綜合放頂煤技術在伊泰陽灣溝煤礦的應用

綜采放頂煤技術在伊泰陽灣溝煤礦的應用

作者：張海峰

（內蒙古伊泰煤炭股份有限公司陽灣溝煤礦，內蒙古 鄂爾多斯017000）

摘要：本文簡要的介紹了伊泰陽灣溝煤礦的概況和技改情況，通過實踐總結了一些在高厚煤層進行綜放工作的方法、技巧以及一些注意事項，為類似地質條件下采煤提供一些參考。

關鍵詞：陽灣溝煤礦；放頂煤開采；安全管理。

一、概況

伊泰陽灣溝煤礦位於內蒙古自治區準格爾煤田內，行政隸屬於鄂爾多斯市準格爾旗窯溝鄉，井田麵積1.033km²。陽灣溝煤礦含煤地層為石炭係上流太原組，二疊係下流山西組，主采煤層為6#煤層，煤層平均厚度為16.89米，總體趨勢是由北向南，從東到西逐漸增厚，含3～15層夾矸，一般含5層夾矸，煤層地質構造簡單，地層走向近南北，傾向西，傾角小於3º，井田內無斷層和較大的褶曲構造，地質構造簡單。頂板岩性主要為砂岩，炭質泥岩和泥岩，底岩性以砂質泥岩，細砂岩為主，局部為粗砂岩，煤層有自然發火傾向和煤層爆炸危險，屬低瓦斯礦井。

二、放頂煤開采

1、發展過程

伊泰陽灣溝煤礦1994年建成並投產，設計生產能力為30萬噸/年，采煤方法為房柱式炮采放頂煤回采工藝，由於該工藝回采率低且安全性差，陽灣溝煤礦於2006年5月進行第一次技改，改為懸移支架炮采放頂煤回采工藝，設計生產能力60萬噸/年，由於采空區丟煤多，回采率低，工作麵產量低且支架工作阻力小，工作麵支護強度低，安全隱患大的問題，經過調研，伊泰公司決定對陽灣溝煤礦進行二次技改，改為綜采放頂煤回采工藝，設計生產能力為120萬噸/年，二次技改從2009年3月開始，經過7個月技改，於2009年10月份正式投產，至2011年9月已回采了二個工作麵，共生產原煤210萬噸，已回收了技改的全部投資，取得了良好的經濟效益和社會效益。

2、工作麵及設備布置

a、工作麵布置

因6#煤層厚度較大平均為 16.89米 ，考慮《煤礦安全規程》對采放比的要求及本礦井設計規模，確定6#煤分兩層開采，兩層分界線為煤層中部厚度約 0.5米 的夾矸，上分層厚度約 8.6米 ，下分層厚度約 7.6米 。

工作麵采用兩條巷道布置方式，工作麵回風巷擔負工作麵輔助材料運輸兼回風，工作麵運輸巷道擔負工作麵煤炭運輸兼材料運輸，運輸順槽、回風順槽和切眼均沿兩層煤分界線布置，由於頂板比較破碎且幫部片幫嚴重，巷道均采用“錨杆+菱形金屬網+錨索”的支護形式。

采高2.8～ 3.0米 ，放頂煤高度平均為 5.6米 ，采放比平均為1：1.9。由於我礦采用軌道運輸，為了便於運輸，我礦采用機軌合一的方式布置，工作麵采用後退式。

b、設備布置

（1）工作麵采煤機選用MG300/730-WD型電牽引采煤機，滾筒直徑為 1.6米 ，截深 0.63米 ；

（2）工作麵支架選用ZF9000-17/32型和ZFG10000-17/32型放頂煤液壓支架。

（3）工作麵前後部刮板機均為SGZ-764/400型可彎曲刮板輸送機。

在實際運行中，由於後部刮板機運煤量較大且經常發生由於不均勻放煤壓死後溜子事故，後部空間較小清煤較困難，比較影響正常生產，在我礦采完一個工作麵後將後部刮板機改為SGZ-764/500型可彎曲刮板輸送機，很好的解決了經常壓死後溜子現象。

（4）工作麵巷道帶式輸送機選用DSS-1000/200型可伸縮帶式輸送機。

（5）乳化液泵站選用WRB400/31.5型，三泵一箱。

3、綜采放頂煤工序布置

根據礦井設計生產能力，結合本礦的開采技術條件和機械化裝備水平，我礦綜放麵采用三.八工作製，即兩班生產，一班檢修。

由於我礦工作麵煤層厚度變化較大，為了提高回采率，我礦根據實踐經驗，適時調整采放工序，如果煤層較薄，采放比較小時采用兩采一放為一循環，如果煤層較厚，采放比較大時采用一采一放為一循環，即：

（1）煤層較薄時：

割煤→移駕→推前溜→拉後溜→割煤→移駕→推前溜→放煤→拉後溜。

（2）煤層較厚時

割煤→移駕→推前溜→放煤→拉後溜。

4、安全管理

（1）頂板管理

a、采用全部垮落法管理頂板。正常生產時，工作麵移架采用追機作業方式。當采煤機與未移架距離超過40組支架或發生片幫、冒頂時，必須停止割煤。采高不得超過 3米 。支架最大控頂距為 5.2米 ，最小控頂距 4.6米 。

b、當頂板破碎時，采煤機割完頂煤後必須立即帶壓移架，並打出護幫板護住煤幫，煤壁片幫深度達到 0.6米 以上時還需拉超前架進行支護。

c、由於我礦采煤工作麵兩順頂板比較破碎，為了維護上下兩順安全出口，機頭3架、機尾2架不得放煤，為了防止在拉架時煤塊從後部竄入刮板機，破壞兩順頂板完整性，實踐操作中在機頭3架，機尾2架處鋪菱形金屬網，隨采隨鋪。

