唐卫国
(广西壮族自治区右江矿务局有限公司)
高档普采在广西右江矿务局有限公司煤矿中的应用
唐卫国
(广西壮族自治区右江矿务局有限公司)
煤矿机械化开采是煤矿发展的方向,也是煤矿实现安全、可持续发展的必然选择。但机械化开采可分为综合机械化采煤和高档普通机械化采煤两种方式,选择哪种方式还需要根据煤矿的地质构造、顶(底)板岩性等来决定,高档普采在右江矿务局有限公司煤矿中的应用具有较好的适用性和经济性。
高档普采;煤矿;应用
广西右江矿务局有限公司为广西百色市市直国有企业,以煤矿生产为主业,现有生产矿井8对矿井,其中综采矿井2对,高档普采矿井6对,分布在百色市右江区、田阳县、田东县境内。2008年以前,右江矿务局生产矿井规模小,生产工艺落后,工作环境较差,采用爆破落煤方式,用工量大,吨煤成本高,且易发生安全事故。2008年9月开始,广西右江矿务局有限公司积极探索以机械化为主要内容的“三化”建设改造,取得了一定的成效。在煤矿机械化改造过程中,对综采和高档普采的优劣有了进一步的认识,为帮助以后的煤矿生产提出更好的建议,对高档普采在右江矿务局有限公司煤矿中的应用进行分析。
自2008年9月开始,右江矿务局有限公司筹集资金近2亿元,重点对塘内煤矿、保群煤矿、州景煤矿进行综合机械化采煤改造,改造后塘内煤矿、保群煤矿的产量有了一定提高,提高到了30万t/年,减少了井下工作人员,减轻了职工工作强度等。
但从近几年的生产情况来看:①综合机械化改造后产量只能提高到30万t/年左右,没有显著的提高,相对巨额投资来说没有产生相应经济效益;②受地质条件影响,综合机械化开采具有一定难度,保群矿由于回采工作面坡度太陡的原因,无法推移液压支架,导致67套支架被弃于井下,州景矿由于回采工作面顶板破碎原因于2016年退出了综采。综上所述,综采在右江矿务局有限公司煤矿的应用具有一定局限性。
2.1 经济适应性强,投资少
当前,全国煤炭供应能力过剩,煤价低廉,销量有限,导致全国煤炭企业多数陷入亏损状态,企业效益差。右江矿务局有限公司同样经营十分困难,在此背景下,要拿出4000~5000万元对1个煤矿进行综合机械化改造是有困难的。但高档普通机械化采煤只需200万元即可完成,投资少,符合当前企业能力,可行性强。
2.2 顶底板岩性适应性强
广西右江矿务局有限公司矿井主要含煤地层为下第三系始新统~渐新统,始新统那读组和新洲组为主要含煤地层。那读下段为泥灰岩、泥岩、粉砂岩和煤组成,地层厚度0~398m,含煤0~39层,可采或局部可采1~7层,可采总厚4.91m;那读上段为砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩和煤层组成,含煤0~43层,可采或局部可采1~7层,可采总厚4.91m;新洲段为泥岩、泥质砂岩、炭质泥岩、粉砂岩、砂岩和煤层组成,地层厚度96~650m,含煤1~40余层,可采或局部可采1~9层,一般可采厚0.6~1.19m,最厚可达2.49m。煤层顶板多为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩等,顶板易破碎、易漏顶,高档普采在预防漏顶和漏顶后的处理具有很好操作性,可以很好地处理。另外,由于右江矿务局有限公司多数矿井属于深部开采,压力大,巷道变形快而严重,高档普采同样具有很好的适应性。
2.3 地质构造适应性强
广西右江矿务局有限公司矿井地质构造复杂,小断层多,严重影响回采工作面的布置,同时也严重影响回采工作面的推进。高档普采对上述两者的影响可以灵活地处理,同样具在很好地适应性。
另外,由于右江矿务局有限公司多数为老矿井,原开采的老空区已成为采空区,剩下的煤炭区域少且不规则,不利于正规的回采工作面的布置,在采面的布置上高档普采同样具有很强的适应性。
3.1 回采工作面的支护方式
回采工作面的支护:
回采工作面支护采用长梁加单体支护,即每组支架由一条3.2m π型钢梁配一条2.6m π型钢梁组成一对梁,每条梁各配两根单体液压支柱支撑支护顶板,附加贴帮柱的长梁配三柱,成对梁、柱间距为0.8m,组梁、柱间距为0.2m,排距为1.0m。
回采工作面两端安全出口支护:
采用每组支架由两条4mπ型钢梁组成一对梁,各配4根单体液压支柱支撑支护顶板,梁柱矩阵直线排列,煤壁梁头对齐,两组支架对称柱距为0.80m,排距1m,梁头离煤壁间距为0.2m,支柱离刮板机槽间距为0.3m,同组支架柱距为0.2m,贴帮柱柱距为1.5m。详见回采工作面支护示意图。
图1 回采工作面支护示意图
3.2 超前支护段的支护方式
超前支护段为从煤壁线往外20m,离工作面煤壁10m为双排,离工作面11~20m为单排柱,采用铰接梁配合单体液压支柱支承原巷道棚架进行超前加强支护,排距不得小于1.2m,柱距1m。两巷出口处20m范围内,高度不低于1.6m,人行道宽度不小于0.8m。超前支护铰接梁和原巷道棚架要用刮板链联锁防倒。
3.3 回采工作面的割煤工艺流程
采煤机割煤工艺流程:从刮板机尾进刀→往机头割顶煤→悬顶长度达到5m时→停止采煤机和刮板机→人工移梁→上临时中柱→继续割顶煤→到达机头出口返程割底煤→人工追机上贴帮柱→人工收浮煤→到机尾出口→停止采煤机→推移刮板机→支柱→回收退架→下个循环进刀。
3.4 移梁操作工艺
(1)工作面每次先移主梁(3.2m),再移副梁(2.6m)跟进。移主梁前要对副梁及相邻支架进行加压,确保副梁(2.6m)支柱和相邻支柱有足够的初撑力,并牢固可靠。移副梁前要对主梁及相邻支架进行加压,确保主梁(3.2m)支柱和相邻支柱有足够的初撑力。
(2)主梁移动到位后要及时上好主梁后面的两条液压支柱,保持一梁两柱。
(3)割煤机每次按规定割完底煤后,要及时在工作面煤壁上贴帮柱,加强顶板支护,加固主梁支架确保牢固可靠及防止煤壁片帮,保持每组支架为2梁5柱。
图2 移梁前后的最大、最小控顶距示意图
3.5 采用高档普采后的效果
从右江矿务局有限公司采用高档普采的情况来看,1个回采工作面能够达到25万~30万t/年的产量要求,与采用综采的年产量基本持平,且投资少见效快,安装方便时间短,搬家容易,符合右江矿务局有限公司矿井实际。
高档普采在投资少、地质条件适应性强、操作方便、见效快等方面具有明显的优势,但也有不足之处,如职工人数比综采每队多10多个人,劳动强度比综采大,且大幅度提高产量的能力有限。当然,如地质条件好的情况下尽量使用综采。
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1004-7344(2016)16-0153-02
2016-5-23