呂純濤 逄旭
摘 要:本文為小煤柱條件順序開采下整體支架運輸設計優(yōu)化,分析了41103工作面地質(zhì)概況、工序、支架整體運輸路線概況、支架整體及設備運輸路線并提出相應方案。
關(guān)鍵詞:小煤柱;開采;整體支架
中圖分類號: TD82 文獻標識碼: A 文章編號: 1673-1069(2016)29-196-2
1 項目前提介紹
1.1 立項背景
綜放工作面設備注銷及安裝期間,支架運輸是關(guān)鍵工序,其搬運時間占工作面全部設備布置時間的80%以上,另外安全問題與工作面的地質(zhì)狀況有著密切關(guān)系,是能否順利安裝回采工作面的關(guān)鍵技術(shù)。
我礦回采巷道設計要求沿4-1煤層底板布置,已安裝過41101面、41105面、41110面、41111面及41110外面,以上工作面的支架運輸路線雖經(jīng)過優(yōu)化,對于重達22t的支架,整體運輸造成很大的困難,運輸線路長,增添很多安全以及用工過多上的不利因素。鑒于此,對41103面安裝期間的支架整體運輸及運輸環(huán)節(jié)進行分析,以便為今后制定采煤工作面運輸方案提供依據(jù)。
1.2 主要研究內(nèi)容
本項目針對我礦北翼煤層總體呈“西低東高”的趨勢,受地質(zhì)構(gòu)造影響,41102、41103工作面兩巷坡度波浪起伏較大,因運輸距離遠、運輸環(huán)節(jié)多、人員投入多、設備體積大以及搬家時間長等諸多不利因素影響,給工作面搬家造成了極大困難。通過對絞車布置進行反復優(yōu)化,制定詳細規(guī)劃,重視主體工程,同時對附屬工程進行了系統(tǒng)詳細的安排,有效地保證了系統(tǒng)的完整性,在工作面相鄰兩巷布置聯(lián)絡巷,有效保證了支架運輸安全,為以后回采工作面安裝運輸路線優(yōu)化提供了可靠的科學依據(jù)。
1.3 項目創(chuàng)新點
①根據(jù)分析支架的參數(shù),合理優(yōu)化運輸路線。
②經(jīng)過反復驗算校核、采用二維Auto CAD模擬與技術(shù)論證,本著技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、安全可靠的原則確定最佳運輸設備布置方案。
③通過技術(shù)論證分析,省略了諸多運輸環(huán)節(jié)。
④優(yōu)化運輸環(huán)節(jié),減少崗位工的投入。
⑤根據(jù)巷道運輸路線過長的情況,減少工作面搬家時間,提高了工作面安裝進度。
2 概況
2.1 41103工作面地質(zhì)概況
工作面地質(zhì)構(gòu)造復雜,從工作面巷道掘進期間揭露情況來看,工作面回風巷側(cè)存在向斜,受向斜影響,東翼煤層傾角較大,最大11°,向斜在工作面內(nèi)消失。工作面回采過程中將揭露以下斷層:通過運輸巷揭露落差1.6m、0.5m的F1、F2正斷層, 通過回風巷揭露落差1.0m、0.3m的F3、F4斷層,另外工作面內(nèi)還可能存在其他些隱伏小斷層,斷層對工作面回采有一定影響(圖1)。
2.2 工序、支架整體運輸路線概況
針對工作面的地質(zhì)情況,綜合考慮到設備運輸與41103回風巷的巷道實際情況,對運輸影響因素逐項進行研究分析,最終確定運輸支架自41102運輸巷通過安撤面聯(lián)絡巷及41103回風巷運至工作面,整個工作面其余設備以及電纜等從41102運輸巷及北翼軌道大巷里段運至工作面的方案。
41103工作面支架及設備于8月12日形成安面空間,8月13開始進行正式工作面支架運輸安裝,到9月12日早班結(jié)束,安裝工期為30天。支架運輸工程主要分五個階段完成,第一階段:前期準備階段:41103回風巷運輸設備就位安裝、運輸線路道況及安全設施整改;第二階段:支架空間準備階段;第三階段:整體支架及破碎機運輸階段;第四階段:支架整體安裝階段;第五階段:兩巷超前支護、安裝皮帶運輸機及收尾階段。
