科學(xué)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(tuán)有限責(zé)任公司，山西陽泉045000)摘要: 文章詳細(xì)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(jī)配套參數(shù)進(jìn)行了確定和合理性分析,同時對12#煤層的瓦斯綜合治理進(jìn)行了詳細(xì)的分析和總結(jié)。關(guān)鍵詞:采煤工藝;設(shè)備選型;三機(jī)配套參數(shù);瓦斯治理;瓦斯預(yù)抽中圖分類號: TD823.25*1文獻(xiàn)標(biāo)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(tuán)有限責(zé)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(jīng)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(jié)構(gòu)簡單,夾矸厚0.08 m-0.65 m,頂板為泥巖、協(xié)商，實(shí)現(xiàn)股權(quán)重組,2005年1月15 H正式成為國家開發(fā)投資砂質(zhì)泥巖,底板為砂質(zhì)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(chǎn)總額為109 037萬元,注冊破碎,同時煤層地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育,小斷層、無炭柱多.煤層起伏變化復(fù)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(tuán)公司現(xiàn)管轄有南莊分公司、大陽泉煤炭有限責(zé)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(shí)業(yè)、富源活性炭、通泰鐵路等4個非煤產(chǎn)煤層本身及上下鄰近層。業(yè)子公司和集團(tuán)供應(yīng)、銷售兩個分公司。集團(tuán)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(chǎn)2.6億塊煤矸石燒結(jié)磚),一期工程已經(jīng)投入6.63 m,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,含1~2層夾矸,夾矸厚度為0.02 m-0.47 m,煤生產(chǎn);現(xiàn)集團(tuán)公司正在建設(shè)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(zhì)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(yīng)煤層條件的設(shè)備,從而滿足工南莊礦井是南煤煤集團(tuán)最主要的生產(chǎn)單位。南莊礦井現(xiàn)開作面推進(jìn)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(jīng)結(jié)束),共有3個生產(chǎn)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(hù)式支架)工作面;采煤機(jī)選用4 MC200 W型雙滾簡采煤機(jī);工4薄煤層綜采工作面設(shè)計(jì)和配套設(shè)備選型的主要參作面輸送機(jī)型號均為SCB- -630/220型刮板輸送機(jī)。15# 煤八、九數(shù)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(nèi)要設(shè)置的清潔,滿足了合格的蒸汽品質(zhì)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(chǎn)生的汽水分開排污余熱充分利用,達(dá)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(shè)計(jì)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(jīng)濟(jì)的條件5小結(jié)下安全、可靠、長期地運(yùn)行,或少不必要的損失,達(dá)到節(jié)約能源的通過正確合理的排污,排掉爐水中的朵質(zhì)污泥、水垢,控制目的。鍋水的堿度及含鹽量,使?fàn)t水水質(zhì)符合國家標(biāo)準(zhǔn).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(xué)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(jù)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(jù)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(yùn)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(shù)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(shù)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(jī)截深即推移步距,根據(jù)液壓支架、采煤機(jī)、輸送機(jī)的時載荷的兩倍,因此得出如下關(guān)系:能力,同時考慮煤層賦存及頂?shù)装鍫顩r,截深選為0.6 m。p=. IhLryom2512# 煤層目標(biāo)產(chǎn)量的確定式中:p:考慮直接頂及老頂來壓時的支護(hù)強(qiáng)度;n:老頂來壓與平時來壓強(qiáng)度的比值,稱增載系數(shù)。5.1 目標(biāo)產(chǎn)的擬定南莊礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)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(shù))備水平和生產(chǎn)銜接等各方面的因素，最終確定15# 煤層目標(biāo)產(chǎn)量為1.5 Mtla, 12#煤層目標(biāo)產(chǎn)量為0.5 MUao則:p=2x M xγtm25.2 確定目標(biāo)產(chǎn)量的合理性分析K值一般取為剛破碎時的碎漲系數(shù)1.25 ~ 1.5。割- -刀煤產(chǎn)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(chǎn) “量,t;即相當(dāng)于維持采高4~ 8倍巖柱的重量用作支護(hù)強(qiáng)度。通常L:工作面長度,設(shè)計(jì)180 m;在頂板條件較好周期來壓不劇烈時采用低倍數(shù)，相反則采用高Bg:采煤機(jī)截深,取0.6 m;倍數(shù)。