典型“三软”煤层综采三机配套的研究与应用

郝　坤（肥城矿业集团梁宝寺能源有限责任公司,山东　济宁　272404）

典型“三软”煤层综采三机配套的研究与应用

郝坤
（肥城矿业集团梁宝寺能源有限责任公司,山东济宁272404）

摘要：分析三软煤层特征，设计三软煤层综采三机配套工艺，实现了安全高效开采。

关键词：三软煤层；综采；三机配套

1　概述

肥城矿区随着煤炭开采的不断推进，目前仅10煤层相对储量可观。该煤层煤厚平均1.9m，属稳定中厚煤层，结构简单，局部较复杂，含1～2层泥岩夹矸。直接顶为薄层煤、岩构成的复合顶，节理发育，因受上覆9煤层的采动影响，强度低，易破碎。10层煤底板为灰白色粘土岩，强度低，塑性强，遇水易软化膨胀。属典型“三软”煤层。如10层煤实现综采，对于快速解放储量具有十分重要的意义。

2　综采设备的选型与设计

（1）综采配套设备的选型。曹庄煤矿10501工作面实现综合机械化开采，对10501工作面进行了支护受力分析及开采技术研究，选出适宜的综采配套设备。根据工作面巷道沿顶板与煤层高度确定最小采高1.4m，根据采高和周期来压步距按照MT554-1996《缓倾斜煤层工作面顶板分类》确定工作阻力3000kN，支架型号ZY3000/12/26。采煤机MG160/375-W，采高1.4-3.0m，机面高度1140mm。刮板输送机SGZ630/264，输送量450t/h，链速1.07m/s。

该工作面配套后采高1.7-2.4m，采煤机机面高度1145mm，过煤高度460mm，配套1400mm滚筒后，卧底量220mm。整个配套梁端距360mm，行人空间769mm，护帮板收回状态最小采高1730mm，此时过机安全空间150mm，中间部配套如图所示。

（2）破碎顶板、软底板煤层液压支架的设计。由于10层煤顶板强度低，易破碎，按照破碎顶板来处理支架顶梁，设计梁端距短，加大顶梁前端支撑力，使顶梁前部不易冒落。护帮板能够挑平，临时护顶，有效防止煤壁片帮冒顶。

十层底板遇水易软化，底座易下陷，造成拉架困难，因此设计了抬底装置。由于是接近薄煤层支架，因此底座箱前端较薄，增加抬底千斤顶难度较大，为保证底座的强度和刚度，不在底座上敷设复杂的抬底千斤顶。采用两支撑支架抬底座的原理来实现支架抬底要求，即当支架降柱移架时，在相邻的两支架上设置抬底千斤顶，通过链式软连接方式将上述千斤顶与降柱移架的支架的底座相连，操纵千斤顶将降柱移架的支架前端抬起，实现抬底目的。

（3）综采配套工艺改进。采煤机在弯道处割煤时，滚筒与顶梁之间的正常间隙要缩小，约减少130mm，因此无论什么样的支护方式该减少尺寸始终存在，该尺寸主要与采煤机的长度和刮板机的弯曲程度有关。另外在底板不平仰采（过断层）时，采煤机滚筒靠向顶梁，一般按照5°计算，此时的间隙要减少160mm。

综上，综合考虑各影响因素，理论上中厚煤层支架的梁端距最小应为130+160=290mm，最大130+160+70=360mm。一般大采高支架的采煤机要长得多，采高也高一些，计算出梁端距应取350-480mm，如ZZ6200/18/38、ZF8600/19/36等。相应的薄煤层支架梁端距应取200-300mm。

在曹庄煤矿10501工作面中，配套设备梁端距过大，通过井下现场测量，调整推移杆长度，最终将梁端距定为360mm。经过使用，该间隙合理，避免割顶梁，不影响正常采煤，又最大程度上减小了顶板暴露面积，在破碎顶板情况下较适用。

（4）综采应用效果。10501工作面长75m，走向长度约600m，中间支架18架，过渡支架6架，滚筒截深630mm，支护方式采用及时、超前支护，经调整支架推移杆长度，控制梁端距为360mm，最大程度护住顶板。采空区跨落及时，充填系数较大，周期来压相对较小。10501工作面推采过程无停滞，效率高，配套设备使用正常。

3　结语

曹庄矿10层综采技术的使用，明显提高了肥城矿区三软煤层的综合机械化开采技术水平，有效节省成本，降低了采煤工人的劳动强度，改善了作业环境，实现了安全、高效生产。

作者简介：郝坤(1987—)，男，毕业于山东科技大学机电专业，主要从事：专业技术工作。