40李軍勝金華山煤礦 放頂煤研究2009年金華山煤礦放頂煤研究李軍勝(銅川礦務(wù)局金華山煤礦,陜西錒川727018)摘要:近年來,金華山煤礦在開采+570東部采區(qū)期間,通過實(shí)驗(yàn),分析、論證了放頂煤工藝各項(xiàng)參數(shù),并探索、總結(jié)出了一套具體的放頂煤操作措施,應(yīng)用成效顯著。關(guān)鍵詞:放頂煤;研究;效果分析中圖分類號(hào):TD823. 49文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671 -749X(2009 )02 -0040 -021.1 地質(zhì)概況0引言放頂煤工作面位于+570水平東部,開采的5*金華山煤礦位于陜西省銅川市東郊23 km處。煤層其走向?yàn)楸睎|,傾向北西,傾角4° ~16°;煤層煤田為渭北石炭二疊紀(jì)煤田的中部地帶,井田南北平均厚度4.5 m,容重1.46 V/m'，煤層硬度f=1.5,長(zhǎng)5.8 km,東西長(zhǎng)4.5 km,井田面積約23.2 km2。煤質(zhì)牌號(hào) πC;煤層含矸2層,上層為0.4 m炭質(zhì)泥井田內(nèi)含煤地層主要為石炭系太原群與二迭系山西巖,較穩(wěn)定,在全區(qū)普遍發(fā)育,下層為0.1~0.3m的組,含煤共8層,平均總厚度為6.78 m,其中以5"煤炭質(zhì)泥巖,一般不穩(wěn)定,僅局部地段發(fā)育。煤質(zhì)灰分層為主要可采層,11"煤層為次要可采層,平均總厚為31.54% ,水分13.67% ,硫分為2. 14% ,發(fā)熱量為度為4.89 m,其它多層僅局部或個(gè)別點(diǎn)可采,多呈5 127 k/kg。煤層的偽頂為0.3 m的炭質(zhì)泥巖,局部煤線。5"煤層位于太原群中上部,其層位穩(wěn)定,厚度地段較厚,可達(dá)0.5 m左右;直接頂為砂質(zhì)泥巖,局變化不大,井田范圍內(nèi)除沖刷缺失外,均超過可采厚部地段為細(xì)砂巖,厚度4.5 m,較穩(wěn)定;老頂多為K,度;一般含研1~4層,最上一層夾矸泥巖層位較穩(wěn)砂巖,厚度6.5 m左右,較穩(wěn)定;煤層偽底多為0.4定，自西向東厚度逐漸增大,其厚度大于分層厚度m的炭質(zhì)泥巖,直接底為5.6 m的粉砂巖，穩(wěn)定。0.6 m,故將5*煤層分為5-195-*煤層。礦區(qū)屬大. 1.2 工作面基本情況陸半干旱氣候,年氣溫變化顯著。該礦井屬低瓦斯工作面支架布置:放頂煤π型梁工作面采用走礦，瓦斯絕對(duì)涌出量5.87m/min,相對(duì)涌出量4.77向長(zhǎng)壁式采煤方法,工作面采高2.0 m,循環(huán)進(jìn)度1m/t,二氧化碳絕對(duì)涌出量4. 69 m/min,相對(duì)涌出m,8循環(huán)數(shù)2個(gè),作業(yè)形式為兩采-準(zhǔn)制。工作面量2.88 m'/t,煤塵爆炸指數(shù)24. 31% ,有爆炸危險(xiǎn),沿煤層底板炮采落煤推進(jìn),移完主副梁后在支架后無自然發(fā)火。井田正常涌水量19.2 m'/s。礦井設(shè)方放頂煤,全部垮落法管理采空區(qū)頂板。其工作面計(jì)生產(chǎn)能力為年產(chǎn)煤炭90萬t。傾斜長(zhǎng)度120m,π型梁支架沿煤層走向?qū)ε稞R梁隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和放頂煤工藝的廣泛推廣齊柱式布置,對(duì)棚棚距0.6 m,支柱排距1.0 m,最小應(yīng)用，近年來,金華山煤礦在開采+570水平東部5"控頂距2.4 m,最大控頂距3.4m, 3 mx1.2 m的編煤層時(shí),普遍采用走向長(zhǎng)壁后退式π型梁放頂煤一織網(wǎng)護(hù)頂,塘材背頂。次采全高采煤方法進(jìn)行開采生產(chǎn)。工作面上下順槽:工作面上下順槽走向長(zhǎng)度均為450 m,巷道凈斷面積為6.2 m'。均采用鋼梁木1放頂煤工作面基本情況 ，腿梯開中國煤化工,荊笆、板皮背幫收稿日期:2008 -08 -09剎頂。MYHCNMH風(fēng),上順槽為回作者簡(jiǎn)介:李軍勝(1973-),男,陜西扶風(fēng)人，1996年畢業(yè)于陜西煤風(fēng)巷兼運(yùn)料。炭工業(yè)學(xué)校采礦工程專業(yè)，助理工程師,從事采煤技術(shù)工作。工作面運(yùn)輸設(shè)備配備:工作面運(yùn)輸設(shè)備配備情第2期李軍勝金華山煤礦 放頂煤研究41況見表1。