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贵州省首个大倾角大采高“三软”煤层综合机械化开采纪实
2019-11-27 10:41:20
摘要:在42度至63度的采煤工作面斜坡上,月推进速度从5米提高到60米,贵州省六盘水恒鼎实业有限公司洪兴煤矿经过一年多艰苦努力,探索出全省大倾角大采高“三软”煤层综合机械化开采新路,实现效益、安全双丰收。

在42度至63度的采煤工作面斜坡上,月推进速度从5米提高到60米,贵州省六盘水恒鼎实业有限公司洪兴煤矿经过一年多艰苦努力,探索出全省大倾角大采高“三软”煤层综合机械化开采新路,实现效益、安全双丰收。

采煤工艺面临选择

不久前,记者来到洪兴煤矿111703综采工作面,看到采煤工人正在用坡度规测量,其数据显示采煤工作面倾斜度达到51度,38架重达32吨的综采液压支架矗立在工作面,割煤机“呼呼”转动,优质煤源源不断地落到刮板输送机上,并随着皮带运输机涌向地面。

说起111703综采工作面出煤,六盘水恒鼎实业有限公司董事长鲜清平感触颇深。

“这个工作面的采煤难度非常大,最大倾斜度达到63度,平均倾角为48度,煤层平均厚4.8米,更为困难的是工作面面临顶底板松软、破碎且岩性差,是典型的大倾角大采高‘三软’煤层。”鲜清平介绍说,2017年11月,该工作面贯通时,采煤工艺面临两种选择:一种是炮采,另一种是综采。

炮采工艺可加快工作进度。但是炮采后顶板难以控制,瓦斯会不均匀释放,很容易导致瓦斯超限,安全风险大。由于炮采工作面断面小,顶板破碎会造成漏顶堵塞工作面,产量少、效率低,资源严重浪费。

采用综采工艺,综采支架能及时有效控制并支护顶板,且综采工艺能实现落煤、支护顶板、运煤机械化和快速化,降低工人劳动强度,还能提高单产效率,加快工作面推进速度,缩短对被保护层的消突工期,同时也能较好地做到工作面瓦斯均匀释放。但这个工艺需要更大的资金投入、更高的管理技术水平。

经过反复研究、技术论证和效益分析,该矿最终决定选择综采工艺。

有着不服输的韧劲儿

“大倾角大采高‘三软’煤层综采工艺在贵州还没有成功经验可借鉴。因其煤层倾角大、顶板松软,支架很难稳定。前期,我们在煤体内注入高分子材料固化顶板,但仍然起不到作用,支架倾倒、下滑、咬架现象不断出现,加上顶板裂缝渗透水破坏,底板受淋变软,支架控制难度加大。”鲜清平说,“一般煤矿的综采液压支架重量每架约20吨,我们的液压支架每架重达32吨。选择这样重量级别的支架,主要是解决大采高松软底板承受能力差、支架易下沉等难题。”

洪兴煤矿矿长敖成进坦言,2018年6月至2019年2月前期9个月的作业中,该矿投入了400多万元,工作面仅推进45米,每天几乎都在处理支架倒架、调架和维护顶板,花费了大量的人力物力,该矿及其上级公司几乎失去了信心,准备将综采工艺改回炮采工艺。

然而,凭着一股不服输的韧劲儿,该矿上级公司领导层带队深入现场跟班、调研,并组织相关人员外出学习考察,于今年3月决定重新组织实施综采工艺。

经过不断探索,今年6月,111703综采工作面进度突破30米,7月进度达到47.6米,8月进度达到59.6米。8月产煤2.6万吨,平均采高4.5米,并有效控制了工作面片帮、冒顶,工作面推进日趋正常。

记者了解到,该矿采取的主要措施是将先前工作面歪斜的支架扶正,调小工作面上段割煤倾角,保证工作面倾角在46度左右。调采过程中,他们坚持顶板挂铁丝网防止顶板漏顶,煤机割煤时及时将液压支架的前支撑板支护到煤壁,防止煤壁片帮。

与此同时,该矿在工作面上段接近上安全出口处,按台阶式进行调采;从工作面上段往下逐架进行人工开帮,即采用人工方式沿煤层顶板进行作业,并用工字钢梁沿走向架棚支护,工字钢梁一端搭在支架顶梁上,煤壁侧采用高度合适的单体液压支架进行支护。

此外,他们还让煤机从下往上进行割底煤,截深0.8米,高度视底煤厚度决定,割煤后采取追机移架,煤机穿透机尾后,煤机空刀下行至机头停机,再按从上往下的顺序进行推溜,如此循环直至工作面进入正常回采。

拿下最关键的4%

回到办公室里,鲜清平给记者算了一笔账:当初每月进度5米,月采煤700多吨,成本100多万元。目前每月进度可达60米,采煤2万多吨,成本170万元左右。

“111703综采工作面试采投入了6500多万元,目前成本降低了,效益提高了,安全稳定了,这笔投入很划算。”鲜清平说,按照目前的进度,再过4个月左右,这个工作面就能采完,可以及时布置下一个工作面。

“更为关键的是,我矿在大倾角大采高‘三软’煤层综合机械化开采方面提振了信心,最大限度地利用资源,实现经济和安全效益双丰收。” 鲜清平高兴地说。

贵州省煤矿设计研究院有限公司总工程师孟应芳告诉记者,洪兴煤矿通过一年多的大胆探索,在大倾角大采高“三软”煤层综采方面积累了经验,比传统的炮采工艺大大提高了资源回收率,具有推广价值。

据了解,按照贵州省关于煤炭工业淘汰落后产能加快转型升级的部署,2020年全省生产煤矿采煤机械化率将达到96%。

“贵州煤矿采煤机械化率要达到100%,关键是还有4%的煤矿难以实现机械化开采。”贵州省能源局科技装备处处长韩树强表示,这最为关键的4%煤矿的煤层赋存条件复杂多样,由于煤层倾角大、构造复杂、井田范围小等问题,难以实现机械化开采。

为攻克这关键的4%煤矿的机械化开采难题,夯实到2022年全省煤矿实现100%机械化开采基础,近日,贵州省科技厅、贵州省能源局联合发布了贵州省关键4%煤矿机械化开采技术榜单。本批技术榜单旨在攻克关键4%煤矿机械化开采难题,提高煤矿企业安全生产水平,推动全省十大千亿级工业产业的转型发展。(中国煤炭网)


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