科學之友Friend of Science Amateurs2008年08月(24)論12#煤薄煤層綜采采煤方法.孫衛(wèi)國(陽泉市南莊煤炭集團有限責任公司，山西陽泉045000)摘要: 文章詳細介紹了南莊礦井12#煤層的采煤工藝,對薄堞層綜采面的三機配套參數進行了確定和合理性分析,同時對12#煤層的瓦斯綜合治理進行了詳細的分析和總結。關鍵詞:采煤工藝;設備選型;三機配套參數;瓦斯治理;瓦斯預抽中圖分類號: TD823.25*1文獻標識碼:A .文章編號: 1000-8136(2008)24- -0036-021企業(yè)基本情況3南莊井田12#薄煤層基本條件簡介陽泉市南莊煤炭集團有限責任公司成立于2001 年3月812#煤層位于15#煤層上方約48m處，傾角平均為59*-8%,日。2004年12月28日經陽泉市人民政府與國家開發(fā)投資公司煤層層位較穩(wěn)定,結構簡單,夾矸厚0.08 m-0.65 m,頂板為泥巖、協(xié)商，實現(xiàn)股權重組,2005年1月15 H正式成為國家開發(fā)投資砂質泥巖,底板為砂質泥巖、泥巖、砂巖。由于頂板巖層為泥巖比較公司煤炭公司控股企業(yè)。重組后資產總額為109 037萬元,注冊破碎,同時煤層地質構造發(fā)育,小斷層、無炭柱多.煤層起伏變化復資本22892萬元。雜。煤層平均厚度1.35 m,煤層硬度f<3.煤層開采高度為1.5m左南煤集團公司現(xiàn)管轄有南莊分公司、大陽泉煤炭有限責任右,開采時工作面瓦斯相對涌出量為19.5 m/,瓦斯主要來源于公司、南煤化工、廣源實業(yè)、富源活性炭、通泰鐵路等4個非煤產煤層本身及上下鄰近層。業(yè)子公司和集團供應、銷售兩個分公司。集團公司新成立了新型15#煤層平均傾角為59-80 ,煤層層位較穩(wěn)定,煤層厚度5.24m~環(huán)保建材公司(年產2.6億塊煤矸石燒結磚),一期工程已經投入6.63 m,結構復雜,含1~2層夾矸,夾矸厚度為0.02 m-0.47 m,煤生產;現(xiàn)集團公司正在建設2*13.5 MW煤矸石電廠,同時正在籌層頂板為泥巖,底板為砂質泥巖、泥巖。煤層開采高度為5.8 m左建西上莊接替井田大型煤電一體化企業(yè)(西上莊井田儲量右,本煤層瓦斯含量極小,開采時工作面瓦斯主要來源于上覆巖933.81 Mt、面積53 km?)。層及12#煤層。12#煤層是礦井主采煤層15# 煤的解放層,其開采主要從以2南莊礦 井采煤方法簡介下兩方面考慮,一方面是選撣適應煤層條件的設備,從而滿足工南莊礦井是南煤煤集團最主要的生產單位。南莊礦井現(xiàn)開作面推進度的需要;另一方面主要考慮該煤層在開采期間存在的采12#、15#兩層煤(3#.6# 煤開采已經結束),共有3個生產采本煤層、上臨近層、下臨近層(15#煤層開采期間上行的大量瓦區(qū)。12#煤六采區(qū)布置有一個薄煤層綜采(使用KX2800/07/18掩斯)的瓦斯治理問題。護式支架)工作面;采煤機選用4 MC200 W型雙滾簡采煤機;工4薄煤層綜采工作面設計和配套設備選型的主要參作面輸送機型號均為SCB- -630/220型刮板輸送機。15# 煤八、九數確定采區(qū)各布置有一個低位放頂煤綜采工作面。排水帶出的不可忽視的熱量回收利用，通常在鍋爐房內要設置的清潔,滿足了合格的蒸汽品質要求,延長了鍋爐的使用壽命，定期排污及連續(xù)排污膨脹器，將爐水因降壓后產生的汽水分開排污余熱充分利用,達到了節(jié)能的效果。并分別加以利用。蒸汽一般通人大氣式熱力除氧器用于給水的由此可見，設計制造安裝、使用單位必須重視鍋爐排污問除氧,而污水則通過換熱器降溫.利用熱量后安全地排人地溝。題,深刻理解排污的意義,掌握排污量的大小,正確操作使用排污裝置,回收利用排污的余熱。