軟巖條件下綜合機(jī)械化開(kāi)采

1、軟巖條件下的綜合機(jī)械化開(kāi)采軟巖條件下的綜合機(jī)械化開(kāi)采舒蘭集團(tuán)公司四礦是公司所屬重點(diǎn)礦井之一,原地方移交礦井,1964年進(jìn)行老井挖潛改造,設(shè)計(jì)能力15萬(wàn)噸,該礦位于舒蘭煤田吉舒區(qū)二道河西,歷經(jīng)1982年的上下煤組聯(lián)合開(kāi)拓延深改造,主皮帶井由多臺(tái)吊掛皮帶改造為一臺(tái)鋼纜皮帶提升運(yùn)輸,產(chǎn)量由15萬(wàn)噸核定到1985年的27萬(wàn)噸，2006年提升到核定能力35萬(wàn)噸，2007年核定能力為39萬(wàn)噸。一、地質(zhì)及采區(qū)概況四礦-140m水平右十五層里段工作面工作面位于主皮帶井筒右翼一140m水平十五層走向長(zhǎng)度600m，平均傾斜長(zhǎng)160m，初采傾斜長(zhǎng)度180m，煤層傾角1318。采煤工作面開(kāi)采煤層情況見(jiàn)下表。煤層情況表

2、煤層厚度/m1.62.2m煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單煤層傾角/（）1318開(kāi)采 煤層15號(hào)煤層煤種褐煤穩(wěn)定程度基本穩(wěn)定煤層情況描述該工作面煤層沉積較穩(wěn)定，煤層傾角較為平緩，因受沉積環(huán)境影響，煤層厚度在走向上有波狀變化。煤質(zhì)向東部逐漸變劣。開(kāi)采煤層頂?shù)装迩闆r見(jiàn)下表。煤層頂?shù)装迩闆r頂?shù)装迕Q巖石名稱厚度/m特征基本頂14煤、 砂頁(yè)巖3.0頁(yè)巖、煤頁(yè)、 黑頁(yè)互層直接頂砂頁(yè)巖2.5堅(jiān)硬、塊狀， 膠結(jié)好偽頂褐色頁(yè)巖0.4破碎、質(zhì)軟直接底砂頁(yè)1.0較軟、 灰白色夾煤線基本底砂頁(yè)3.0較硬、膠結(jié)好工作面內(nèi)煤層賦存基本穩(wěn)定，無(wú)褶曲和斷層。該工作面回采過(guò)程中主要水害為十三層煤底板細(xì)粉砂巖，厚5.0m左右，涌水量10m3/h,

3、工作面里段頂板巖相變化較大局部賦存砂巖含水，打鉆放水，正常回采時(shí)涌水量為35m3/h。工作面最大涌水量為3050m3/h。采取了提前打臨時(shí)疏水巷3條，加密探放水鉆孔由原來(lái)50米一個(gè)加密到25米一個(gè)，共打鉆孔68個(gè)，將工作面頂?shù)装逅崆笆璺?，確保了綜采的正常進(jìn)行。煤層及頂?shù)装鍘r石物理化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)附表。十五層礦壓參數(shù)表序號(hào)項(xiàng) 目單 位煤層實(shí)例1頂?shù)装鍡l件直接頂厚度m2.6基本頂厚度m35直接底厚度m4.02直接頂初次垮落步距m8.03初次來(lái)壓來(lái)壓步距m26最大平均 支護(hù)強(qiáng)度kn/m2300最大平均 頂?shù)装逡平縨0.25來(lái)壓顯現(xiàn)程度來(lái)壓不明顯4周期來(lái)壓來(lái)壓步距m6最大平均 支護(hù)強(qiáng)度kn/m2300最

4、大平均 頂?shù)装逡平縨0.22來(lái)壓顯現(xiàn)程度來(lái)壓不明顯5平時(shí)最大平均 支護(hù)強(qiáng)度kn/m2250最大平均 頂?shù)装逡平縨0.156直接頂懸頂情況m87底板容許比壓mpa3.39-11.238直接頂類型類9基本頂級(jí)別級(jí)10巷道超前影響范圍m30煤層頂?shù)装鍘r層一般為：砂頁(yè)巖、頁(yè)巖、泥質(zhì)頁(yè)巖，砂巖巖層相間變化較大，局部煤層頂板有砂巖沖刷，煤層變薄，以往鑒定15、16層煤底板頁(yè)巖和砂頁(yè)巖比壓極限值分別為11.8919.91mpa（平均14.97mpa）和6.8214.19mpa(平均11.51mpa)，允許比壓為11.23mpa和8.63mpa。根據(jù)1992年礦務(wù)局做的頂板分類，礦務(wù)局各層煤層頂板壓力最大

