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      23215 綜放工作面采煤方法設(shè)計(jì)

      2023-08-24 08:17:08萬(wàn)蘆葦張玉起
      山東煤炭科技 2023年7期
      關(guān)鍵詞:移架綜放運(yùn)輸機(jī)

      萬(wàn)蘆葦 張玉起

      (伊犁新礦煤業(yè)有限責(zé)任公司,新疆 伊犁 839300)

      一些煤礦現(xiàn)有的采煤方法效率低,產(chǎn)能釋放不足[1]。23215 綜放工作面資源約16.8 億t,可開(kāi)采的煤層共由三層構(gòu)成,煤層傾角約5°~8°,可采儲(chǔ)量9.75 億t,已評(píng)估出30 年資源儲(chǔ)量4.35 億t,產(chǎn)出的煤炭資源大多為長(zhǎng)焰煤,屬于中等熱值煤。在深入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的研究中發(fā)現(xiàn),如何實(shí)現(xiàn)工作面的規(guī)范化采煤作業(yè),仍是工程方亟須解決的主要問(wèn)題之一。本文將對(duì)煤礦23215 綜放工作面采煤方法展開(kāi)設(shè)計(jì)研究,提高作業(yè)面效率與綜合水平。

      1 工作面概況

      23215 綜放工作面位于井田東北區(qū)的南部,西側(cè)為23217、23219 工作面采空區(qū),東側(cè)為23213 工作面采空區(qū),北部為停采線(停采線位于23215 輔運(yùn)上山以南15 m),南部為伴生斷層(330°∠60°,H=12 m)。工作面位置相關(guān)內(nèi)容見(jiàn)表1。

      表1 工作面位置

      23215 上順槽斷面為直墻圓弧拱斷面,荒寬5400 mm,凈寬5200 mm,荒高3900 mm,采用“錨網(wǎng)帶+錨索”進(jìn)行支護(hù)。頂板錨桿型號(hào)為MSGLD-400/20×2400(X)mm 等強(qiáng)螺紋鋼式錨桿,間排距為900 mm×900 mm[2]。頂板鋼筋網(wǎng),優(yōu)選Φ6 mm 型號(hào)的鋼筋進(jìn)行焊接,尺寸為1080 mm×2760 mm,網(wǎng)格尺寸為80 mm×80 mm,網(wǎng)片之間采用 1200 mm(8#)鍍鋅鐵絲連接。錨索為SKP22-1/1860,6.3 m 普通錨索,間排距1800 mm×1800 mm。

      2 采煤設(shè)備選型與技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)

      為確保采煤工作的順利實(shí)施,根據(jù)23215 綜放工作面需求,按照表2 中的內(nèi)容選型采煤設(shè)備。

      表2 采煤設(shè)備選型與主要技術(shù)參數(shù)

      考慮到液壓支架是保障采煤工作順利實(shí)施的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),為發(fā)揮支架更高的優(yōu)勢(shì),參照下述公式,計(jì)算液壓支架在工作中的阻力[3]。

      式中:P表示液壓支架在工作中的阻力,kN;Q表示支護(hù)強(qiáng)度,kN/m2;L1表示空頂距,m;L2表示頂梁長(zhǎng)度,m;B表示支架中心距,m。

      為滿足上述需求,選用ZQL2×10000/24/45D兩架一組中置式下順槽端頭支架、ZCZ30000/24/45D型兩架一組中置式超前支架、ZCZ40000/24/45D 兩架一組上順槽超前支架、ZQL10000/24/45D 中置式上順槽端頭支架,作為采礦作業(yè)中的液壓支架。

      3 采煤機(jī)斜切進(jìn)刀與割煤

      采煤過(guò)程中,采用雙輥式采煤機(jī),按順序由刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)和皮帶輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸,采用液壓支架對(duì)頂板進(jìn)行支撐,使用全崩塌方法進(jìn)行頂板的管理[4]。工作面采用雙輥式電拖式采煤機(jī),先切下頂煤,后切底煤,回切兩次。采煤機(jī)頭上有一個(gè)切口,刀頭上有斜角。

      設(shè)計(jì)采煤機(jī)進(jìn)刀方式,23215 工作面共171 個(gè)支架,工作面下端頭進(jìn)刀:吃刀前煤機(jī)位置設(shè)定為10#支架,截深達(dá)到0.8 m,運(yùn)行至25#支架。以采煤機(jī)下行向機(jī)頭割煤為例:采煤機(jī)下行向機(jī)頭割煤→以后滾筒位置為參照跟機(jī)移架(降架、抬底、移架、升柱)→當(dāng)采煤機(jī)運(yùn)行至7#時(shí)→觸發(fā)13#~11#補(bǔ)充移架同時(shí)觸發(fā)12#~25#液壓支架區(qū)間自動(dòng)蛇形段推溜→當(dāng)采煤機(jī)反刀清浮煤時(shí)支架不動(dòng)作→清浮煤至10#清浮煤結(jié)束→觸發(fā)1#~10#移架→采煤機(jī)繼續(xù)上行進(jìn)行斜切進(jìn)刀至20#→觸發(fā)1#~15#推溜→同時(shí)采煤機(jī)從20#架停止?fàn)恳聪蛳滦懈钊敲褐?#時(shí)→清浮煤開(kāi)始但支架不動(dòng)作→上行到10#清浮煤結(jié)束→采煤機(jī)從機(jī)頭反向上行開(kāi)始正常跟機(jī)移架→同時(shí)觸發(fā)1#~3#補(bǔ)充移架。