工作面剝落的煤炭由工作面SGW - 150彎曲刮板輸送機(jī)-→下順槽中的DSP-650型膠帶運(yùn)型可彎曲刮板輸送機(jī)-→下順槽中的SCW -40T可輸機(jī)→采區(qū)煤倉。表1工作面運(yùn)輸設(shè)備配備情況設(shè)備名稱型號(hào)功事/kW運(yùn)輸能力/1h-' 使用臺(tái)數(shù)備用臺(tái)數(shù)合計(jì)設(shè)備位置刮板輸送機(jī)SGW- 150150250切眼SCW -40T下順膠帶輸?shù)鼨C(jī)DSP -65040350濕式煤電鉆ZMS-1.2T型1. 23上、下順各一臺(tái)乳化液壓泵RB - 80/200進(jìn)斜饋電開關(guān)DW80 - 350施工巷運(yùn)輸設(shè)備控.QIzZ - 1201制開關(guān)煤電綜合B280 -2.52保護(hù)裝置放煤口位置及間距的確定:在放頂煤生產(chǎn)操作2放頂煤工藝參數(shù)及效果中,開始將放煤口開在溜槽以上300mm,間距6m,2.1放頂煤工藝參數(shù)的確定開300 mm的“I”字型口,放出的頂煤有限,且含矸初次放頂煤步距的確定:根據(jù)礦壓觀測(cè)理論和量大,煤炭回收率低,工作面頂板壓力不均衡;后經(jīng)生產(chǎn)實(shí)際中礦壓的顯現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)測(cè)工作面自開現(xiàn)場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)、監(jiān)測(cè),確定為放煤口開在溜槽以上切眼推采8 ~12 m時(shí),工作面煤壁有較大的片幫,支150 ~350 mm處,間距3 m,放煤效果較好。架載荷明顯增加，老塘垮填嚴(yán)實(shí),這表明直接頂和老放頂煤方法的確定:生產(chǎn)中,針對(duì)放頂煤開口過頂已基本斷裂垮落,即可開始初次放頂煤生產(chǎn),故多煤量不均勻,且經(jīng)常壓死工作面刮板輸送機(jī)、容將初次放頂煤步距定為8~12 m。易造成支架歪扭等問題,及時(shí)改用分段間隔、多輪次采放順序的確定:在回采與放頂煤的先后順序放頂煤法:其分段間距15 m,嚴(yán)禁同段內(nèi)兩個(gè)以上上,先采用“先放后采”形式,在當(dāng)班放頂煤后老塘放煤口同時(shí)放煤。這樣,不但頂煤放出均勻,刮板輸頂板未垮實(shí)、穩(wěn)定的情況下,放炮、移梁等操作都造送機(jī)負(fù)荷平穩(wěn)，且支架穩(wěn)定、安全、可靠。成了工作面頂板活動(dòng)劇烈,對(duì)支架質(zhì)量及安全威脅循環(huán)放煤量:按有關(guān)公式計(jì)算,循環(huán)放煤量為巨大;后采用“先采后放"形式,在上班老塘頂板已276 t?？鍖?shí)、穩(wěn)定的情況不，當(dāng)班放炮、移梁等采動(dòng)壓力對(duì)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律:經(jīng)長(zhǎng)期的礦壓觀測(cè),科學(xué)、合理支架質(zhì)量及安全影響都不大,且有利于安全管理頂?shù)姆彭斆汗に噷?duì)采場(chǎng)支護(hù)強(qiáng)度影響不大:采面煤壁板。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)分析,即采用“先采后放"形式。有小量的片幫;支架載荷稍有增加,其下沉量-般為采放比的確定:工作面的推采高度確定為2.050 mm;采面頂板周期來壓不很明顯,來壓步距- -般m。根據(jù)采區(qū)煤層的實(shí)際厚度和對(duì)資源回收率的要為6~ 14 m;兩巷超前動(dòng)壓范圍為0~25 m,15 m前求考慮到π型梁支架的支護(hù)強(qiáng)度等因素,將放頂后壓力較大。煤厚度規(guī)定為2 m,故正規(guī)采放比為1:1。在實(shí)際放2.2提高放頂煤效果的措施及效果分析煤過程中,由于受煤層厚度變化的影響,采放比也存提高放頂煤效果的相關(guān)措施:①放頂煤工作面在不確定因素。的兩巷,即上順槽和下順槽都必須沿煤層底板掘進(jìn)循環(huán)放頂煤步距的確定:合理、有效的放煤步距布置,以確保工作面在回采中始終沿煤層底板推進(jìn),既要能提高頂煤的回收率,減少資源損失,又要能降從而保證工作面的放頂煤厚度;②要嚴(yán)格按照正規(guī)低含矸量,保證煤質(zhì),且有利于安全質(zhì)量管理。經(jīng)過的循環(huán)進(jìn)度、回采高度進(jìn)行開采,無特殊地質(zhì)構(gòu)造或反復(fù)的實(shí)驗(yàn)、對(duì)比“采一放-”和“采二放一”效果, .