軟巖條件下綜合機械化開采

1、軟巖條件下的綜合機械化開采軟巖條件下的綜合機械化開采舒蘭集團公司四礦是公司所屬重點礦井之一,原地方移交礦井,1964年進行老井挖潛改造,設(shè)計能力15萬噸,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)合開拓延深改造,主皮帶井由多臺吊掛皮帶改造為一臺鋼纜皮帶提升運輸,產(chǎn)量由15萬噸核定到1985年的27萬噸，2006年提升到核定能力35萬噸，2007年核定能力為39萬噸。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水平十五層走向長度600m，平均傾斜長160m，初采傾斜長度180m，煤層傾角1318。采煤工作面開采煤層情況見下表。煤層情況表

2、煤層厚度/m1.62.2m煤層結(jié)構(gòu)簡單煤層傾角/（）1318開采 煤層15號煤層煤種褐煤穩(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。開采煤層頂?shù)装迩闆r見下表。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、 砂頁巖3.0頁巖、煤頁、 黑頁互層直接頂砂頁巖2.5堅硬、塊狀， 膠結(jié)好偽頂褐色頁巖0.4破碎、質(zhì)軟直接底砂頁1.0較軟、 灰白色夾煤線基本底砂頁3.0較硬、膠結(jié)好工作面內(nèi)煤層賦存基本穩(wěn)定，無褶曲和斷層。該工作面回采過程中主要水害為十三層煤底板細粉砂巖，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?；夭蓵r涌水量為35m3/h。工作面最大涌水量為3050m3/h。采取了提前打臨時疏水巷3條，加密探放水鉆孔由原來50米一個加密到25米一個，共打鉆孔68個，將工作面頂?shù)装逅崆笆璺?，確保了綜采的正常進行。煤層及頂?shù)装鍘r石物理化學(xué)性質(zhì)見附表。十五層礦壓參數(shù)表序號項 目單 位煤層實例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初次來壓來壓步距m26最大平均 支護強度kn/m2300最大平均 頂?shù)装逡平縨0.25來壓顯現(xiàn)程度來壓不明顯4周期來壓來壓步距m6最大平均 支護強度kn/m2300最

4、大平均 頂?shù)装逡平縨0.22來壓顯現(xiàn)程度來壓不明顯5平時最大平均 支護強度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基本頂級別級10巷道超前影響范圍m30煤層頂?shù)装鍘r層一般為：砂頁巖、頁巖、泥質(zhì)頁巖，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層煤底板頁巖和砂頁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、支護形式該綜采面可采走向長度600米，工作面長度160米，設(shè)計采高2米，采區(qū)可采儲量18.0萬噸。工作面回風順槽采用錨鋼和u鋼聯(lián)合支護，設(shè)計斷面7.5平方米。運輸順槽采用錨鋼支護，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，規(guī)格為6x 2.4m，斷面14.4平方米，首次實現(xiàn)了大斷面錨網(wǎng)、錨索斷面支護，保證了綜采設(shè)備的運輸和安裝。三、綜采設(shè)備選型舒蘭礦業(yè)（集團）公司，曾于1986年在五礦（原礦務(wù)局五井）引進了一套綜采設(shè)備，為雞西煤機場制造的mls3-170雙滾筒采煤機、by180-10/26液壓支架、sgd-180型刮板

6、機、szd-90型轉(zhuǎn)載機和dsp-760/1000可伸縮皮帶機，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)驗教訓(xùn)，通過多次外出學(xué)習(xí)考察并請省局有關(guān)專家論證，針對頂?shù)装搴绍洠敯逡酌撀淦扑?，底板易于泥化底板比壓小等因素，選擇了鄭州四維機電設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的zy3800/12.5/28型掩護式液壓支架。zy3800/12.5/28型掩護式液壓支架，具有支架處于工作狀態(tài)時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，在阻止頂板運動和減少支架在

7、前移過程中存在的問題方面，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，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)，工作時伸縮自如，利于頂板管理，在頂板破碎時采煤機過后，伸縮梁能及時伸出維護頂板，掩護梁上部與頂梁鉸接，下部與前后連桿相連，經(jīng)前后連桿與底座連為一個整體，能夠承受頂板給予的水平分力和側(cè)向力，增強了支架的抗力性能，支架的底座為整體式具有整體性強、穩(wěn)定性好、強度高，不易變形，與底板接觸面積大比壓小等特點，特別適合于舒蘭礦區(qū)工

8、作面底板。明細見表。四礦一140m綜采設(shè)備序號設(shè)備 名稱型號單位數(shù)量備注1采煤機mg200/480-wd臺12液壓掩護式zy380-125/280架1003端頭 支架ztz12800z-16-30型架24刮板機sgz764/400臺15轉(zhuǎn)載機szz764/200臺16乳化 泵站mrbz200/31.5型套1四、經(jīng)濟效益對比 通過考察、專家論證和進行技術(shù)攻關(guān)實現(xiàn)了集團公司在綜合機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)達到3000噸。采煤隊職工人數(shù)由原來的124人減到81人，減少了43人，回采效率由4.75噸達到17.27噸，提高了3.6倍。2006年該礦總產(chǎn)量35萬

9、噸，成本94.00元/噸。2007年該礦預(yù)計總產(chǎn)量可完成60萬噸，成本預(yù)計完成57.00元/噸。效益分析1、工藝改革投入費用216萬元。2、工藝改革投入固定資產(chǎn)（綜采）2400萬元。3、增加固定資產(chǎn)年折舊費240萬元。4、經(jīng)濟價值計算：（94元/噸-57元/噸）x60萬噸/年=2220萬元-年折舊240萬元-改革費用216萬元=1764萬元五、結(jié)論及建議1、通過考察、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械化開采。2、在下順槽提前打臨時疏水巷將工作面頂?shù)装逅皶r導(dǎo)出，確保了綜采進行。3、舒蘭礦區(qū)的軟巖底板比壓相對較小，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60萬噸，凈增加利潤1764萬元。5、綜采設(shè)備