這有利于確保鍋爐在經濟的條件5小結下安全、可靠、長期地運行,或少不必要的損失,達到節(jié)約能源的通過正確合理的排污,排掉爐水中的朵質污泥、水垢,控制目的。鍋水的堿度及含鹽量,使爐水水質符合國家標準.保證了受熱面Blowdown Question of the BoilerXu Jianming中國煤化工。Abstract: Blowdown's water quality is an important link of measuring manaexplins and proves fromconcept , calculation , rationality practical , recycling , blowdown of heat,YHCN M H Glowdown ratle , boiler ofblowdown, achieve the purpose to pay atention to blowdown，safe operation ，reduce and consume , and save the energy.Key words: blowdown; the blowdowmn rale is calculated; blowdown device ; energy conservation-36-科學之友Friend of Science Amateurs2008年08月(24)4.1工作面采高綜采工作面采高主要由煤層厚度所決定,根據前面所述12#或其載荷集度q1= EhryUm2煤層厚度1.35 m,但包含夾矸的平均采高為1.5 m-1.65 m,煤層老頂對支架的載荷根據不同的礦壓理論采用不同的采煤方厚度穩(wěn)定、變化不大,綜合考慮確定工作面采高為1.5 m。法時,不同頂板類型的運動規(guī)律不盡相同,對老頂載荷有如下幾4.2工作面長度種確定方法:以直接頂載荷的倍數估算老頂載荷,在- -般情況下綜合考慮15#煤層工作面布置長度和12#煤層的工作面裝是可行的。備水平兩種因素,確定工作面長度為180 m。在多數礦井測定中發(fā)現(xiàn)，周期來壓時形成的載荷不超過平4.3推移步距(截深)采煤機截深即推移步距,根據液壓支架、采煤機、輸送機的時載荷的兩倍,因此得出如下關系:能力,同時考慮煤層賦存及頂底板狀況,截深選為0.6 m。p=. IhLryom2512# 煤層目標產量的確定式中:p:考慮直接頂及老頂來壓時的支護強度;n:老頂來壓與平時來壓強度的比值,稱增載系數。5.1 目標產的擬定南莊礦井設計生產能力2.0 MVa,綜合考慮煤層賦存條件、裝取Sh=M(M為采高;K為巖石碎漲系數)備水平和生產銜接等各方面的因素，最終確定15# 煤層目標產量為1.5 Mtla, 12#煤層目標產量為0.5 MUao則:p=2x M xγtm25.2 確定目標產量的合理性分析K值一般取為剛破碎時的碎漲系數1.25 ~ 1.5。割- -刀煤產量:Qg=L. Bg. Hg*r.Kg因而:p=2 x (2- 4) x Mxy=(4~8) x Mxy vlm2式中:Qg:制- -刀煤產 “量,t;即相當于維持采高4~ 8倍巖柱的重量用作支護強度。通常L:工作面長度,設計180 m;在頂板條件較好周期來壓不劇烈時采用低倍數，相反則采用高Bg:采煤機截深,取0.6 m;倍數。Hg:采煤機平均割煤高度,取1.35 m;在南莊礦井:p=(4 ~ 8) x 1.65 x 25=165 kN/m2 ~ 330 x kN/m2r:煤的容重,取1.40Vm';(2)按現(xiàn)行較通用的巖石容重法計算支架支護強度:Kg:采煤機割煤回收率,取0.97。