救援预案的制定等。
在夹矸薄煤层综合机械化开采工艺设计优化及应用中，可以采取以下一些措施：1.优化工艺流程：对现有的工艺流程进行优化，减少能耗、提高开采效率。
可以通过改进设备的技术参数、优化排矸系统等方式来实现。
2.应用先进技术：使用先进的技术手段，如机器视觉、智能控制等，提高开采的自动化水平。
通过引入智能化设备，可以实现对夹矸薄煤层的精确控制，提高安全性和效率。
3.加强人员培训：对操作人员进行专业培训，提高他们的技术水平和安全意识。
培训内容包括设备操作技能、安全操作规程、应急处理等。
4.持续改进：对工艺流程进行持续改进，不断优化技术参数和设备运行状态。
同时，定期进行设备维修和保养，确保设备的正常运行。
总之，夹矸薄煤层综合机械化开采工艺设计优化及应用是一个复杂而关键的问题。
通过合理设计工艺流程、选择适应的机械设备和加强人员培训，可以实现夹矸薄煤层的高效、安全、环保开采。
浅谈煤矿薄煤层托夹矸开采技术的应用
浅谈煤矿薄煤层托夹矸开采技术的应用1 概述从2010年5月开始，军城煤矿、山东科技大学联合对大倾角薄煤层综采技术进行了立项研究，本课题主要结合国外在薄煤层开采方面取得的成果，提出合理的薄煤层高产高效开采工艺技术，解决工作面主要设备配套问题，探讨薄煤层综采面矿压显现规律和巷道支护技术，对改善工作环境，减少工人劳动强度，提高薄煤层采出率，具有重要的指导意义并取得了突破进展。
（1）通过采煤工艺性评价结合煤层开采条件的特点及技术要求，有针对性地对评价因素结构、影响因素的隶属函数及影响因素的权重进行适当调整，分析了综采技术的适应性问题，实现了技术研究的理论依据。
（2）通过综采工作面矿压显现规律研究及建立采场结构力学模型、薄煤层采场覆岩运动和顶板破坏规律的模型，准确掌握了回采期间工作面压力显现的规律和影响范围，为工作面支护提供准确的预测。
军城煤矿31203综采工作面开采的主力煤层为12下煤，为较稳定煤层，煤层均厚1.45m，无结核，局部含一层夹矸，夹矸岩性为砂质泥岩，厚度一般为0.05m。
本工作面采用综合机械化采煤，12下煤采高1.0～1.5m，本工作面掘进过程中新揭露断层8条，断层落差为1.5～6m。
以前多采用炮采和高档普采两种开采方式，这样的采法存在较多的弊端：产量低、工人劳动强度大、回采率低、回采成本高、工作面顶板管理难度大等。
现在采用综合机械化采煤，既提高了产量，降低了工人劳动强度，又提高了工作面回采率，效果显著。
下面以三采区31203工作面为例，阐述12下煤煤层机械采煤的一些优点。
2 31203工作面概况31203工作面为三采区的首采面，南部为三采轨道巷，西部为未开区域，东部距井田边界280m。
所采煤层为12下煤，开采水平为-490m，煤层倾角0°～16°，硬度系数为4，煤尘爆炸指数为44.37%，老顶为七灰，厚度0.7～2.2m，直接顶为12上煤、泥岩，底板为八灰，属Ⅰ类顶底板，厚度2.70m，质地坚硬。
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井下煤矸分离技术在含夹石煤层开采中的应用
文章介绍了某矿业公司在-350m 水平十五层二采区开采过程中，利用井下煤矸分离设备成功分离煤与夹石技术研究及使用效果，提出了井下实施煤矸分离的技术要点和技术措施，为含夹石煤层开采中采用煤与矸石分离的开采技术应用提供了宝贵的经验。
标签：井下煤矸分离设备创新点效益
煤炭开采时，若煤中矸石含量较大，应采用机械的方式，在井下预先清除矸石，这对于解放劳动力，提高产品的质量、减少环境污染等具有重要意义。
1煤层开采的地质、技术条件
某矿煤层顶板为泥灰岩，厚度0. 24 ～0. 75m，平均0. 53m，自然状态下抗压强度72. 91 ～94. 96MPa，平均83. 99MPa，与间接顶板泥岩、粉砂岩可构成稳定至坚硬顶板；底板为深灰色粉砂岩、个别为粘土岩、细砂岩，自然状态下抗压强度平均71. 83MPa；煤层厚度 1. 55m，煤层硬度 f = 1. 2，容重 1. 40t/m3，煤层中间含有一层0. 40m 的煤矸石，硬度f = 3，倾角12°。
采区内各工作面采用综合机械化采煤，各采煤工作面均采用走向长壁后退式采煤法开采。
采煤机割煤，装煤，刮板输送机运煤，液压支架支护顶板；双滚筒采煤机自开缺口，煤机采用端头斜切进刀方式。
吃刀距离不小于20m，采煤机上（下）行割煤，往返一次进两刀，双向割煤；工作面月产3. 5 ～5. 0 万t。
