薄煤层超长作业面综采分析

能源研究

薄煤层超长作业面综采分析李咏（同煤浙能麻家梁煤业有限责任公司，山西朔州036002）

摘要：针对薄煤层超长作业面综采作业开展分析探究，结合具体工程实际，从作业面设备安装、设备管理和矿压观

测三个方面对薄煤层超长作业面综采技术进行分析探讨，并介绍其实际应用效果，希望能够为其他矿井相似工程的有效开展提供一定的借鉴与参考。

关键词：薄煤层；超长作业面；综采作业；设备安装；设备管理；矿压观测中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2018)06-0048-02

AnalysisofFullyMechanizedMiningatSuperLongWorkingfaceofThinCoalSeam(ZhenengMajialiangCoalIndustryCo.,Ltd.,DatongCoalMineGroup,Shuozhou036002,Shanxi,China)Abstract:Thispapercarriedoutanalysisandexplorationonthefullymechanizedminingatsuperlongworkingfaceofthincoalseam.Combinedwithspecificengineeringpractice,thispaperanalyzedthefullymechanizedminingtechnologyatsuperlongworkingfaceofthincoalseamfromequipmentinstallation,equipmentmanagementandminepressureobservationandintroduceditsactualapplicationeffect,whichhopedtoprovidecertainreferencefortheeffectivedevelopmentofsimilarprojectsofothermines.

Keywords:thincoalseam;superlongworkingface;fullymechanizedoperation;equipmentinstallation;equipmentmanagement;minepressureobservation

LIYong

0引言

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根据相同调查统计，中国薄煤层储量超过60伊10t，占据煤炭总储量的20%左右，绝大多数矿区均赋存有薄煤层，不过受到薄煤层赋存条件不稳定的影响，薄煤层有效回采难度极大[1-2]。现阶段，中国薄煤层回采存在机械化程度低、回采成本高、人员作业强度大等特征，薄煤层回采量在国内煤炭回采总量占比中不超过10%。鉴于此，探寻薄煤层综采开采工艺，对于提升薄煤层回采效率，推动矿井持久发展意义重大。11042机巷21042机巷2104东回风石门21042风巷572缓斜北—回风石门

21031风巷11042风巷图1薄煤层回采作业面平面布置示意图

21031机巷1工程概述

2巷道开切眼扩刷与设备安装分析

A矿11042作业面走向全长950m，倾斜长度180m，煤层赋存倾角介于1毅～5毅之间，主采煤层为11#煤，煤层厚度均值0.78m，容重1.45t/m3，属于典型的稳定薄煤层。回采作业采用单一走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。下表1和图1所示分别为作业面综采机械设备配置表和作业面平面布置示意图。表1回采作业面综采机械设备配置表

名称采煤机端头支架液压支架刮板运输机胶带运输机转载机

型号

MG2伊150/421-PFDZT3600/14/28ZY3400/6.5/14SG2730/320-LTDSS-80/10/2伊55SGB630/150C

数量1292121

台

收稿日期：2018-04-16

作者简介：李咏，1983年生，男，山西大同人，2012年毕业于太原理工大学采矿工程专业，助理工程师。

鉴于11042作业面相较于井下其他综采作业面的差异性（倾斜长度180m），若仍然沿用传统回采安装工艺，先对作业面开切巷道实施扩巷和顶板支护操作，随后再进行综采设备的安装，会导致作业顶板压力过大，使巷道后期出现严重变形，干扰正常设备安装效率，导致巷道维护作业量大幅增加。因此，在充分结合现场实际的基础上，改用边扩刷开切眼边安装设备的施工方式[3-4]。针对作业面实际状况，首先对机头部端头支架位置进行确定和扩刷，并安装推移箱与型号为ZT3600/14/28的端头支架，随后进行整个开切眼的扩刷，并在扩刷的同时对开切眼进行充填作业，以增强围岩稳定性，随后经回风巷道布设作业面液压支架，支架型号为ZY3400/6.5/14，共布置92台，完成支架安装后再依次安装刮板运输机、采煤机等设备。具体作业顺序为：巷道运输设备→作业面刮板运输机10m→刷机巷圆弧段→机头推移设备→端部支架→刷作业面煤壁至适宜长度→液压·48·

