金华山煤矿放顶煤研究

40李军胜金华山煤矿 放顶煤研究2009年金华山煤矿放顶煤研究李军胜(铜川矿务局金华山煤矿,陕西锕川727018)摘要:近年来,金华山煤矿在开采+570东部采区期间,通过实验,分析、论证了放顶煤工艺各项参数,并探索、总结出了一套具体的放顶煤操作措施,应用成效显著。关键词:放顶煤;研究;效果分析中图分类号:TD823. 49文献标识码:B文章编号:1671 -749X(2009 )02 -0040 -021.1 地质概况0引言放顶煤工作面位于+570水平东部,开采的5*金华山煤矿位于陕西省铜川市东郊23 km处。煤层其走向为北东,倾向北西,倾角4° ~16°;煤层煤田为渭北石炭二叠纪煤田的中部地带,井田南北平均厚度4.5 m,容重1.46 V/m'，煤层硬度f=1.5,长5.8 km,东西长4.5 km,井田面积约23.2 km2。煤质牌号 πC;煤层含矸2层,上层为0.4 m炭质泥井田内含煤地层主要为石炭系太原群与二迭系山西岩,较稳定,在全区普遍发育,下层为0.1~0.3m的组,含煤共8层,平均总厚度为6.78 m,其中以5"煤炭质泥岩,一般不稳定,仅局部地段发育。煤质灰分层为主要可采层,11"煤层为次要可采层,平均总厚为31.54% ,水分13.67% ,硫分为2. 14% ,发热量为度为4.89 m,其它多层仅局部或个别点可采,多呈5 127 k/kg。煤层的伪顶为0.3 m的炭质泥岩,局部煤线。5"煤层位于太原群中上部,其层位稳定,厚度地段较厚,可达0.5 m左右;直接顶为砂质泥岩,局变化不大,井田范围内除冲刷缺失外,均超过可采厚部地段为细砂岩,厚度4.5 m,较稳定;老顶多为K,度;一般含研1~4层,最上一层夹矸泥岩层位较稳砂岩,厚度6.5 m左右,较稳定;煤层伪底多为0.4定，自西向东厚度逐渐增大,其厚度大于分层厚度m的炭质泥岩,直接底为5.6 m的粉砂岩，稳定。0.6 m,故将5*煤层分为5-195-*煤层。矿区属大. 1.2 工作面基本情况陆半干旱气候,年气温变化显著。该矿井属低瓦斯工作面支架布置:放顶煤π型梁工作面采用走矿，瓦斯绝对涌出量5.87m/min,相对涌出量4.77向长壁式采煤方法,工作面采高2.0 m,循环进度1m/t,二氧化碳绝对涌出量4. 69 m/min,相对涌出m,8循环数2个,作业形式为两采-准制。工作面量2.88 m'/t,煤尘爆炸指数24. 31% ,有爆炸危险,沿煤层底板炮采落煤推进,移完主副梁后在支架后无自然发火。井田正常涌水量19.2 m'/s。矿井设方放顶煤,全部垮落法管理采空区顶板。其工作面计生产能力为年产煤炭90万t。倾斜长度120m,π型梁支架沿煤层走向对棚齐梁随着科学技术的发展和放顶煤工艺的广泛推广齐柱式布置,对棚棚距0.6 m,支柱排距1.0 m,最小应用，近年来,金华山煤矿在开采+570水平东部5"控顶距2.4 m,最大控顶距3.4m, 3 mx1.2 m的编煤层时,普遍采用走向长壁后退式π型梁放顶煤一织网护顶,塘材背顶。次采全高采煤方法进行开采生产。工作面上下顺槽:工作面上下顺槽走向长度均为450 m,巷道净断面积为6.2 m'。均采用钢梁木1放顶煤工作面基本情况 ，腿梯开中国煤化工,荆笆、板皮背帮收稿日期:2008 -08 -09刹顶。MYHCNMH风,上顺槽为回作者简介:李军胜(1973-),男,陕西扶风人，1996年毕业于陕西煤风巷兼运料。炭工业学校采矿工程专业，助理工程师,从事采煤技术工作。工作面运输设备配备:工作面运输设备配备情第2期李军胜金华山煤矿 放顶煤研究41况见表1。工作面剥落的煤炭由工作面SGW - 150弯曲刮板输送机-→下顺槽中的DSP-650型胶带运型可弯曲刮板输送机-→下顺槽中的SCW -40T可输机→采区煤仓。表1工作面运输设备配备情况设备名称型号功事/kW运输能力/1h-' 使用台数备用台数合计设备位置刮板输送机SGW- 150150250切眼SCW -40T下顺胶带输迭机DSP -65040350湿式煤电钻ZMS-1.2T型1. 23上、下顺各一台乳化液压泵RB - 80/200进斜馈电开关DW80 - 350施工巷运输设备控.QIzZ - 1201制开关煤电综合B280 -2.52保护装置放煤口位置及间距的确定:在放顶煤生产操作2放顶煤工艺参数及效果中,开始将放煤口开在溜槽以上300mm,间距6m,2.1放顶煤工艺参数的确定开300 mm的“I”字型口,放出的顶煤有限,且含矸初次放顶煤步距的确定:根据矿压观测理论和量大,煤炭回收率低,工作面顶板压力不均衡;后经生产实际中矿压的显现观测数据,实测工作面自开现场跟踪试验、监测,确定为放煤口开在溜槽以上切眼推采8 ~12 m时,工作面煤壁有较大的片帮,支150 ~350 mm处,间距3 m,放煤效果较好。架载荷明显增加，老塘垮填严实,这表明直接顶和老放顶煤方法的确定:生产中,针对放顶煤开口过顶已基本断裂垮落,即可开始初次放顶煤生产,故多煤量不均匀,且经常压死工作面刮板输送机、容将初次放顶煤步距定为8~12 m。