大噸位大傾角綜放工作面開(kāi)采技術(shù)實(shí)踐

賈川 樊義寧

摘 要：大噸位大傾角綜放工作面開(kāi)采因設(shè)備安裝、設(shè)備防倒防滑、采場(chǎng)管理等諸多困難，嚴(yán)重制約著回采工作面的安全高效回采，本文以羊場(chǎng)灣煤礦120211大采高綜放工作面大傾角開(kāi)采為例，論述了開(kāi)采過(guò)程中存在的問(wèn)題及相應(yīng)的解決方案，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明該方案的可操作性，為相鄰礦區(qū)類(lèi)似條件綜放工作面開(kāi)采提供可借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)健詞：大噸位大傾角；設(shè)備防滑；開(kāi)采技術(shù)

1 前言

羊場(chǎng)灣煤礦一號(hào)井是神華寧煤集團(tuán)的主力礦井之一，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1000萬(wàn)t/a。隨著礦井向深部延伸，礦井地質(zhì)構(gòu)造越來(lái)越復(fù)雜，斷層褶曲對(duì)采煤工作面的布置和開(kāi)采影響非常大，部分工作面因傾角超過(guò)18°，無(wú)法滿足6.2m大采高設(shè)備的開(kāi)采條件，只能采用綜采放頂煤工藝開(kāi)采。本文以羊場(chǎng)灣煤礦120211工作面為背景，創(chuàng)新了一套在復(fù)雜條件下，大傾角大噸位綜放工作面的設(shè)備安裝、設(shè)備防倒、防滑、采場(chǎng)管理方法，解決了大噸位大傾角綜放工作面開(kāi)采技術(shù)難題。該技術(shù)對(duì)羊場(chǎng)灣煤礦可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

2 大采高工作面大傾角開(kāi)采技術(shù)研究

2.1 工程概況

120211工作面是羊場(chǎng)灣一號(hào)井12采區(qū)的第11個(gè)工作面，工作面位于井田中部，工作面設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)907m，傾斜長(zhǎng)268m，工作面平均煤厚7.3m，煤層傾角最大傾角28°，平均傾角20°。工作面共布置158架ZF13000/25-43D型液壓支架（單架重量40t），工作面下端頭使用ZT27500/25/40D型中置式放頂煤端頭支架（2架1組，重量40.5t），MG750/1920-GWD型采煤機(jī)1臺(tái)、SGZ1000/2000型刮板輸送機(jī)2部，機(jī)巷布置SZZ1200/525轉(zhuǎn)載機(jī)一部、DSJ1400/3×630膠帶輸送機(jī)一部。

2.2 大噸位大傾角綜放工作面開(kāi)采存在的技術(shù)難題

2.2.1 設(shè)備的安裝

工作面設(shè)備安裝進(jìn)度的快慢是制約工作面能否按期投產(chǎn)的關(guān)鍵因素。我礦以往大采高工作面的安裝均采用LWC50T無(wú)軌膠輪支架搬運(yùn)車(chē)安裝，行車(chē)距離10km，工作面傾斜長(zhǎng)度300m時(shí)，安裝支架時(shí)間15d左右（兩班安裝支架，一班安裝溜槽），小班最多安裝支架8臺(tái)，平均每班安裝6臺(tái)。LWC50T支架搬運(yùn)車(chē)最大爬坡能力為12°，在巷道坡度超過(guò)12°時(shí)，只能選擇其他的安裝運(yùn)輸方式。如采用傳統(tǒng)的軌道+平板車(chē)+卸車(chē)斜臺(tái)的安裝方式，單班僅能安裝2～3臺(tái)支架，安裝268m工作面僅支架安裝需用時(shí)35d左右，而且在支架運(yùn)輸時(shí)易出現(xiàn)掉道事故，支架卸車(chē)調(diào)向時(shí)易發(fā)生倒架，安全系數(shù)低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，工作效率低。為加快工作面安裝進(jìn)度，我礦引進(jìn)遼寧鑫豐礦電公司研發(fā)的液壓支架安裝運(yùn)輸車(chē)，該車(chē)由左右支腿、固定及活動(dòng)行走輪、支撐臂、起吊壁、操縱機(jī)構(gòu)、行走系統(tǒng)、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)組成。該設(shè)備采用井下已配備的乳化泵輸出壓力作為液控系統(tǒng)動(dòng)力源，雙繩閉合式牽引，取消摘掛繩環(huán)節(jié)，具備自卸和支架調(diào)向功能，使搬運(yùn)裝形式集約化，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全性。采用該設(shè)備后，工作面每班安裝4臺(tái)支架，工作面支架安裝用時(shí)21d。

