大截深短面薄煤层高产高效开采技术研究

郭荣柯，李小静，杜朝阳，王丰阳，艾彦华

(1.平禹煤电公司一矿， 河南 禹州市 461670； 2.河南省禹州市煤炭局钧都设计院， 河南 禹州市 461670)

平禹煤电公司一矿位于禹州市龙屯镇，是个水文地质极其复杂的老矿井，主采二1、二3煤，其中二3煤层平均厚度为1.2～2.3 m，煤层结构简单，无夹矸，回采区域内煤层稳定，局部有起伏，对后期回采影响不大。但该矿受村庄压煤较多，一部分煤田采用条带开采，二3煤在回采过程中存在单产水平低、吨煤工效低等瓶颈问题，为此在开采二3煤层的过程中提高单产水平，降低劳动力、合理设置回采率尤为重要。

1 工程概况

平禹煤电公司一矿井田范围条带布置二3煤综采工作面，二3-15010综采工作面位于五采区下山东翼第1个工作面，该工作面北临未开采区域，南部是技改井未开采区域，东临南水北调运河保护煤柱，西临五采区轨道下山保护煤柱。二3-15010综采工作面标高-217～-169 m，地面标高+128～+138 m。可采走向长780 m，倾斜长91.5 m，煤厚1.6～2.0 m，平均煤厚1.8 m。二3-15010综采工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤，采用压支架支护顶板，全部跨落法管理顶板。采煤机双向割煤，综采工作面煤壁割煤落入刮板输送机运输，综采工作面的架间、机头、机尾及输送机的浮煤靠人工装至输送机运走。刮板输送机与胶带输送机之间使用转载机进行转载运输出煤。

2 高产高效开采技术

2.1 提高单刀工作效率

按照综采工作面进刀方式为端头斜切进刀，其程序为：

（1）采煤机向下（上）割透端头煤壁；

（2）按上（下）推移刮板输送机，及时依次顺序移架，移架滞后采煤机的距离不大于15 m，将两个滚筒上下位置调换，向上（下）进刀，通过15 m的弯曲段至25 m处，使得采煤机达到正常截割深度。顶板破碎段及时采用带压移架，移架步距0.8 m，滞后采煤机至少12 m将运输机移向煤壁，并保证运输机弯曲段长度不小于15 m，按要求推移刮板输送机至平直状态；

（3）将两个滚筒上下位置调换，向下（上）割三角煤至割透端头煤壁；

（4）割完三角煤以后，将两个滚筒的上下位置调换，采煤机空机返回，进入正常割煤状态。

2.2 综采工作面采煤机升级改进

增大采煤工作面的采煤机截深，采煤机滚筒的截深由600 mm增加到800 mm，通过对采煤机截深的加大，使回采过程中采煤机能够更深地对煤壁割煤（见图1），提高单刀产量，稳定回采率。由于截深加大，快速拉移支架可以有效地把工作面顶板压力甩进采空区，减少煤墙侧承载力，有效控制综采工作面顶板来压及两巷动压。

图1 采煤机构造

2.3 液压支架推溜千斤顶升级改造

该矿自使用综采工艺以来，液压支架推溜行程一直为600 mm，造成采煤机截深与液压支架推溜距离不能匹配，通过升级改造，支架推溜千斤顶的推进行程量由原来的600 mm增加到700～900 mm，这样可以实现煤机截深与推移运输机行程达到一致，有利于回采进尺的加大（见图2）。

图2 推溜千斤顶行程（单位：mm）

2.4 液压自移电缆单轨吊

通过参观学习、实地考察，选用液压自移电缆单轨吊，由原来的“吊挂式”绞车拉移或人工拉移单轨吊升级改造为“液压自移式”液管与电缆分层吊挂。使巷道内管路布置不仅整齐、美观，还避免了高压胶管的振动对电缆干涉影响。液压自移式单轨吊效果显著、操作方便灵活，极大地减轻了工人的劳动强度，不仅可以吊挂电缆，还可吊挂乳化液高压胶管和水管。简化劳动工序，减少了电缆的占用空间与电缆的移动次数，避免了人工拖动电缆。

3 结论

通过采用短面薄煤层高产高效开采技术，工作面推进速度快，单产水平高，材料成本低，优化了劳动组织，月产量最高达7万t，真正实现了高产高效回采，值得推广及应用。

（1）通过升级改造采煤机滚筒截齿，使得采煤机单刀推进深度得到提高，单刀产量也随之提升,合理优化了正规循环率,为矿井安全高效生产夯实坚定的基础。

（2）短面薄煤层高产高效开采技术缩短了回采时间，解决了单产水平低、两巷来压大、职工劳动强度负荷大、吨煤工效低等问题，在开采工艺方面取得了实质性的效果，大大缓解了采掘接替紧张的局面。有效地提升了矿井整体产量及经济效益，使矿井绿色环保开采迈上新的起点，实现了安全高效及可持续发展。