大傾角厚煤層工作面精細(xì)化放煤技術(shù)研究

孔德茂 胡剛

摘要：綜采放頂煤技術(shù)是一種高產(chǎn)高效的煤礦生產(chǎn)技術(shù)，但它也有回采率低的缺點(diǎn)，尤其是遇到特殊地質(zhì)條件時(shí)更嚴(yán)重影響回采率的提高，因此如何提高放頂煤工作面的回采率是我們研究的重點(diǎn)。本文結(jié)合濟(jì)二礦某某工作面大傾角厚煤層的實(shí)際情況，在設(shè)備配套、勞動(dòng)組織、工藝優(yōu)化、技術(shù)支持、現(xiàn)場(chǎng)管理等方面進(jìn)行研究探討形成一套精細(xì)化放煤技術(shù)，得到了很好的效果，希望能為相似地質(zhì)條件的生產(chǎn)提供幫助。

關(guān)鍵詞：綜采放頂煤;回采率;大傾角;厚煤層;精細(xì)化放煤技術(shù)

1 情況簡(jiǎn)介

1.1某某綜放工作面為某采區(qū)首采工作面，工作面大部分位于3煤合并區(qū)范圍內(nèi)。工作面煤層產(chǎn)狀變化大，煤層傾角3～15°，局部可達(dá)17°;西部揭露3煤合并區(qū)，煤層較厚;東部揭露煤3下，煤層厚度變化大。煤層普氏系數(shù)一般在1.91左右，為軟～中等硬度較穩(wěn)定煤層。

1.2 某某綜放工作面采用綜采放頂煤一次采全高采煤法，正常生產(chǎn)期間采高控制在3.4±0.1m，初次放頂及大坡度（≥15°）段采高控制在3.2±0.1m，過(guò)斷層期間要在保證煤機(jī)過(guò)機(jī)高度且液壓支架立柱行程不小于200mm的前提下降低采高，盡量減少破矸。

1.3 煤機(jī)沿3下煤底板割煤，上部頂煤由支架收回插板擺動(dòng)尾梁進(jìn)行放煤。工作面煤層厚度3.6～11.7m，平均8.41m。煤機(jī)割煤高度3.4±0.1 m，平均放煤高度5.01m，采放比為1：1.47。

2 放頂煤的原理

我們根據(jù)以往的放頂煤經(jīng)驗(yàn)與本工作面的實(shí)際，歸納出放頂煤的基本原理：

2.1 頂煤在支架頂梁上方比較穩(wěn)定，在頂梁與尾梁的鉸接點(diǎn)處出現(xiàn)彎曲下沉現(xiàn)象，在后尾梁下端上方出現(xiàn)裂隙破碎（跟頂板的跨落原理過(guò)程一致），現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)收后插板和上下擺動(dòng)尾梁完成放煤工序。

2.2 其中尾梁上下擺動(dòng)來(lái)加快頂煤的破碎速度和加大頂煤的破碎程度，再通過(guò)收伸后插板來(lái)控制放煤量。

3 放頂煤的精細(xì)化工藝

我們根據(jù)某某工作面的特殊情況，積極的研究探討，在設(shè)備配套安裝、區(qū)隊(duì)制度管理、現(xiàn)場(chǎng)工藝優(yōu)化等方面采取了以下提高放煤效率的措施：

3.1 設(shè)備配套的優(yōu)化

3.1.1 工作面支架的選型

某某綜放工作面選用液壓支架ZF12000/22/42型放頂煤支架，上下兩端頭選用ZFG12000/22/38型放頂煤端頭支架。根據(jù)驗(yàn)算此型號(hào)支架能滿足支護(hù)要求，更適合大采高工作面放頂煤的采高等技術(shù)要求。

3.1.2 針對(duì)工作面仰斜開(kāi)采，煤炭在滑落的過(guò)程中部分掉到采空區(qū)，或者煤炭在后部刮板輸送機(jī)上運(yùn)行時(shí)常常會(huì)向兩側(cè)溢出形成三角殘煤。為提高回采率，我們?cè)诎惭b期間引入后部運(yùn)輸機(jī)回煤裝置，很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)后部刮板輸送機(jī)外側(cè)三角殘煤的回收，節(jié)約了資源。

3.1.3 由于大坡度仰采段采高降低，頂煤滑落位置后移300mm左右，為保證放煤效果，采高在3m以下時(shí)拉后溜鏈子放在15環(huán)（每環(huán)長(zhǎng)度為180mm，后插板全部收回時(shí)后部運(yùn)輸機(jī)空出500mm的放煤空間）。

3.2 區(qū)隊(duì)制度管理

3.2.1 制定嚴(yán)格合理的考核制度，割煤按架支付工資，放煤按照產(chǎn)量支付工資，區(qū)隊(duì)根據(jù)工作面的煤厚、采高的比例（10.5：3.5=3：1），確定每架的割煤噸數(shù)，根據(jù)電子秤上的產(chǎn)量來(lái)計(jì)算出放煤產(chǎn)量支付放煤工資，現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)驗(yàn)收考核，獎(jiǎng)罰分明，有效的提高職工的放煤積極性。

