郭二庄矿薄煤层高效开采技术发展与实践

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摘 要 阐述了郭二庄煤矿薄煤层高效开采的意义， 介绍了薄煤层开采的特点、设备选型及其顶板管理、回采工艺等情况， 并针对回采过程中遇到的问题提出了具体的安全技术措施。

关键词 薄煤层开采 设备选型 回采工艺 郭二庄煤矿

郭二庄煤矿位于邯郸市武安市矿山镇， 设计生产能为150万吨，2010年核定生产能力为160万吨。采用立井斜井混合开拓，主采煤层为2#煤，1#煤局部可采。矿井分为两个生产水平：一水平所采煤层属于中厚煤层，二水平北翼所采煤层属于薄煤层。

一、薄煤层高效开采的意义：

随着矿井机械化程度的不断提高， 矿井的产量进一步提高，我矿一水平煤炭资源即将枯竭，后续将转入复采阶段，二水平南翼采区正在开拓准备阶段。为保证矿井产量和矿井的可持续发展、提高煤炭资源回收率以及配采的需要， 必须提高薄煤层开采效率。

为了减少煤炭损失， 提高资源回收率， 减小工人劳动强度， 提高工作面产量， 经充分调研论证和技术攻关，我矿在二水平薄煤层赋存区域积极推进薄煤层高效开采技术、取得了很好的效果。 2010年共动用三个薄煤层开采面，分别是：21302、22210和22306工作面，共采出555050吨煤。并且在21302工作面实现了复杂地质条下薄煤层大俯角倾向长壁工作面高效回采，在2010年5月份22210高效薄煤层工作面单产达7.68万吨，创冀中能源薄煤层单产记录。

二、薄煤层开采特点

煤层薄（煤层厚度多在1.3m以下）、采高低，使得人员在进出工作面或工作面内作业以及设备移动都十分困难；煤质硬（煤层硬度多大于3-4），采煤机经常需要挑顶或割底，机电事故增多。工作面内的工作条件差，劳动强度大，煤层的厚度、角度变化，褶曲、断层等构造对采煤方法影响很大。

三、工作面设备选型

我矿在2011年在21311工作面安装了一套薄煤层开采支架，选用ZY3200/07/17型掩护式液压支架，配套MG200/448-BWD型采煤机。该支架适用于顶板中等稳定以下随采随冒的泥质页岩、粉砂岩、白砂岩；底板为f>0.3的泥质页岩、粉砂岩、细砂岩等；坚硬系数f=1-3的煤层，工作面采高范围为0.9-1.5m。该采煤机功率大、机身矮、多电机横向布置，整机结构紧凑，取消了螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴。截割电机、牵引电机等主要元部件均可从采空区抽出，容易更换，方便维修。本机无底托架，从而加大机身下面的过煤高度，取消了外接行走机构，牵引与行走做成一体，使机身整体尺寸紧凑，缩小了机身宽度。本套综采设备的使用不仅提高了薄煤层生产效率，而且提高了煤质。

四、薄煤层高效开采的技术实践

1、 顶板管理

（1） 工作面顶板管理：150米长的工作面共安装100组液压支架， 对工作面实行全支护法支护， 工作面顶板管理采用全部跨落法， 随工作面推进逐渐跨落。

（2） 工作面巷道支护：风运巷均采用锚梁网加锚索支护， 在工作面回采期间保证两出口高度不得小于1.8m。

（3） 工作面超前支护：风运输巷超前支护距离不小于20m ， 采用DJB-1200金属铰接顶梁配合DW25-250/100单体支柱靠巷道的上、中、下帮打3躺顺峒台棚进行超前支护。

（4） 初次来压及周期来压的顶板管理。坚持支护质量监测和来压预测预报工作， 视来压强度及时增大支护强度， 工作面支架必须达到初撑力， 减少顶板下沉量， 加强两平巷的超前维护工作和超前顶板管理工作， 防止端头冒顶， 确保两平巷出口高度不小于1.8m ， 对失效的单体液压支柱及时更换，确保安全生产。

