【文章內(nèi)容簡介】 炭質(zhì)泥巖夾矸。厚度較穩(wěn)定，為全區(qū)可采煤層。偽頂為 左右深灰色泥質(zhì)粉砂巖，含黃鐵礦細(xì)晶，直接頂板為 的灰色、深灰色薄層狀粉砂巖，水平層理發(fā)育，含較多炭化植物碎片。 煤層平均 傾角 6－ 15176。， 屬 緩傾斜 薄及中厚煤層 。 主采煤層特征表 131。 表 131 可采煤層特征表 煤層 名稱 煤層厚度 煤層結(jié)構(gòu) 煤層 傾角 容重 t/m3 穩(wěn)定性 頂?shù)装鍘r 性 頂板 底板 13 含夾矸 1 層 615 較穩(wěn)定 粉砂巖 粉砂巖 煤質(zhì)及煤種 1）煤質(zhì)物理特征 13 煤層顏色為黑、灰黑色，似金屬光澤、油脂光澤，結(jié)構(gòu)為中條帶夾寬條帶狀，層狀構(gòu)造，斷口為階梯狀為主，參差狀、棱角狀次之，外生裂隙發(fā)育，裂隙面常被黃鐵 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 13頁 礦薄膜或方解石充填，脆度小，硬度較大。容重為 。 宏觀煤巖特征： 13 煤層由光亮型、半亮型煤組成，半暗型及暗淡型煤較少。 顯微組分：有機組分 %，粘土礦石 %，石英 %，黃鐵礦 %，方解石 %；鏡質(zhì)組為 %，半鏡質(zhì)組 %，惰性組 %。 2）工業(yè)性質(zhì) 根據(jù)《貴族省遵義縣山盆鎮(zhèn)金虎煤資源儲量核實報告》資料，煤層的工業(yè)分析見煤質(zhì)特征表 132 表 132 可采煤層煤質(zhì)特征表 煤層 Md(%) Ad(%) Vdaf(%) Std(%) Qb,daf (MJ/kg) P(%) 煤類 13 wy 3）煤種 根據(jù)以上分析，根據(jù)中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（ GBI52242021），金虎煤礦原煤煤種單一，煤層屬于無煙煤，具有中灰、特中 高硫、低揮發(fā)分、高熱值等特征，是煤化程度較高的煤種。該礦井原煤符合電煤用戶對煤炭產(chǎn)品質(zhì)量要求：灰分（ Ad）≤ %，硫分（ St,d）≤ %。可用于火力發(fā)電、民用煤。 四、 落煤方式 改革可行性分析 技術(shù)分析 金虎煤礦 現(xiàn)采掘活動集中于 13 煤層，該煤層位于 龍?zhí)督M（ P3l）下部，偽頂為薄層狀泥質(zhì)粉砂巖，厚 ，直接頂板為薄層 狀粉砂質(zhì)泥巖，厚 ，間接頂為薄層狀粉砂巖，層理發(fā)育較為平整，局部裂隙較發(fā)育，平均厚 2m；偽底為泥巖，厚 左右，直接底為薄層狀粉砂巖，層理發(fā)育，平整性脆，裂隙較發(fā)育，平均厚 5m 左右。 目前， 金虎煤礦 設(shè)計 采用 走向長壁 后退式采煤法， 放炮落煤，單體液壓支柱 支護(hù)。該種采煤法和支護(hù)方式在 緩傾斜 煤層中的廣 泛使用 ，對煤層厚度（ 2m以下）、煤層傾角 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 14頁 （ 45176。以下）、地質(zhì)構(gòu)造（斷層、褶曲）變化的適應(yīng)性強。但該種 落煤方 法采煤工藝復(fù)雜、落煤和 管理 工作繁重，安全條件差；同時工作面 火工品 耗量大，因此該種采 煤法和支護(hù)方式應(yīng)進(jìn)行改革。 普采工作面是采用采煤機（破）落煤，采煤機自動裝煤的一種采煤工藝， 減少了 打眼放炮、攉煤、扶柱 等繁重的勞動工序， 大大減輕了工人的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)效率， 提高產(chǎn)量， 減少了火工品等材料消耗，減少了放炮落煤帶來的 冒頂、片幫、崩人、點燃瓦斯煤塵、人員窒息等安全 隱患， 創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。 