厚煤层矸石充填综采工艺的研究与应用

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1、第18卷第4期(总第113期)煤矿开采Vo1．18No．4(SeriesNo．113)2013年8月CoalminingTechnologyAugust2013厚煤层矸石充填综采工艺的研究与应用陈勇，邢天海，李振安，刘钦峰，吕同建(1．兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿，山东济宁272169；2．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116)[摘要]为实现矿井开拓延伸矸石近距离排放，同时解决“三下”煤难以回采的问题，济宁三号煤矿经论证后采用了矸石充填综采工艺。通过在6304(南)一1工作面的实际应用，表明该工艺在实

2、际操作中是可行的，很好地解决了矸石排放难的问题，减少了生产成本，提高了煤炭资源的采出率，取得了较好的经济效益，具有很广的发展前景。[关键词]矸石充填；“三下”开采；大采高；采出率[中图分类号]TD823．7[文献标识码]B[文章编号]1006—6225(2013)04—0085-03ResearchonFull-mechanizedMiningTechniquewithGangueStowingandItsApplication兖矿集团济宁三号煤矿井下辅助运输主要采用无轨防爆胶轮车，很少一部分采用有轨运输。随着矿井

3、开拓延伸，矸石排放运输环节增加，难度日益增大，给生产造成了很大地制约。为不影响生产，矸石一部分随胶带进入煤流，增加了煤的灰分，提高了洗选难度，增加了生产成本。同时，矸石从井下提升至地面堆积，形成煤矿特有的“矸石山”。矸石大量排放堆积对人类的生存环境和条件带来很图1综采充填工作面巷道布置大威胁与危害，主要表现在：侵占土地、污染环工作面为低瓦斯区域；地温正常区；煤尘有爆境、危害人类安全。为解决上述难题，济宁三号煤炸危险，爆炸指数为41．15％；煤有自然发火倾矿经论证后采用了矸石充填综采工艺，按就近原则向，自然发火期为3

4、—6个月。设计一工作面，将矸石集中、破碎后充人工作面采煤岩层总体趋势呈现南高北低的单斜构造，局空区，既实现了矸石近距离排放、不上井的绿色开部伴生宽缓的波状起伏。共发育断层10条，落差采，又实现了“三下”煤的回收，提高了煤炭资大于3．0m的断层2条，最大落差6．5m，断层在采源采出率，减少了地表沉陷。区内延展长度8．0—523．0m。根据井巷工程揭露情1充填工作面概况况，走向以南北向为主，延展长度一般较长，落差变化较小，以张性正断层为主。63下04(南)一1工作面位于济宁三号煤矿工业广场西北部，辛店村以东，南阳湖堤从

5、工作面南2充填工艺部穿过。地表大部分为农田，工作面在南阳湖堤和2．1设备配套辛店村的保护煤柱下，回采后将对其产生一定影综采充填工作面设备的正确选型配套，是充分响。地面标高+33．0～+33．3m，工作面标高一发挥其生产效能，达到高产高效和经济可靠运行的639．0—一663．0m。该面东邻63下O3工作面采空前提，是工作面生产的关键。关键设备主要由采煤区，西为实体煤，北邻63下04采空区，设计停采机、液压支架、刮板输送机、充填运输机、矸石转线向南距六采辅运巷巷中107．0m(见图1)。载机等组成。这些设备结构上互相配

6、合和联系，具工作面回采煤层为山西组煤3下，结构较简单，有较强的配套要求和较高的可靠性要求。组成综采属半暗一半亮型煤，层状构造，硬度系数产1—2，充填工作面成套设备的每一种机械设备，都有严格厚度3．0—4．9m，平均厚度3．5m，倾角0～8。。限定的适用条件，如煤层的厚度、倾角、局部构造[收稿日期]2013—0卜21【作者简介]陈勇(1977一)，男，山东滕州人，硕士，高级工程师，现从事煤矿生产技术管理工作。85总第113期煤矿开采2013年第4期情况、顶板和底板的岩性等。正确的选型配套是高利于顶板的管理，确保了捣实

7、度。当顶板条件较差产、高效、经济和安全生产的前提与保障。济宁三时，要及时上金属网，以防顶板冒落，难以充填。号煤矿综采充填工作面是为满足西区开拓岩石的近在矸石供应量大的情况下，为赢得时间、不影响生距离快速排放，其不能影响掘进工作面排矸，根据产，可边充填边割煤，充填完后及时移架。当矸石实际情况进行了设备选取(见表1)。量充足，顶板条件好的情况下，可采取“两刀一表1综采充填工作面设备明细充”的充填工艺，完全是可行有效的。名称型号液压支架ZZC10000／20／40型六柱支撑式充填液压支架3效果监测采煤机MG300／700

8、一QWD型电牵引采煤机前部刮板运输机SGZ764／200为研究63下04(南)一1充填工作面六柱式充转载机SZZ一800／200填液压支架工作阻力随工作面推进的变化规律，沿破碎机PLM2000运煤胶带输送机DTL100／100／1x200工作面液压支架上布置6台工作阻力监测仪。同充填运输机SGBC764／250时，为了监测夯实机的工作状况，在工作面的液压矸石