p=Krh*y(Kp-1)則:Qg=180x0.6x 1.35 x 1.40 x0.97=198t式中:p:支架支護強度kN/m2';工作面年推進度:(5 x 105x 0.6)+ 198=1515 mh:采高,取最大采高1.65 m工作面日推進度:1515 + 330=4.6 m(按330天工作日計算)γ:頂板巖石容重25 kN/m'每日進刀數:4.6+ 0.6=7.7刀,即每日大約需要割煤8刀。Kp :巖體碎脹系數,取1.2以上計算表明:Kg;:動載系數1.1-1.5,取1.3(1)每日可按“三八”制組織生產(兩班生產,-班檢修)每個p=1.3x 1.65 x 25/(1.2-1 )=268.12 kNm2'生產班割煤4刀,日進度4.8m,與12#煤層工作面裝備水平是相(3)按英國礦業(yè)部經驗公式適應的。p=150h(2)12#煤層年推進度(1515m)> 15#煤層年推進度(1 200式中:p:支架支護強度kN/m2;m),能夠有效解放15#煤層。h:采高,取最大采高1.65 m。(3)12#煤層目標產量是在考慮整個礦井年生產能力,同時p=150 x 1.65=247.5 kNm2由于12#煤層含硫、灰分比較高,故也考慮了礦井的品種煤質量綜合以上計算結果,取支護強度最大的計算結果330 kNm?,和企業(yè)的經濟效益。綜上分析:12#煤層目標產量擬定為0.5 Mla是合理的。即液壓支架單位面積支撐頂板的理論強度應該大于330 kN/m?(即0.33 MPa)。612# 煤層綜采面“三機”主要技術參數的確定本礦井液壓支架工作阻力確定Q=P:*(b+L)-.B/n6.1支架工作阻力的確定式中:Q:液壓支架額定工作阻力,kN/架;目前,確定工作阻力的方法有以下幾種:p:支護強度,取計算值330 kN/m?;(1 )根據礦山壓力研究結果,將支架載荷確定為直接頂重量b:梁端距,取0.4 m;和老頂通過直接頂作用于支架的載荷進行計算:L:頂梁長度,取4.2 m; .直接頂載荷為Q= ShLrγhmB:支架中心距,取1.5 m;n:支架效率,取0.96。則:P=330x (0.4+4.2)x 1.5/0.96=2 372 kN式中: Eh:直接頂厚;因此,支架工作阻力考慮選用2 800 kN。Ln:懸頂距;y:容重。中國煤化工]雙向制煤方式，往返一-若懸頂距L等于控頂距L,則次制風fYHC N M H GH煤時間為往返兩個循環(huán)的平均雙Q= LhLryYm(1)當采煤機牽引速度為4 m/min時,往返一次的循環(huán)時間為:-37-應用技術孫衛(wèi)國:論12#煤薄煤層綜采采煤方法T=2(Tx+Th+7Tk+Tg)+Txd+TsdVx:斜切進刀速度,取Vx=6 m/min;Tx=(L+Lj\VxVh:返回割通速度,取Vh=6 m/min;Th=(L+LJ)/VhVh:空載運行速度,取Vk=6 m/min;Tk=(L+L2)/VkVg:采煤機平均割煤速度,取Vg=6 m/min。TEg<(L-2L-LJVg則Tx=( 13+30)/6=7.17 min;式中:T:往返一次循環(huán)時間,min;Th=( 13+30)/6=7.17 min;Tx:斜切進刀時間,min;Th:返回割通時間, min;Tg=( 180 -2 x 13-30)/6=20.6 min;Th:空載運行時間,min;T=2 x (3 x7.17+20.6)+10+5-99.34 min;Tg:割煤時間,min;平均每刀循環(huán)用時約49.67 min,采煤機平均割煤速度為Txd:下端頭作業(yè)影響時間,取Txd=10 min;6 m/min時，日采煤兩班進刀8次，工作面開機率為49.67 x8/Tsd:上端頭作業(yè)影響時間,取Ted=5 min;(2 x8x 60)=41%。L:兩滾簡回轉中心距離,取L1=13 m;即平均每個循環(huán)時間為49.67 min,當采煤機平均割煤速度L:刮板輸送機彎曲段長度,取[2=30 m;為6 m/min,采煤機開機率為41%時,可以保證年產量為50萬t。.Vx:斜切進刀速度,取Vx=4 m/min;采煤機開機率、牽引速度和產量關系見表1。