宝清县乡镇煤矿提高软底煤层回采率的尝试

2005/12/2 11:50:53

摘　要:针对宝清县煤矿特点,采取可行的开采工艺和技术措施,为软底煤层正规化开采探索出了一条新路。
关键词:软底煤层; 回采; 技术

0 　概况
宝清县小城子矿区从1990 年开始开发,目前开采4 个煤层,单倾斜构造,煤层赋存较稳定。F3 断层以北构造简单,煤层倾角8～16°,F3 断层以南小断层较多,煤层倾角25～40°,煤层有煤尘爆炸危险,无自燃发火,低瓦斯,涌水量较小。其中9 ,10 号层两个主采煤层,厚度分别为1～114 m ,116～212 m ,顶板为砂岩,两煤层均有013～015 m 厚凝灰质砂岩的伪底。以往开采9 ,10 号层时,由于伪底软,无法壁式开采,而刀柱式采煤,资源损失浪费严重,工效
低,设备投入多,坑木等材料消耗大,安全隐患多。2003 年宝清县双城煤矿在二采区9 号层右一片工作面,采用走向长壁后退式无煤柱开采实验成功,为该区软底煤层正规化开采探索出一条新路。
1 　采煤工艺
111 　工作面参数
双城煤矿二采区9 号层右一片采煤工作面,走向长400 m ,倾斜长100 m ,9 号煤层厚度112～114m ,倾角8～12°,顶板为2 m 厚细砂岩,底板为013～014 m 厚凝灰质砂岩,周期来压步距为15～20 m。
112 　采煤工艺
双城煤矿二采区9 号层右一片工作面采用走向长壁后退式采煤方法,上巷采用沿空送巷,上下巷沿煤层顶板5 ‰坡度掘进,采用木棚子支护,上下巷掘至边界后,掘开切眼,工作面按倾斜布置,形成系统后由下向上、走向后退式回采。回采工艺为炮采,工作面铺设1 台SGB420 —22 型刮板输送机,采用在临时支护下人工攉煤。下巷矿车运输,采用DZ —16型单体液压支柱,初撑力为50 kN ,带木顶帽支护,顶板管理为三、五排管理,走向排距为018 m ,倾斜柱距110 m。工作面最大控制顶距410 m ,最小控顶距216 m。当工作面支柱五排时,先加密第三排支柱,撤掉后两排,循环进尺为116 m。采用密集切顶穿鞋,全部垮落法管理顶板。初次放顶采用强制放顶。周期来压前顶板不冒落,采取强制放顶。撤柱时将乳化液放至空区,减少底板膨胀,上下巷道20 m 范围内加强支护采用DZ —22 型单体液压支柱支钢绞梁。
2 　技术措施
211 　煤层伪底处理
采煤工作面实现无煤柱开采正规循环的关键环节,在于提高伪底的抗压强度。滞后于掘进工作面1～2 个片盘,把采煤工作面的水沥尽,避免凝灰岩遇水膨胀,增加底板抗压强度; 给单体液压支柱穿014 m ×014 m 铸铁鞋减小单位面积压力。铁鞋与单体液压支柱用铁链相连,利用单体液压支柱将铁鞋回收或用回柱绞车一同连单体收回;将单体液压支柱的三用阀对着空区,回柱时尽量将乳化液放至空区,减少工作面凝灰岩遇水膨胀发软。也可以挂挡板,将放炮蹦下来的货挡在溜子道内,在采场底板铺塑料膜,将废弃乳化液排至下巷水沟,避免底板受潮膨胀。
212 　顶板管理
采用全部垮落法管理顶板,解决初次放顶和周期来压对工作面影响是主要环节。当工作面推进10 m 时顶板未冒落,需人工强制放顶,直至冒严为止。初次放顶后,悬顶长5 m 时,要采用人工强制放顶,减轻周期压力影响。加快推进速度,减少压力对底板影响,减轻底鼓。
213 　回风巷道
无煤柱开采避免应力集中,采煤工作面的上巷采用沿空送巷。
3 　技术经济分析
(1) 木支柱初撑力小,支护强度较差,软底造成木支柱回收率低,用单低液压支柱代替更加安全可靠。万t 坑木消耗由120 m3 降至100 m3 。采用密集切顶,全部垮落法管理顶板,避免了采用煤柱切顶,顶板压力两头挑现象。
(2) 提高单产,采煤工作面月产量从3 000 t 达到了6 000 t 以上。
(3) 比原采煤方法减少了工作面搬家次数。降低万吨掘进率和减少开切眼掘进,总计2 000 m ,节约资金投入10 万元,同时减少设备投入和火工品等材料消耗,有利于通风管理。
(4) 工作面回采率提高了10 % ,现已达到95 % ,此工作面比原方法多回收7 000 t 煤,增加效益84万元,避免了煤炭资源浪费。
4 　结论
该矿井在长壁后退式无煤柱开采的生产中遇到了以下问题,有待于不断地完善和探索。
(1) 工作面经常出现底鼓现象,通过加快循环速度,把乳化液放至空区及先掘出下一片盘平巷,采煤工作面底板干燥后回采,得到了有效解决。
(2) 刮板输送机的溜头溜尾处压力集中,必须将此处打设一梁三柱,加密加强支护。
(3) 由于工作面伪底遇水变软,采煤机无法布置。
(4) 无煤柱开采可以在软底煤层全面推广,包括
小城子矿区10 号层和F3 断层以南倾斜煤层。通过生产实践说明,这种采煤方法解决煤软底层采煤提高回采率、保证安全生产、提高经济效益的有效途径。在小煤矿中推广新技术新工艺,可提高装备水平,逐步建设一批具有地方特色的高产高效矿井。

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