（5） 工作面回采结束前的注意事项。为便于工作面撤除， 距工作面停采线15m 在支架顶部铺设双网加钢丝绳。

2、回采工艺

采用走向长壁后退式布置综合机械化采煤，采煤机割三角煤切斜进刀后，按落、装、运、支、处的顺序进行回采。采煤机滚筒截深630毫米，循环推进度0.6米，采高1.3米，三班作业，两采一准，班进1.8m。自然垮落法管理顶板。工作面回采主要工艺流程以割煤工序为中心，割煤、移架和推刮板输送机平行作业，组织正规循环，具体工序为：割煤移架推刮板输送机。

（1）、采煤机进刀方式：采用端头割三角煤斜切进刀、自开缺口。采煤机进刀段长度为15米，采用单向割煤、单向移溜的工艺生产。

（2）、采煤机落煤：采用MWG160/375―W型双滚筒采煤机落煤，齿轨牵引，割煤速度3.75m/min。

（3）、装煤方式：由采煤机滚筒螺旋叶片与溜子铲煤板自行装煤。

（4）、运煤方式：本工作面采用SGZ―630/264型刮板运输机运煤。

（5）、移架方式：采用邻架操作，及时支护。在采煤机割过后，先移支架撑住顶板，然后再移输送机。结合煤层厚度掌握加长杆伸缩范围，以便以合理架位及高度支护顶板。当顶板情况允许时，顺序移架与隔架移架相结合，保证移架速度满足采煤机割煤速度，以实现高效生产的需要。

五、工作面回采过程中遇到的问题和采取的安全技术措施

1、确保工作面“三直一平”的措施：工作面实行拉线管理；工作面悬挂照明灯具作参照物；推溜时，确保顶溜千斤顶的行程达到标准要求；工作面若出现局部不直现象时，应及时移架或移溜；提高职工操作水平，增强责任心。

2、工作面过断层措施：调整工作面与断层间夹角；采煤机割煤过后及时移架，管理好顶板；工作面支架进行超前支护；控制好工作面周期来压；若端部出现局部冒顶时，要及时挑顶护顶；带压擦顶移架；煤壁打设木锚杆，以防片帮；必要时，在支架上吊挂工字钢作前探梁；注意吊梁，防止支架钻底。

3、工作面过褶曲措施：调整褶曲轴向两侧的坡度，当轴向两侧坡度较大时，适当留底煤，轴向两侧坡度较小时，应适当破底，确保轴向两侧坡度平缓；随时调整支架，防止支架歪斜；加强褶曲段工作面顶板管理。

4、防止刮板输送机蹿动措施：采煤机司机、移架工、推溜工应密切配合，确保工作面“三直一平”；控制好工作面上、下两巷的推进度；工作面支架出现倾斜时，要及时摆正；工作面发现刮板输送机有滑动趋势时，应及时甩刀或赶溜；利用支架侧护板，调整刮板输送机，阻止其上蹿下滑；埋设地销或安设千斤顶，防止刮板输送机蹿动；采用合理进刀方式，防止刮板输送机上窜下滑。

六、结论

工作面安全高产、高效设备的使用，必然给生产环节和采煤工艺带来新的变化。要发挥机械化采煤工作面的安全高产、高效的潜力，必须协调配套的技术环节作保证。因而在薄煤层新设备研究的同时，必须重视薄煤层采煤工艺的研究。实践证明，只有通过合理设计，设备合理选型，全面研究薄煤层机械化开采技术，可以提高薄煤层工作面单产和资源充分利用，实现安全高效生产。

参考文献

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[2]刘心广，栾兴亮.薄煤层开采技术研究[J].中国煤炭，2008（3）.

[3]冯利宁，周奕朝，邸志平.薄煤层综采工艺应用与安全高效技术[J].煤矿开采，2008（5）.

[4]王英.薄煤层高效开采技术的实践[J].煤炭技术，2008（6）.