2.2.2 支架的防倒防滑

在支架的設(shè)計(jì)方面，設(shè)備出廠時(shí)配套了支架的斜拉防倒裝置，該裝置由一根千斤頂（Q-125/70×850）和φ30×108mm圓環(huán)鏈組成，該防倒裝置三臺(tái)支架上一組，千斤頂與上部支架頂梁固定，圓環(huán)鏈一頭與千斤頂固定，另一頭固定在下部支架的立柱上，移架時(shí)先移兩邊支架后移中間支架，從而起到支架防倒的目的。

在采場(chǎng)的控制上，結(jié)合工作面的實(shí)際情況，主要采取以下措施：一是提高支護(hù)阻力。大傾角回采時(shí)，支架降架、移架時(shí)易發(fā)生下滑，此時(shí)抗滑力僅依靠支架自重，移架時(shí)采用“帶壓移架”的方式，做到“少降快拉”，確保支架充分接頂，支架頂梁受力均勻。二是嚴(yán)格控制采高。控制采高可降低支架重心，同時(shí)可以避免因頂煤脫層造成支架無(wú)法接頂，從而發(fā)生倒架。三是發(fā)生局部煤壁片幫、頂板漏冒要及時(shí)絞頂或采取注膠的方式進(jìn)行維護(hù)，防止發(fā)生大面積漏冒事故造成支架倒架。

2.2.3 刮板輸送機(jī)的防滑

大噸位大傾角綜放工作面開(kāi)采時(shí)，如前后部刮板輸送機(jī)出現(xiàn)下滑很難采取常規(guī)的磨采方式進(jìn)行調(diào)整。本工作面開(kāi)采期間，主要通過(guò)保證支架初撐力和安裝時(shí)預(yù)留設(shè)備尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)刮板輸送機(jī)的防滑。一是在安裝期間，在滿足后部刮板機(jī)機(jī)頭卸煤的基礎(chǔ)上，盡量增大刮板機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)之間的間距，以保證開(kāi)采初期刮板機(jī)下滑一定距離后仍能滿足生產(chǎn)要求；二是工作面所有液壓支架的初撐力必須符合規(guī)定，推溜時(shí)采取自下向上的方向推溜；三是在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)大部分支架推拉頭向下擺動(dòng)時(shí)，要及時(shí)調(diào)整支架，避免刮板機(jī)下滑。

2.2.4 采煤機(jī)鏈帶防滑

工作面生產(chǎn)初期，由于傾角大，采煤機(jī)下行割煤時(shí)鏈帶極易發(fā)生下滑跑出電纜槽，處理鏈帶需3～4min，嚴(yán)重影響工作面正常生產(chǎn)。初期主要采取在電纜槽底部及兩幫加裝膠皮的措施來(lái)增加鏈帶與電纜槽間的摩擦力，但從實(shí)際使用情況來(lái)看，使用效果較差，主要原因是由于加裝膠皮減小了鏈帶與電纜槽之間的間隙，造成鏈帶與電纜槽之間容易發(fā)生刮阻，另外如電纜內(nèi)有水時(shí)，也不能起到防滑作用。通過(guò)反復(fù)驗(yàn)證，我們采取在機(jī)尾支架內(nèi)安裝一臺(tái)JD-11.4小絞車(chē)，采煤機(jī)下行割煤時(shí)將鏈帶與小絞車(chē)鋼絲繩固定，緩慢松動(dòng)小絞車(chē)鋼絲繩配合采煤機(jī)鏈帶下行，從現(xiàn)場(chǎng)使用情況來(lái)看，很好地解決了鏈帶防滑的問(wèn)題。

3 結(jié)論

1202011綜放工作面大傾角安裝開(kāi)采的經(jīng)驗(yàn)表明，通過(guò)加強(qiáng)工作面采場(chǎng)管理，在很大程度上保證大噸位綜放設(shè)備在大傾角開(kāi)采條件下的穩(wěn)定性。工作面大傾角開(kāi)采期間，工作面平均日推進(jìn)6個(gè)循環(huán)，月產(chǎn)量保持在25萬(wàn)噸左右，確保了大噸位大傾角綜放工作面的安全高效生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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