2.3 支架整體及設備運輸路線
所有設備運輸路線:
工作面設備:41102面前后部溜子、采煤機、轉(zhuǎn)載機及支架→支架裝車硐室→41103回風巷→41103切眼。
運輸巷設備:41102面變電列車、皮帶機→41102運輸巷→北翼軌道大巷里段→41102運輸巷,其中:在8月25日41103切眼進前部溜槽之前,破碎機經(jīng)41103回風巷及切眼運至運輸巷。
3 運輸路線方案比較
按照以往工作面搬家路線,41102面設備需從41102運輸巷運至41103工作面,上述該方案投入人力物力太大不予考慮。我礦技術(shù)人員根據(jù)41102運輸巷與41103回風巷實際標高及兩巷間距為6m的情況,在41102面未回采至停采線前,施工了一個41103面裝車硐室,將運輸路線進行了優(yōu)化,使運輸路線具有了科學性,可操作性、經(jīng)濟性?,F(xiàn)將設備運輸有、無該聯(lián)絡巷情況下,運輸方案比較如下:
3.1 方案Ⅰ
41102面回采設備自裝車硐室回撤運輸路線為:41102面→裝車硐室→41103回風巷→41103切眼。見圖2。
3.2 方案Ⅱ
41102面回采設備自41102回風巷回撤運輸路線為:41102面→41102回風巷→41103回風聯(lián)絡巷→41103回風巷→41103回風巷→41103切眼。見圖3。
3.3 方案對比
通過以上分析,從多方面考慮,東翼回風大巷煤炭運輸系統(tǒng)最終是要從新主井運輸系統(tǒng)提升至地面的,以上兩個方案對比情況見表1。
4 結(jié)論
4.1 支架及設備運輸效果評價
41103工作面是我礦第八個接續(xù)綜放工作面,工作面長度135m,推進度380m,煤層厚度約10.5m,布置支架92架,工作面儲量65萬噸,使用ZF6400/20/32型支架及配套設備回采。
安裝前后歷時30天時間,于9月12日安全、順利、保質(zhì)保量完成。
4.2 安裝規(guī)劃細致到位
本次支架運輸及安裝不但重視主體工程,也非常重視附屬工程的施工,對附屬工程進行了系統(tǒng)的安排,有效地保證了系統(tǒng)的完整性,保證了工作面整體安裝的安全。
①設備配件的準備:機電科和供應科要做好各種設備配件準備,提前全面排查,準備到位。
②搬家措施的準備:撤面、安面、運輸及單項安裝措施準備到位。
③停面空間的準備:綜放隊采用纖維網(wǎng)鋪設撤面空間,要本著對高度負責的態(tài)度,按照措施要求,創(chuàng)造出適合纖維網(wǎng)鋪設的停面空間,尤其是面前頂?shù)装宓钠秸龋乐沽嗽O備注銷過程中出現(xiàn)問題。
4.3 運輸環(huán)節(jié)優(yōu)化效益分析
通過提前研究,充分考慮,優(yōu)化工作面運輸路線,確保了41102面順利撤除及41103面高效安裝,為我礦原煤產(chǎn)量指標的完成提供了有力保障,節(jié)省人力投入,提高了安全性,具體效果分析如下:
①41103面采用第一方案節(jié)省了崗位工8人/班,人均月工資按照5000元計算,本次安裝工作面較采用第二方案節(jié)省工人工資240萬元。
②因運輸環(huán)節(jié)的減少,按正常運輸空間提前完成安撤時間如下;
41102回風巷及41103回風聯(lián)絡巷每次提升循環(huán)時間為:T次=[(L×2÷V)+(4×30÷0.5×V)+600]÷60=23min
每班提升數(shù)為:n班=8×60×4÷T×0.2=16(車)
n天= n班×天數(shù)=42(車)
(注:每班8小時、每天2班正常計算)
41102面設備裝車數(shù)共計約165車,這兩個運輸段投入使用的話,會致使41102撤面及41103工作面安裝時間滯后約4天。由此可見,41102面撤除、41103面安裝工程采用裝車硐室的設計節(jié)約了安撤面時間。