高檔普采工作面和普通的炮采工作面在工序中，除破煤和裝煤工藝不同，其余 工序：運煤、支護(hù)、采空區(qū)處理等，兩種采煤方法基本相同。高檔普采工作面 由 采煤機，可彎曲鏈板輸送機，液壓支柱和金屬頂梁 構(gòu)成 ，可使前 三工序機械化 。 由于有液壓支柱，因此頂板維護(hù)狀況良好，支護(hù)和控頂雖為手工操作，但勞動強度大為減輕，功率亦較大，年產(chǎn)量 可達(dá) 20～ 30 萬 t。 金虎煤礦 13 煤層：位于龍?zhí)督M（ P3l）下部，距龍?zhí)督M（ P31）底界 23m 左右，厚，平均 ，結(jié)構(gòu)較簡單，局部含 炭質(zhì)泥巖夾矸。厚度較穩(wěn)定，為全區(qū)可采煤層。偽頂為 左右深灰色泥質(zhì)粉砂巖，含黃鐵礦細(xì)晶，直接頂板為 的灰色、深灰色薄層狀粉砂巖，水平層理發(fā)育，含較多炭化植物碎片。 13煤層顏色為黑、灰黑色，似金屬光澤 、油脂光澤，結(jié)構(gòu)為中條帶夾寬條帶狀，層狀構(gòu)造，斷口為階梯狀為主，參差狀、棱角狀次之，外生裂隙發(fā)育，裂隙面常被黃鐵礦薄膜或方解石充填，脆度小，硬度較大。容重為 。 科總院上海分院研制的 MG300BW 滾筒式采煤機綜合了國內(nèi)外薄煤層采煤機使用經(jīng)驗，針對我國具體國情而設(shè)計的新型大功率薄煤層采煤機。該機設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)先進(jìn)，在薄煤層領(lǐng)導(dǎo)處于領(lǐng)先水平。 該采煤機適用于薄煤層工作面，機型結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎。采用多臺電機橫向布置，無鏈液壓牽引，無底托架設(shè)計，液壓傳動箱和行走部為一整體機殼，整機強度高，結(jié)構(gòu)緊湊，事故率 低，適應(yīng)性強，三臺電機各自運行，生產(chǎn)效率高，裝機功率大， 適合 我國具體國情設(shè)計的大功率新型薄煤層采煤機。 高檔普采工作面布置圖下圖： 131 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 15頁 說明： 1 、刮板運輸機； 2 、單體液壓支柱； 3 、金屬鉸接頂梁； 4 、采煤機。 5 、圖中沒有注明的數(shù)據(jù)的單位為毫米。120m回風(fēng)順槽運輸順槽180020028002400水溝130020035024002021251m高檔普采工作面布置圖Ⅰ3Ⅰ2Ⅱ Ⅱ1Ⅲ1 0 1 1 運輸順槽Ⅲ2 0m1 0m1 0m2 0mⅣⅣ42001000300Ⅰ Ⅰ10008901Ⅱ Ⅱ42001000300 1000 9002008901皮帶運輸機4 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 16頁 由于采煤機采用機械落 煤，減少了放炮環(huán)節(jié)，取消了工作面打眼放炮、站崗、攉煤等繁重的勞動工序， 減少了 爆破 材料消耗， 落煤均勻，避免了瓦斯涌出不均衡而造成的瓦斯積集，減少炮煙污染工作環(huán)境，有 利于安排接替和均衡生產(chǎn)；同時，使采煤工藝簡單化，增加了回采工作面 的產(chǎn)量和 作業(yè)的安全可靠性。根據(jù) 金虎煤礦 煤層賦存特征及煤層頂 底板 巖 性， 設(shè)計 回采工作面采用 采煤機落煤 進(jìn)行采煤。 