Vh:返回割通速度取Vh=4m/min;表1采煤機開機率.牽引速 度和產關系Vh:空載運行速度,取Vk=4m/min;Vg:采煤機平均割煤速度,取Vg-4m/min。I采煤機牽引速度采煤機開機率平均口產量年產量則Tx=( 13+30)4=10.75 min;4mn/min151550萬tTh=( 13+30)14=10.75 min;6n/min41%Th=( 13+30)/4=10.75 min;Tg=(180-2x 13-30)/4=31 min;.3 工作面采、運煤能力計算T=2x (3 x 10.75+31)+10+5=141.5 min。當采煤機牽引速度為6 m/min時:平均每刀循環(huán)用時約70.75 min,采煤機平均割煤速度4Q=60B,H&V.y nK,m/min時,8采煤二班進刀8次,工作面開機率為70.75x8/(2xQ=60 x 0.6x 1.6x6x 1.40 x0.97=470Uh8x 60)=59%。式中:Q:采煤機的落煤能力;即平均每個循環(huán)時間為70.75 min,當采煤機平均割煤速度B;采煤機截深,取0.6 m;為4 m/min,采煤機開機率為59%時，可以保證年產量為50萬t。Hg:采煤機平均割煤高度.取1.6 m;(2)當采煤機牽引速度為6 m/min時,往返一次的循環(huán)時間V:采煤機制煤牽引速度,6 m/min;為y:煤的容重.取1.40 t/m';T=2(Tx+Th+Tg)+Txd+Tsd;Kg:采煤機割煤回收率,取0.97Tx=(Lu+Lj)Vx;刮板運輸機運輸能力。運輸機的最大運輸能力應滿足Q,≥Th=(L+L)/Vh;7k=(L+L)/Vk;式中:Qn:運輸機的最大運輸能力;Tg=(L-2L.-L)Vg;Ky;:運輸機的裝載不均勻系數,取1.15。式中:T:往返一次循環(huán)時間,min; .Q,=1.15 x470=540 th因此，運輸機的運輸能力應不小于550 vh。Th:返回割通時間,min;7總結12#煤薄煤層采用綜合機械化采煤后,第一,提高了12#煤Txd:下端頭作業(yè)影響時間,取Txd=10 min; .層的回采率增加了12#煤層的產量;第二, 12#煤層作為15#主Tsd:上端頭作業(yè)影響時間,取Tsd=5 min;采煤層的解放層其順利組織開采有效解決了15# 主采煤層的瓦斯問題;第三,工作面采用綜采液壓支架后,有效維護了工作面的L:刮板輸送機彎曲段長度,取L2=30 m;頂板,解決了頂板破碎問題,大大提高了采煤工作面的安全系數。Comprehensive Coal Mining Method of Thin Coal Seam No. 12Sun WeiguoAbstract: The article has introduced the coal mining crafts of 12 coal seams of mine of south vllage . it is analysed that the thincoal seam adopts the related parameter of three sets of machinery of Taxi。中國煤化工he gas comprehensive ad-ministration of coal seam No. 12.Key words: coal mining craft ; seleting type of the equipment; relatedYHCNMHGry;thegasiscrorle;the gas is smoked in advance- 38-