5、值為21.9-28.18 mpa。二、支護(hù)形式該綜采面可采走向長(zhǎng)度600米，工作面長(zhǎng)度160米，設(shè)計(jì)采高2米，采區(qū)可采儲(chǔ)量18.0萬(wàn)噸。工作面回風(fēng)順槽采用錨鋼和u鋼聯(lián)合支護(hù)，設(shè)計(jì)斷面7.5平方米。運(yùn)輸順槽采用錨鋼支護(hù)，規(guī)格為3.6x2.4m，斷面8.6平方米，工作面切眼首次采用了錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)，規(guī)格為6x 2.4m，斷面14.4平方米，首次實(shí)現(xiàn)了大斷面錨網(wǎng)、錨索斷面支護(hù)，保證了綜采設(shè)備的運(yùn)輸和安裝。三、綜采設(shè)備選型舒蘭礦業(yè)（集團(tuán)）公司，曾于1986年在五礦（原礦務(wù)局五井）引進(jìn)了一套綜采設(shè)備，為雞西煤機(jī)場(chǎng)制造的mls3-170雙滾筒采煤機(jī)、by180-10/26液壓支架、sgd-180型刮板

6、機(jī)、szd-90型轉(zhuǎn)載機(jī)和dsp-760/1000可伸縮皮帶機(jī)，但在使用中，由于采煤方式為仰角16度，地質(zhì)條件較差，冒頂、片幫較多，工作面積水嚴(yán)重等因素，效果不夠理想。這次綜采設(shè)備選型充分考慮了上次的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，通過(guò)多次外出學(xué)習(xí)考察并請(qǐng)省局有關(guān)專家論證，針對(duì)頂?shù)装搴绍?，頂板易脫落破碎，底板易于泥化底板比壓小等因素，選擇了鄭州四維機(jī)電設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的zy3800/12.5/28型掩護(hù)式液壓支架。zy3800/12.5/28型掩護(hù)式液壓支架，具有支架處于工作狀態(tài)時(shí)提供的合力靠近工作面能夠有限的控制頂板不穩(wěn)定易于垮落的工作面，頂梁是一整體具有頂梁短，空頂距小的特點(diǎn)，在阻止頂板運(yùn)動(dòng)和減少支架在

7、前移過(guò)程中存在的問(wèn)題方面，提供了很穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。處于工作狀態(tài)的支架能使采空區(qū)與工作面隔開(kāi)，阻止了空間垮落的巖石碎塊涌入，能為工作面提供足夠的工作空間。從支架的性能特點(diǎn)看，支架的頂梁結(jié)構(gòu)一般分為整體式和分體式（既頂梁加前梁）該支架頂梁為整體式結(jié)構(gòu)，伸縮梁為內(nèi)伸式，既伸縮梁為前梁體內(nèi)，工作時(shí)伸縮自如，利于頂板管理，在頂板破碎時(shí)采煤機(jī)過(guò)后，伸縮梁能及時(shí)伸出維護(hù)頂板，掩護(hù)梁上部與頂梁鉸接，下部與前后連桿相連，經(jīng)前后連桿與底座連為一個(gè)整體，能夠承受頂板給予的水平分力和側(cè)向力，增強(qiáng)了支架的抗力性能，支架的底座為整體式具有整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高，不易變形，與底板接觸面積大比壓小等特點(diǎn)，特別適合于舒蘭礦區(qū)工

8、作面底板。明細(xì)見(jiàn)表。四礦一140m綜采設(shè)備序號(hào)設(shè)備 名稱型號(hào)單位數(shù)量備注1采煤機(jī)mg200/480-wd臺(tái)12液壓掩護(hù)式zy380-125/280架1003端頭 支架ztz12800z-16-30型架24刮板機(jī)sgz764/400臺(tái)15轉(zhuǎn)載機(jī)szz764/200臺(tái)16乳化 泵站mrbz200/31.5型套1四、經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比 通過(guò)考察、專家論證和進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)公司在綜合機(jī)械化采煤方法上的歷史性跨躍，由炮采日產(chǎn)千噸提高到2500噸，最高日產(chǎn)達(dá)到3000噸。采煤隊(duì)職工人數(shù)由原來(lái)的124人減到81人，減少了43人，回采效率由4.75噸達(dá)到17.27噸，提高了3.6倍。2006年該礦總產(chǎn)量35萬(wàn)

9、噸，成本94.00元/噸。2007年該礦預(yù)計(jì)總產(chǎn)量可完成60萬(wàn)噸，成本預(yù)計(jì)完成57.00元/噸。效益分析1、工藝改革投入費(fèi)用216萬(wàn)元。2、工藝改革投入固定資產(chǎn)（綜采）2400萬(wàn)元。3、增加固定資產(chǎn)年折舊費(fèi)240萬(wàn)元。4、經(jīng)濟(jì)價(jià)值計(jì)算：（94元/噸-57元/噸）x60萬(wàn)噸/年=2220萬(wàn)元-年折舊240萬(wàn)元-改革費(fèi)用216萬(wàn)元=1764萬(wàn)元五、結(jié)論及建議1、通過(guò)考察、專家論證和技術(shù)攻關(guān)舒蘭礦區(qū)軟巖條件下的綜合機(jī)械化開(kāi)采。2、在下順槽提前打臨時(shí)疏水巷將工作面頂?shù)装逅皶r(shí)導(dǎo)出，確保了綜采進(jìn)行。3、舒蘭礦區(qū)的軟巖底板比壓相對(duì)較小，頂?shù)装搴?，至使頂板易脫層破碎，底板易于泥化。綜采支架選型有其特殊性。4、礦井投入綜采后年產(chǎn)量可達(dá)60萬(wàn)噸，凈增加利潤(rùn)1764萬(wàn)元。5、綜采設(shè)備