有時上、下順槽尾巷較長時，隻需在拉架後把上、下端頭菱形金屬網鉸破，適當放煤後，尾巷隨即就會垮落。

d、兩順超前支護長度不小於 20米 ，抬棚一梁三柱，單體必須升緊、打牢、拴防倒繩，兩順安全出口均采用 4米 長π型鋼梁配合DW31.5～180/100的單體，支護頂板，均采用四梁八柱的支護方式加強支護，切頂柱為雙排單體液壓支柱密集支護。

e、礦壓顯現特點

工作麵在切眼預裂爆破後，向前推進35～40米後頂板初次垮落，在老頂初次垮落前適量控製放煤量，垮落時颶風較小，不會造成傷害。直接頂垮落步距為15～20米，隨采隨垮，無懸頂現象。礦壓顯現比分層開采小，無明顯的初次來壓，周期來壓也不很明顯。

（2）采空區防滅火管理

綜放工作麵相對綜采工作麵而言采空區丟煤較多而我礦的煤容易自燃，如何做好采空區防滅火管理是煤礦安全工作的重中之重，主要措施有：

①保持正常合理的推進度

我礦6#煤煤種為長焰煤，煤容易自燃，發火周期為45天。根據我礦對三帶“散熱帶、氧化升溫帶和窒熄帶”的研究分析，認為隻要保持合理的推進度（ 1.8米 /日）並采取其他防滅火措施，采空區是不會發火的。

②防止采空區漏風

采用均壓通風是防止采空區漏風的主要手段，另外還需在工作麵上、下隅角的切頂柱前吊掛擋風簾，防止向采空區漏風。由於綜放支架較長，通風不暢容易在上隅角造成有害氣體積聚，還可在機尾處吊掛導風簾，稀釋上隅角有害氣體避免上隅角有害氣體集聚，根據需要還可利用飛灰充填帶隔絕采空區；利用水砂充填帶隔離采空區，噴灑阻化劑等措施隔離采空區。在工作麵采完後及時封閉采空區，封閉必須符合要求，減少向采空區漏風。

③預防性灌漿

灌漿防滅火是將水、漿料按適當比例配置成一定濃度的漿液，借助輸漿管送往可能自燃或已經自燃的采空區，以防止煤炭自燃火災的發生。它是防止煤炭自燃火災最有效、應用最廣泛的一項措施。灌漿防滅火的作用是：包裹浮煤，隔絕與氧氣的接觸；堵塞裂隙、減少漏風；冷卻自燃的煤炭。根據與回采的關係，預防性灌漿分隨采隨灌和采後封閉灌漿兩種。

采前預灌是在工作麵尚未回采前對其上部的采空區進行灌漿，這種灌漿方法適用於開采老窯多的易自然、特厚煤層；隨采隨灌則是隨著采煤工作麵推進的同時向有發火危險的采空區灌漿，這是預防性灌漿采用的主要方法，采後注漿是采空區封閉後，利用鑽孔向工作麵後部采空區內注漿，目的是充填最易發生自燃火災的停采線空間和封閉整個采空區。由於我礦是近水平煤層，因此我礦基本采用封閉後灌漿。

④惰性氣體

在常溫下，氮分子結構與化學性質非常穩定，很難與其他物質發生化學反應，它是一種良好的滅火用惰性氣體。理論與實踐表明，當氧含量降低到5～10%時，可抑製煤的氧化自燃，而氧含量降低到3%以下時，則可以使煤炭燃燒熄滅並阻止其複燃。由於氮氣的特有物理性質、豐富的氮氣資源和簡單的注氮工藝，使氮氣防滅火技術成為容易自燃的礦井不可或缺的防滅火技術，現在我礦正采用DM-800製氮機向采空區注氮，日注氮量平均為 5800m ³日，向采空區注氮後，采空區氧氣濃度明顯降低，防滅火效果明顯。

結論：

（1）綜采放頂煤一次采全厚采煤法具有技術先進，安全可靠、消耗少、效率高和生產能力大、噸煤功效高等特點，是厚煤層高效開采的最佳選擇。

（2）隻要保證工作麵合理的推進度，在開采期間各種綜合防滅火措施到位，采後能夠及時封密采空區且封密質量合格，綜放工作麵的防滅火工作是較好管理的。

（3）上下端頭的管理是綜放工作麵頂板管理的重中之重，隻要嚴格控製放煤量和抓好鋪網工作，綜放工作上下端頭是較好管理的。

（4）“三機”配套技術的優化設計是應用綜放工藝取得高產高效的關鍵所在。

（5）由於綜放工作麵放煤時直接頂易於垮落，影響煤質較大，配套相應能力的洗煤廠，可大大地提高工作麵的回采率和煤質，是提高產能和效率的有效途徑。

參考文獻：

[1]金智新 於海勇，特厚煤層綜采放頂煤開采理論與實踐，煤炭工業出版社,2006.8

第一作者簡介：

張海峰，男，1973年3月出生，1997年畢業於遼寧工程技術大學礦山測量專業，1999年5月調入伊泰集團工作，先後從事技術員、技術科長、副礦長、礦長等職務，現任伊泰煤炭股份有限公司陽灣溝煤礦礦長，由於其在工作崗位一直表現較好，連續8年被評為公司先進，2005年獲得“鄂爾多斯科技新星”榮譽稱號，2007年被煤炭部評為“勞動模範”榮譽稱號。

現住址：內蒙古鄂爾多斯市東勝區神華佳苑2-206;

郵件地址：內蒙古伊泰煤炭股份有限公司生產技術部 劉江轉張海峰收，郵編：017000 ;

聯係電話：1894777599915847711177 ;

郵箱：ytzhanghaifeng@163.com