采煤機落煤 采煤法在 山盆鎮(zhèn)金虎 煤礦回采工作面的設(shè)計應(yīng)用如下： 采煤機 組成和 結(jié)構(gòu) 雙滾筒采煤機主要由左、右牽引部、截割部、行走箱、左右牽引活接、左右搖臂活接、底拖架及電控部組成。 132 雙滾筒 采煤機 組成和結(jié)構(gòu)圖 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 17頁 133 MG300－ W 型采煤機的組成 采煤工藝 采煤工作包括 五 個部分 工序 ： 破煤、裝煤、運輸、支護(hù)、控頂 。 （ 1） 破煤 普采工作面的破煤工序由采煤機完成。 采煤機騎 在 輸送機 上， 由輸送機機槽支承和導(dǎo)向 ，煤機靠采煤機上的牽引裝置帶動采煤機在工作面上運行，安裝在煤機滾筒上的截齒截割煤割煤體實現(xiàn)落煤，煤機滾筒割煤塵源的自動跟蹤噴霧降塵，移溜器將刮板運輸機推進(jìn)至煤壁。 采煤機的工作方式 A、滾筒位置：一端或兩端 B、 旋轉(zhuǎn)方向：左右工作面、左右螺旋、左面右旋、右面左旋 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 18頁 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 19頁 雙向割煤，往返二刀 134 割煤方式 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 20頁 135 進(jìn)刀 方式 圖 （ 2）裝煤、運輸 裝在煤機滾筒側(cè)的擋煤板，將落煤裝入刮板運輸機實現(xiàn)自動裝煤，通過工作面運輸機將煤炭運出工作面。 （ 3）支護(hù) 高檔普采工作配備有與煤層條件、采煤設(shè)備、頂?shù)装逍再|(zhì)相適應(yīng)的單體液壓支柱和頂梁。 A、支架的布置方式有正懸壁和倒懸壁等 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 21頁 136 支架布置圖 B、端頭支護(hù) 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 22頁 137 端頭支護(hù)圖 1－四對八梁， 2－ 長鋼梁， 3－十字鉸接梁， 4－刮板運輸機， 5－煤壁， 6－木垛，7－鉸接梁， 8－皮帶運輸機 （ 4）采空區(qū)管理 一般以全部垮落法為主，也 有充填方法、緩慢下沉方法等。 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 23頁 138 控頂及控頂距圖 上橫：（ a）叢柱， (b)密集， (c)木垛， (d)戧棚 下豎：（ a）割煤， (b)一排， (c) 最大控頂距， (d) 最小控頂距 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 24頁 第二章 技術(shù)來源、工藝特點、技術(shù)關(guān)鍵及對煤礦安全、技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用 技術(shù)來源 采煤機落煤的 采煤法是上世紀(jì) 八 十年代 以來世界各主要采煤國家，為適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面發(fā)展和實現(xiàn)礦井集中化生產(chǎn)的需要，積極采用新技術(shù)，不斷加速更新和改進(jìn)滾筒采煤機的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)，相繼研制出一批高性能、高可靠性的采煤機 。