易造成支架歪扭等问题,及时改用分段间隔、多轮次采放顺序的确定:在回采与放顶煤的先后顺序放顶煤法:其分段间距15 m,严禁同段内两个以上上,先采用“先放后采”形式,在当班放顶煤后老塘放煤口同时放煤。这样,不但顶煤放出均匀,刮板输顶板未垮实、稳定的情况下,放炮、移梁等操作都造送机负荷平稳，且支架稳定、安全、可靠。成了工作面顶板活动剧烈,对支架质量及安全威胁循环放煤量:按有关公式计算,循环放煤量为巨大;后采用“先采后放"形式,在上班老塘顶板已276 t。垮实、稳定的情况不，当班放炮、移梁等采动压力对矿压显现规律:经长期的矿压观测,科学、合理支架质量及安全影响都不大,且有利于安全管理顶的放顶煤工艺对采场支护强度影响不大:采面煤壁板。经多次实验分析,即采用“先采后放"形式。有小量的片帮;支架载荷稍有增加,其下沉量-般为采放比的确定:工作面的推采高度确定为2.050 mm;采面顶板周期来压不很明显,来压步距- -般m。根据采区煤层的实际厚度和对资源回收率的要为6~ 14 m;两巷超前动压范围为0~25 m,15 m前求考虑到π型梁支架的支护强度等因素,将放顶后压力较大。煤厚度规定为2 m,故正规采放比为1:1。在实际放2.2提高放顶煤效果的措施及效果分析煤过程中,由于受煤层厚度变化的影响,采放比也存提高放顶煤效果的相关措施:①放顶煤工作面在不确定因素。的两巷,即上顺槽和下顺槽都必须沿煤层底板掘进循环放顶煤步距的确定:合理、有效的放煤步距布置,以确保工作面在回采中始终沿煤层底板推进,既要能提高顶煤的回收率,减少资源损失,又要能降从而保证工作面的放顶煤厚度;②要严格按照正规低含矸量,保证煤质,且有利于安全质量管理。经过的循环进度、回采高度进行开采,无特殊地质构造或反复的实验、对比“采一放-”和“采二放一”效果, .变化中国煤化工高、进度,以免矿山最终将放顶煤循环定为“采一放一”,各项技术效果压力|Y片CNMH G山压力不足而致使均比较理想,即循环放顶煤步距为1 m。顶煤无法放出;③要定期探测工作(上转第12页)12陕西煤炭2009年煤少量。4~煤层全硫平面分布规律较明显,沿凹陷4~ '煤层平均为0.34% ,4-煤层为0. 22% ;硫酸盐轴部为特低硫-低硫区,依此向外为低中硫区-中硫(S,)少量,4~煤层平均为0.05%,4~“煤层为0.硫-中高硫区(见图2)。04%。表3煤中各种硫成果表硫分硫酸盐硫硫化铁硫有机硫保号 煤别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开仅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结语图24-煤层 硫分等值线图由于受沉积凹陷的控制,青岗坪井田的含煤地4 ~'煤层浮煤全硫变化在0.11% ~0. 74%,平层呈现凹陷轴部较厚,南北两翼变薄的变化规律,煤均为0.38%;4~煤层浮煤全硫变化在0.13% ~1.层也呈现出凹陷轴部厚,夹矸层数多,向南北两翼变22%之间,平均为0.37% ,煤中各种硫见表3。薄,煤层的灰份、硫份呈现出凹陷轴部低,向南北两煤层中均以硫化铁硫(S,J)为主,4~煤层平均翼增高的变化规律。这个规律在青岗坪井田表现非为0.84% ,4 2煤层为0.64% ;有机硫(S.a)次之，常明显。(下接第41页)工作面的分析,放顶煤工艺具有以下优点:①提高了面底煤厚度,确保工作面沿煤层底板推进回采。杜工作面的单产水平,实现工作面月产25 000 t的“高绝随意改变开采层位和采放比,以免降低回收率;④产高效”目标效果;②采煤工作面的回收率均可达严格按照“采不放,放不采”要求进行操作;顶煤放到97%以上,高于传统工艺19% ;③生产的原煤煤不尽,则不准下一道工序作业;⑤要加强放顶煤工艺质优良,含矸量低,发热量高,销售价格提高了30%研究。根据生产实际情况,要采取最合适的放顶煤左右;④放顶煤前,要“先回收老塘侧塘木、后开放方法,防止顶煤封堵住放煤口而影响放煤效果;⑥必煤口" ,所以,背顶塘木的回收复用率提高,生产成须及时将工作面中的浮煤清理千净,装人刮板输送本进-步降低。机运出工作面,以避免丢失;⑦放顶煤时,操作人员要密切注意顶煤放出情况,放净后及时封堵放煤口,防止矸石放出;⑧全面加强放顶煤工作面的支护工通过全面实践、研究放顶煤I艺,金华山煤矿摸程质量管理,积极给放顶煤工作创造良好、有利、安.索制定出了一套切实可行的放顶煤方法,已使工作全的条件。面的生产能力、回收率.工效等都得到了迅猛的提放顶煤效果分析:通过对已回采的几个放顶煤十。Research on top - coal caving in jinhuashan coal mineLI Jun-sheng(Jinhuashan Coal Mine, Tongchuan Mining Bure中国煤化工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