      煤機(jī)上端頭進(jìn)刀時(shí),吃刀前煤機(jī)位置設(shè)定為160#支架,截深達(dá)到0.8 m,運(yùn)行至145#支架。作業(yè)順序?yàn)椋翰擅簷C(jī)上行向機(jī)尾割煤→以后滾筒位置為參照跟機(jī)移架(降架、抬底、移架、升架)→當(dāng)采煤機(jī)運(yùn)行至163#時(shí)→觸發(fā)159#~157#補(bǔ)充移架同時(shí)觸發(fā)158#~145#液壓支架區(qū)間自動(dòng)蛇形段推溜液→當(dāng)采煤機(jī)返刀清浮煤時(shí)支架不動(dòng)作→清浮煤至160#清浮煤結(jié)束→觸發(fā)171#~160#移架→采煤機(jī)下行進(jìn)行斜切進(jìn)刀至150#架→觸發(fā)155#~170#推溜→同時(shí)采煤機(jī)從150#架停止?fàn)恳聪蛏闲懈钊敲褐?65#時(shí)→清浮煤開(kāi)始,支架不動(dòng)作→下行至160#清浮煤結(jié)束→采煤機(jī)從機(jī)尾反向下行開(kāi)始正常跟機(jī)移架→同時(shí)觸發(fā)167#~171#補(bǔ)充移架。在此基礎(chǔ)上,按照?qǐng)D1 所示的方式,設(shè)計(jì)采煤機(jī)斜切進(jìn)刀方式。

      圖1 采煤機(jī)斜切進(jìn)刀方式(m)

      采煤機(jī)割透下端頭,上滾筒運(yùn)行至25#支架后,將采煤機(jī)以下刮板機(jī)至溜頭及支架調(diào)直后方可下行割三角煤。下行進(jìn)刀過(guò)程中,下滾筒運(yùn)行至145#支架后,將采煤機(jī)以上刮板機(jī)至溜尾及支架調(diào)直后方可上行割三角煤。

      采煤機(jī)從工作面上切下的煤塊用滾筒裝進(jìn)刮板運(yùn)輸機(jī),當(dāng)移動(dòng)輸送機(jī)時(shí),煤壁一側(cè)的少量浮煤通過(guò)滑槽鏟進(jìn)刮板輸送機(jī)[5]。工作面割煤及放煤時(shí),經(jīng)前、后SGZ1000/2×1200 輸送機(jī)運(yùn)至SZZ1200/700 轉(zhuǎn)載機(jī),經(jīng)PLM4500 破碎機(jī)破碎后裝入下順槽膠帶輸送機(jī)上運(yùn)出。

      4 放頂煤與采煤移溜

      放頂煤時(shí)由溜頭至溜尾或由溜尾至溜頭進(jìn)行,頂煤要放干放凈,直至見(jiàn)矸關(guān)門?,F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)頂煤厚度以及刮板運(yùn)輸機(jī)的能力放煤,但放煤量不能超過(guò)后部運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力。放煤從工作面一端開(kāi)始,放頂煤和移架的順序相一致。放煤期間,放煤工密切監(jiān)視放煤情況,做到見(jiàn)矸關(guān)門。

      完成放頂煤后,進(jìn)行采煤移溜設(shè)計(jì)。推進(jìn)式前驅(qū)運(yùn)輸機(jī)采用從前端到尾部,或者從尾部到尾部依次推進(jìn)。推溜工序在卸架后進(jìn)行,滯后10 個(gè)支架,運(yùn)輸機(jī)彎曲段5~15 m,推移步距0.8 m。

      在采煤機(jī)上斜進(jìn)或向下斜切進(jìn)刀切入煤壁規(guī)定的斷面深度后,由下至上的順序把運(yùn)輸機(jī)尾推到煤墻,由上到下依次推進(jìn),保證運(yùn)輸機(jī)械在一條直線上。若拉移后部運(yùn)輸機(jī)困難時(shí),不能強(qiáng)行拉移,安排專人排查并處理存在的問(wèn)題,然后再拉移后部運(yùn)輸機(jī)。前后部運(yùn)輸機(jī)與支架之間存在大塊煤或矸石時(shí),必須先進(jìn)行清理,確保拉移通道暢通。

      5 應(yīng)用效果

      以23215 綜放工作面月產(chǎn)出量作為評(píng)價(jià)指標(biāo),統(tǒng)計(jì)連續(xù)數(shù)月的產(chǎn)出效率,如圖2。

      圖2 煤礦23215 綜放工作面產(chǎn)煤量統(tǒng)計(jì)

      由圖2 可以看出,本文方法應(yīng)用后,23215 綜放工作面每月平均產(chǎn)出量可以超過(guò)50 萬(wàn)t,而之前23215 綜放工作面的產(chǎn)煤量相對(duì)較低。綜合上述分析可以證明,本文設(shè)計(jì)方法在實(shí)際應(yīng)用中的效果良好,可以提高23215 綜放工作面的產(chǎn)煤量,使該作業(yè)面達(dá)到600 萬(wàn)t/a 的超高采煤水平。

      6 結(jié)語(yǔ)

      本文通過(guò)設(shè)計(jì)煤礦23215 綜放工作面巷道順槽支護(hù)、采煤設(shè)備選型與技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)、采煤機(jī)斜切進(jìn)刀與割煤、放頂煤與采煤移溜,完成了煤礦23215 綜放工作面采煤方法的設(shè)計(jì),該方法可以提高煤礦23215 綜放工作面的產(chǎn)煤量。

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