Hg:采煤機(jī)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(jì)算支架支護(hù)強(qiáng)度:Kg:采煤機(jī)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(hù)強(qiáng)度kN/m2';工作面年推進(jìn)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(jìn)度:1515 + 330=4.6 m(按330天工作日計(jì)算)γ:頂板巖石容重25 kN/m'每日進(jìn)刀數(shù):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(shù),取1.2以上計(jì)算表明:Kg;:動載系數(shù)1.1-1.5,取1.3(1)每日可按“三八”制組織生產(chǎn)(兩班生產(chǎn),-班檢修)每個p=1.3x 1.65 x 25/(1.2-1 )=268.12 kNm2'生產(chǎn)班割煤4刀,日進(jìn)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(jīng)驗(yàn)公式適應(yīng)的。p=150h(2)12#煤層年推進(jìn)度(1515m)> 15#煤層年推進(jìn)度(1 200式中:p:支架支護(hù)強(qiáng)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(biāo)產(chǎn)量是在考慮整個礦井年生產(chǎn)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(zhì)量綜合以上計(jì)算結(jié)果,取支護(hù)強(qiáng)度最大的計(jì)算結(jié)果330 kNm?,和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。綜上分析:12#煤層目標(biāo)產(chǎn)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(qiáng)度應(yīng)該大于330 kN/m?(即0.33 MPa)。612# 煤層綜采面“三機(jī)”主要技術(shù)參數(shù)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(hù)強(qiáng)度,取計(jì)算值330 kN/m?;(1 )根據(jù)礦山壓力研究結(jié)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(jìn)行計(jì)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(fēng)fYHC N M H GH煤時間為往返兩個循環(huán)的平均雙Q= LhLryYm(1)當(dāng)采煤機(jī)牽引速度為4 m/min時,往返一次的循環(huán)時間為:-37-應(yīng)用技術(shù)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(jìn)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(yùn)行速度,取Vk=6 m/min;Tk=(L+L2)/VkVg:采煤機(jī)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(jìn)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(yùn)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(jī)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(jìn)刀8次，工作面開機(jī)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(zhuǎn)中心距離,取L1=13 m;即平均每個循環(huán)時間為49.67 min,當(dāng)采煤機(jī)平均割煤速度L:刮板輸送機(jī)彎曲段長度,取[2=30 m;為6 m/min,采煤機(jī)開機(jī)率為41%時,可以保證年產(chǎn)量為50萬t。.Vx:斜切進(jìn)刀速度,取Vx=4 m/min;采煤機(jī)開機(jī)率、牽引速度和產(chǎn)量關(guān)系見表1。Vh:返回割通速度取Vh=4m/min;表1采煤機(jī)開機(jī)率.牽引速 度和產(chǎn)關(guān)系Vh:空載運(yùn)行速度,取Vk=4m/min;Vg:采煤機(jī)平均割煤速度,取Vg-4m/min。I采煤機(jī)牽引速度采煤機(jī)開機(jī)率平均口產(chǎn)量年產(chǎn)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(yùn)煤能力計(jì)算T=2x (3 x 10.75+31)+10+5=141.5 min。當(dāng)采煤機(jī)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(jī)平均割煤速度4Q=60B,H&V.y nK,m/min時,8采煤二班進(jìn)刀8次,工作面開機(jī)率為70.75x8/(2xQ=60 x 0.6x 1.6x6x 1.40 x0.97=470Uh8x 60)=59%。式中:Q:采煤機(jī)的落煤能力;即平均每個循環(huán)時間為70.75 min,當(dāng)采煤機(jī)平均割煤速度B;采煤機(jī)截深,取0.6 m;為4 m/min,采煤機(jī)開機(jī)率為59%時，可以保證年產(chǎn)量為50萬t。Hg:采煤機(jī)平均割煤高度.取1.6 m;(2)當(dāng)采煤機(jī)牽引速度為6 m/min時,往返一次的循環(huán)時間V:采煤機(jī)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(jī)割煤回收率,取0.97Tx=(Lu+Lj)Vx;刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸能力。運(yùn)輸機(jī)的最大運(yùn)輸能力應(yīng)滿足Q,≥Th=(L+L)/Vh;7k=(L+L)/Vk;式中:Qn:運(yùn)輸機(jī)的最大運(yùn)輸能力;Tg=(L-2L.-L)Vg;Ky;:運(yùn)輸機(jī)的裝載不均勻系數(shù),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(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)不小于550 vh。Th:返回割通時間,min;7總結(jié)12#煤薄煤層采用綜合機(jī)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(chǎn)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(hù)了工作面的L:刮板輸送機(jī)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(shù)。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-