八十年代后期，借助中國和 波蘭科技使用的機遇，瞄準(zhǔn)電牽引采煤機的發(fā)展方向， 科總院上海分院 首先在國內(nèi)進(jìn)行交流電牽引采煤機的攻關(guān)研制，經(jīng)過多年的努力，終于取得 成功。這是一臺薄煤層強力爬底板交流電牽引采煤機，也是在國際上首次將交流調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于爬底板采煤機，它的開發(fā)研制成功為我國開發(fā)交流電牽引采煤機積累了經(jīng)驗。 交流電牽引調(diào)速裝置，為采煤機的液壓牽引調(diào)速技術(shù)的更新?lián)Q代開辟了一條新的途徑。國內(nèi)裝機功率最大的 MG400/920－ WD 型交流電牽引采煤機， 1997 年 12 月開始在晉城局鳳凰山礦進(jìn)行了井下工業(yè)性試驗，三個月試驗考核，累計出煤量 522432 噸，最高日產(chǎn)量達(dá) 9292噸，取得了較好的效果。 2021 年初步掌握了大功率大采高采煤機技術(shù)和機電一體化技術(shù)。 2021 年大傾角電牽引采煤機和 2021 年短臂電牽引采煤機標(biāo)志著我國采煤機總體設(shè)計技術(shù)大達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。 隨著技術(shù)的發(fā)展和對采煤機的研究， 電牽引采煤機裝機功率達(dá)到 1020kW，截割功率 2 450kW，牽引功率 2 50kW，牽引力 700kN，滾筒截深可達(dá) 1000mm，采高 1000～ 4600mm。 機械化采煤 的優(yōu)點是簡化了采煤工藝，取消了工作面 傳統(tǒng)炮采的 繁重的勞動工序 ， 降低了材料消耗 ， 實現(xiàn)高產(chǎn)高效， 安全 可靠性增加 。 按照國家煤礦安監(jiān)局辦公室關(guān)于征求《關(guān)于推進(jìn)小型煤礦機械化的指導(dǎo)意見》修改意見的通知煤安監(jiān)司函辦〔 2021〕 3 號 ， 推動小型煤礦加快技術(shù)改造步伐，提高機械化水平，提升安全保障能力， 實現(xiàn) 小型煤礦安全生產(chǎn)狀況不斷好轉(zhuǎn) 。 小型煤礦采用先進(jìn)適用的新技術(shù)、新工藝和新裝備，大力推進(jìn)機械化改造，淘汰落后生產(chǎn)方式，提升辦礦規(guī)模，提高技術(shù)裝備水平，減人提效，走規(guī)?；?、現(xiàn)代化發(fā)展之路， 根據(jù)金虎煤礦的煤層條件和頂?shù)讕r性， 使用 MG300BW 型 采煤機 落煤 ，取代炮采工藝，改善生產(chǎn)勞動條件，提高效益，創(chuàng)造良好的安全生產(chǎn)條件 。 工藝特點 高 檔普采工作面的工藝： 采煤機落煤， 機械裝煤， 單體液壓支柱支護(hù)工作面，刮板 貴州省遵義縣三盆鎮(zhèn)金虎煤礦采面落煤工藝改革可行性研究 第 25頁 運輸機運輸， 采用全部垮落法（或其它管理法）管理頂板 。采煤機騎在刮板運輸機上，依靠采煤機上的牽引裝置帶動采煤機在工作面上運行，通過采煤機上的滾筒旋轉(zhuǎn)，滾筒上的截齒截割煤割煤體實現(xiàn)落煤，滾筒下的裝煤板將落煤裝入刮板運輸機實現(xiàn)自動裝煤，搖臂可升降滾筒高度， 實 現(xiàn)了緩傾斜特厚煤層的一次采全厚開采 ， 對地質(zhì)條件的適應(yīng)性 較強 ， 適應(yīng)煤層的厚度變化。煤割煤后隨即掛梁打柱，實現(xiàn)及時支護(hù)。這種采煤方法 與炮采工藝相比， 簡化了采煤工藝，避免了工作面打眼放 炮、攉煤、扶柱等繁重的勞動工序，降低了火工品材料消耗， 改善勞動環(huán)境， 安全可靠性得到增加。為此，近年來在煤礦積極推廣，取得明顯的經(jīng)濟效果，滿足安全生產(chǎn)的 需要。 機械化采煤的優(yōu)