2煤矸分离常用方法
（1）人工手选：是用人眼看，用手从带式输送机上混合煤中捡出大块矸石。
其工作条件十分艰苦、效率低，易造成误选、漏选，安全隐患大。
（2）水选：是用一种设备，利用煤与矸石的密度不同，靠水的浮力分离煤与矸石。
其设备昂贵，工艺复杂，水资源浪费和污染环境，所需场地大，煤泥水处理困难。
（3）风选：也是用一种设备，利用煤与矸石的密度不同，靠风的浮力分离出煤与矸石。
其投资大、占地面积大外，灰尘污染环境，处理效果不理想。
（4）伽马射线煤矸分选机：采用伽马射线识别煤和矸石，根据伽马射线在煤和矸石中的衰减量不同产生不同的电信号，通过电信号的反馈控制执行机构，执行机构改变矸石的运动轨迹，从而达到煤矸分离的目的。
其系统复杂，分选能力小，放射源存有辐射隐患，可靠性差，现场的原煤中经常存有水或煤泥，使煤块、矸石表面被煤泥遮住，造成识别上的困难。
（5）液压式自动分选技术：采用液压分选回转油缸，以液压力为破碎力，利用煤和矸石的破碎力不同，将煤破碎而矸石不破碎的原理将煤和矸石分选出来。
其系统复杂，分选能力小。
（6）选择性破碎机：是利用煤与矸石的破碎力不同，通过直径较大的圆筒带起煤与矸石做自由落体运动，靠冲击力破碎煤而矸石不碎。
其体积大，功率大，破碎力不可调。
通过以上分析，上面几种设备都不适用井下煤矸分离，因此必须重新开发一种新的设备以满足生产需要。
根据该矿井下煤质及巷道实际情况，矿课题组与中国矿大联合设计研发了一种新型井下煤矸分离设备：MGF 井下煤矸分离设备。
3 MGF井下煤矸分离设备工作原理
混合煤通过带式输送机运送到筛分设备，用筛分设备把小于50mm 的混合煤分离到筛下进入带式输送机，大于50mm 混合煤，则进入MGF 井下煤矸分离设备中。
在分离设备作用下，冲击锤以事先设定好的速度，对煤矸打击，使煤被打碎，而矸石不被打碎。
被打碎的小于50mm 的煤掉入筛下进入带式输送机，大于50mm 的煤以及矸石则进入第二级煤矸分离设备，按同样原理，进行第二次分离，最后筛上矸石进入横向带式输送机。
4主要技术参数及工艺流程
（1）系统型号：MGF -200。
（2）处理粒度范围：0 ～200mm。
（3）处理量：200t/h。
（4）电压：380/660V。
（5）设备最大高度 2. 3m、宽度 3. 6m、长度5. 3m。
（6）工艺流程（图1）。
（7）设备组成：斜式带式输送机 1 台，筛分设备1台，煤矸分离设备 2 台，横向带式输送机 1 台，纵向带式输送机 1 台。
5创新点及关键点
（1）井下煤矸分离：能满足井下空间小，维修不方便的条件，具有防爆功能。
（2）干式分离：用干式分离，不用水，不用风。
（3）抗磨擦、抗冲击：由于煤矸分离是通过煤矸分离设备的冲击锤打击煤矸，根据粒度大小分离煤矸的。
因此，此设备应具有抗摩擦、抗冲击。
（4）击碎力分析：通过理论分析计算及试验，找出煤与矸石的破碎力及其规律。
（5）降低能耗，减少运送量，有操作简单，维护方便，抗恶劣环境等一系列优点。
6煤矸破碎力分析
试验组人员在- 350m 水平二采区做了煤矸破碎力分析试验，结果如下：1. 7m 距离以下的煤块自由坠落所受到破碎力较小，破碎效果不理想，即无法利用硬度不同而实现煤矸分离。
2m 及2m 以上距离煤块自由坠落，对煤块进行了17 次试验，一次破碎率达到82% ，二次破碎率达到100% 。
对矸石进行了10 次试验，一次破碎率达到10% ，二次破碎率达到20% ，三次破碎率达到20% ，四次破碎率达到40%。
从概率分布角度考虑，由于试验样本较少加之人为误差，不能确定实际的煤矸破碎率。
但从现场考察的情况分析，十五层煤工作面上的煤矸具有相当的分选可能性，通过调整设备达到了满意的分选效果。
7经济效益分析
（1）矸石运到地面费用具统计资料显示，矸石运送到地面运费为33 ～36元/t，占地费用为26万元/亩。
（2）矸石井下分离费用设备总功率100kW，电费0. 5 元/kWh，设备处理量200t/h，人工费用按100 元/8h 计算，则总计费用为：100 （kW）× 0. 5 （元/ kWh）/200 （t / h）+ 2 （人）×100（元/8h）/8（h）/200（t / h）= 0. 375 元/ t。
通过以上计算可知，仅直接费用可节省：35 - 0. 375 = 34. 625 元/ t。
8结论
在井下分离矸石，向采空区充填，可减少运输费用、地面堆积土地占费用、地表塌陷、环境治理等费用，减少环境的污染，经济效益显著。