2018年第6期李咏：薄煤层超长作业面综采分析2018年6月

支架→剩余刮板运输机→机尾推移设备→机尾端头支架→采煤机牵引设备→扩采煤机机窝→采煤机。下图2所示即为作业面设备布设安装示意图。端支头架11042机巷

端支头架

推移装置溜子

待刷煤壁

11042风巷

图2作业面设备布设安装示意图

3作业设备管理分析

考虑到11042回采面属于典型的超长布设回采面，伴随回采长度的增大，回采作业时发生设备故障的可能性也显著提升，针对于这一问题，结合作业现场实际情况并考虑所用设备自身特性，针对各设备的管理运行采取针对性改进措施，从而更好地确保回采作业高效、持续进行[5]。a)回采长度增大后先后多次发生采煤机电牵引故障和牵引锚链断链事故，使采煤机的正常牵引作业无法开展。改进方法：增大采煤机牵引锚链直径，由原来的26mm增大至30mm，提升牵引锚链破断的极限阈值；b)采煤机长时间持续牵引作业导致电机温度异常升高，风冷却系统无法确保电机冷却温度和效率，影响其正常使用。改进措施：将原有的风冷却形式更换为水冷却方式，增强电机冷却效果；c)刮板运输装置在调试期间发生飞链或卡链现象，对煤炭回采后的有效运出造成影响。改进措施：增大刮板运输装置电机输出效率，从原来的160kW增大至200kW，增强运输装置运输效率，同时更新磨损严重的旧刮板，降低运输作业时刮板同中部槽的摩擦阻力；d)电液控制系统升级后操作同操作程序发生冲突，导致液压支架存在自动降架现象。改进措施：针对实际情况，制定液压支架自动降架时的安全防控措施，提升作业人员对支架的操控管理，同时同设备生产厂家联系，及时委派专业技术人员对电液系统操作存在的不足进行改进；e)割煤作业时抖动阻力较大，导致摇臂升降时油缸插销容易脱落，影响正常升降作业的进行。改进措施：在油缸上增焊挡板一块，固定油缸插销，防止其发生脱落；f)采煤机油管密封质量不佳，割煤作业时会因无法承担泵站恒定压力而出现油管断裂现象，导致漏油。改进措施：更换强度更佳的特制油管并密封，同时对连接端部加强连接，从而有效防治断裂现象的发生。4

矿压观测分析

4.1观测设计分析采用PM32型电液控制压力感应装置观测11042作业面回采过程中的矿压，将所采集的支架作业阻力数据传输至中央处理器，经分析后绘制液压支架阻力变化曲线图和作业面回采推进图。采用YHY-60型单体阻力观测仪采集作业面顶板来压强度与影响范围数据；针对作业面上分层煤柱集中区域进行巷道移近量观测。4.2作业面上分层煤柱集中区域矿压观测分析结合现场实际观测矿压数据可知，作业面支架运行阻力最大为32MPa，作业阻力最小为18.6MPa，整个作业面压力分布呈现中间大端部小的特性。回采作业时，上分层回采后中部采空区顶板充分垮落，导致下分层回采相应区域顶板为悬臂梁状态，所承担负载大幅增加，而作业面端部顶板由于上部空间未充分垮落，回采时受力情况虽然是负载，但所承受载荷较低。这种受力特性导致采空区周边生成了减压区的同时在采空区中部构成增压区。同时，受下分层回采影响，采空区中部垮落高度持续增大，导致作业面前方顶板受力提升[6-7]。4.3过煤柱集中应力带矿压观测分析借由对回采面中部过煤柱集中应力带矿压观测可知，通过煤柱前，压力主要维持在20MPa～26MPa之间。在通过煤柱时，压力迅速增大，支架作业阻力最大可达35MPa，而当作业面通过煤柱后，压力再次减小至通过前的水平。5结语

采用全新的薄煤层超长作业面综采工艺后，11402作业面煤炭回采率获得显著提升，下分层煤炭万吨掘进率显著降低，为矿井创造了良好的经济效益。同时，作业面劳动环境与安全条件获得显著改良，整个回采作业过程中未出现任何顶板事故，未造成任何人员伤亡，作业安全性获得有效保障。这表明新工艺的应用普及为整个矿井经济效益和社会效益的全面双赢提供了坚实的推动力量。参考文献：1］柯昌青，朱勇钢，苑雪涛，等.薄煤层超长工作面高产高效的探

讨［J］.煤矿机械，2017，38(6)：68-70.

2］李娟.薄煤层超长工作面综采技术研究［J］.煤矿现代化，

3］2017(5)任刚，：张101-103.浩乙.近距离极薄煤层超长复采工作面液压支架快

速回撤技术［J］.煤矿开采，2015，20(1)：30-32.4］王克武，罗亚麒.复杂构造下超长工作面薄煤层高效开采技术

［J］.煤矿现代化，2013(3)：17-19.

5］张文明.薄煤层超长面安全高效开采配套设备及工艺实践［J］.

煤炭技术，2007(8)：143-144.

6］成东升.复杂构造下超长工作面薄煤层高效开采技术［J］.河

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（责任编辑：季鑫）

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