變化中國煤化工高、進(jìn)度,以免礦山最終將放頂煤循環(huán)定為“采一放一”,各項(xiàng)技術(shù)效果壓力|Y片CNMH G山壓力不足而致使均比較理想,即循環(huán)放頂煤步距為1 m。頂煤無法放出;③要定期探測(cè)工作(上轉(zhuǎn)第12頁)12陜西煤炭2009年煤少量。4~煤層全硫平面分布規(guī)律較明顯,沿凹陷4~ '煤層平均為0.34% ,4-煤層為0. 22% ;硫酸鹽軸部為特低硫-低硫區(qū),依此向外為低中硫區(qū)-中硫(S,)少量,4~煤層平均為0.05%,4~“煤層為0.硫-中高硫區(qū)(見圖2)。04%。表3煤中各種硫成果表硫分硫酸鹽硫硫化鐵硫有機(jī)硫保號(hào) 煤別S.y%S.d/%s.d%原煤0.11-2.97 0.01-0.13 0.03-2.22 0.07-0.01.28(9) 0.05(6)0.8(6) 0.34(6)-1并煤0.11-0.74 0.01 -0.020.02-0.15 0.08-0.630.38(9) 0.01(5)0.09(5) 0.33(5)mC0.10-2.99 0.01-0.16 0.04-1.9 0.05-0.96 .0.94(26) 0.04(1)0.64(18 02(18)-2開僅013-.22 0.1-0.02 0.02-0.51 0.09-1.0E例0.37(26) 0.01(13)0. 10(13) 0.25(13)3結(jié)語圖24-煤層 硫分等值線圖由于受沉積凹陷的控制,青崗坪井田的含煤地4 ~'煤層浮煤全硫變化在0.11% ~0. 74%,平層呈現(xiàn)凹陷軸部較厚,南北兩翼變薄的變化規(guī)律,煤均為0.38%;4~煤層浮煤全硫變化在0.13% ~1.層也呈現(xiàn)出凹陷軸部厚,夾矸層數(shù)多,向南北兩翼變22%之間,平均為0.37% ,煤中各種硫見表3。薄,煤層的灰份、硫份呈現(xiàn)出凹陷軸部低,向南北兩煤層中均以硫化鐵硫(S,J)為主,4~煤層平均翼增高的變化規(guī)律。這個(gè)規(guī)律在青崗坪井田表現(xiàn)非為0.84% ,4 2煤層為0.64% ;有機(jī)硫(S.a)次之，常明顯。(下接第41頁)工作面的分析,放頂煤工藝具有以下優(yōu)點(diǎn):①提高了面底煤厚度,確保工作面沿煤層底板推進(jìn)回采。杜工作面的單產(chǎn)水平,實(shí)現(xiàn)工作面月產(chǎn)25 000 t的“高絕隨意改變開采層位和采放比,以免降低回收率;④產(chǎn)高效”目標(biāo)效果;②采煤工作面的回收率均可達(dá)嚴(yán)格按照“采不放,放不采”要求進(jìn)行操作;頂煤放到97%以上,高于傳統(tǒng)工藝19% ;③生產(chǎn)的原煤煤不盡,則不準(zhǔn)下一道工序作業(yè);⑤要加強(qiáng)放頂煤工藝質(zhì)優(yōu)良,含矸量低,發(fā)熱量高,銷售價(jià)格提高了30%研究。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況,要采取最合適的放頂煤左右;④放頂煤前,要“先回收老塘側(cè)塘木、后開放方法,防止頂煤封堵住放煤口而影響放煤效果;⑥必煤口" ,所以,背頂塘木的回收復(fù)用率提高,生產(chǎn)成須及時(shí)將工作面中的浮煤清理千凈,裝人刮板輸送本進(jìn)-步降低。機(jī)運(yùn)出工作面,以避免丟失;⑦放頂煤時(shí),操作人員要密切注意頂煤放出情況,放凈后及時(shí)封堵放煤口,防止矸石放出;⑧全面加強(qiáng)放頂煤工作面的支護(hù)工通過全面實(shí)踐、研究放頂煤I藝,金華山煤礦摸程質(zhì)量管理,積極給放頂煤工作創(chuàng)造良好、有利、安.索制定出了一套切實(shí)可行的放頂煤方法,已使工作全的條件。面的生產(chǎn)能力、回收率.工效等都得到了迅猛的提放頂煤效果分析:通過對(duì)已回采的幾個(gè)放頂煤十。Research on top - coal caving in jinhuashan coal mineLI Jun-sheng(Jinhuashan Coal Mine, Tongchuan Mining Bure中國煤化工Abstract: Combining the practise of top-coal caving mining in Jinhuashan mi:[YTHC N M H Geal panamele oflopcoal caving mining and summarizes opernation measures of op-coal caving miung.Key words:top coal caving;study; ectivenes analysis