3.2.2 工作面生產(chǎn)期間每班至少安排4人放煤（包括工班長(zhǎng)）。

3.2.3 礦和區(qū)隊(duì)加強(qiáng)對(duì)放煤的監(jiān)督檢查，放不好的嚴(yán)格按照制度進(jìn)行處罰，超過(guò)10組進(jìn)行掛牌處理。

3.3 放煤工藝優(yōu)化

3.3.1 現(xiàn)場(chǎng)合理協(xié)調(diào)好割煤與放煤的關(guān)系。煤機(jī)正常割煤速度在2m至3m之間，后部放煤均衡總煤量，由運(yùn)輸機(jī)司機(jī)控制前后部的煤量協(xié)調(diào)，煤機(jī)進(jìn)端頭時(shí)要加大放煤量。

3.3.2 采取分段多輪式循環(huán)放煤，一采一放，放凈頂煤，經(jīng)驗(yàn)收員驗(yàn)收合格后放可拉移后部運(yùn)輸機(jī)。

3.3.3 采取分段循環(huán)多輪放煤法。

（1）、分段：共分為兩段：第一段是1—70#架;第二段是71—134#架。即煤機(jī)在第一段割煤時(shí)，放煤工去另一段放煤;

（2）、順序多輪循環(huán);原則上每段都是從機(jī)頭方向向機(jī)尾方向依次放煤。同時(shí)至少安排3個(gè)放煤工，間隔不少于10組支架，第一個(gè)放煤工（粗放）放2/3后關(guān)門(mén)去放下一組支架，第二個(gè)放煤工（細(xì)放，控制好量及見(jiàn)矸情況）再放剩下的1/3;第三個(gè)（根據(jù)情況放）最好是組長(zhǎng)或工班長(zhǎng)來(lái)排查放煤情況適當(dāng)補(bǔ)放;第四個(gè)就是驗(yàn)收員（放頂煤工作面驗(yàn)收員主抓放煤）驗(yàn)收合格方可拉移此段的后部運(yùn)輸機(jī)。

3.3.4 區(qū)隊(duì)定期進(jìn)行探煤厚，并結(jié)合地測(cè)科提供的煤層地質(zhì)圖來(lái)確定放煤的重點(diǎn)區(qū)域，及時(shí)在班前會(huì)給職工講解，保證放煤的有序進(jìn)行、重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)監(jiān)督考核。

3.3.5 剪網(wǎng)放煤。綜放工作面兩端頭及工作面遇頂板破碎區(qū)或特殊地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)需要采取上網(wǎng)護(hù)頂，網(wǎng)延至后尾梁下時(shí)會(huì)影響放煤。為保證煤炭資源的回收必須采取剪網(wǎng)方式進(jìn)行放煤。

（1）端頭放煤。端頭支架連網(wǎng)正常情況下連3組支架，盡量連單網(wǎng)，端頭支架的網(wǎng)盡量與巷道頂網(wǎng)連在一起并且每200mm一扣聯(lián)結(jié)牢固，這樣能保證巷道頂煤跨落后能部分流入后部運(yùn)輸機(jī)，增加了煤炭資源的回收;生產(chǎn)中規(guī)定機(jī)頭機(jī)尾各兩組支架不用剪網(wǎng)，其他都要剪網(wǎng)放煤。

（2）正常支架因頂板破碎或地質(zhì)構(gòu)造聯(lián)網(wǎng)區(qū)域，必須在后部進(jìn)行剪網(wǎng)放煤。

（3）剪網(wǎng)放煤必須要停止后部運(yùn)輸機(jī)，并將后插板收回、后尾梁千斤頂縮回來(lái)，兩人一組，一人監(jiān)護(hù)安全，一人進(jìn)入架后進(jìn)行剪網(wǎng)作業(yè)，人員嚴(yán)禁進(jìn)入后部運(yùn)輸機(jī)內(nèi)作業(yè)，在架后進(jìn)行剪網(wǎng)，可采取用鋼管加長(zhǎng)剪鉗的方式進(jìn)行剪網(wǎng)。

3.4加強(qiáng)工程質(zhì)量管理

工程質(zhì)量的好壞也直接影響放煤的質(zhì)量，如果出現(xiàn)機(jī)頭頂板垮落就會(huì)影響出煤高度，如果出現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)搭接不合理就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭短喝循環(huán)煤或機(jī)頭長(zhǎng)拉不出去煤等情況，因此合格的工程質(zhì)量才是正常放煤的基礎(chǔ)。

3.4.1 工作面機(jī)頭可以說(shuō)是整個(gè)采煤工作的咽喉部位，它對(duì)放煤來(lái)說(shuō)也是如此，正常生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)頭端頭支架都必須連雙網(wǎng)維護(hù)頂板，同時(shí)機(jī)頭順槽支架與端頭1#架架間上傾向的工字鋼支護(hù)頂板，使順槽架與端頭架形成抄手效果，防止降架時(shí)頂板下沉。

3.4.2 生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制運(yùn)輸機(jī)的上竄下滑，以機(jī)頭為基準(zhǔn)點(diǎn)管理運(yùn)輸機(jī)，運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)上竄或下滑時(shí)及時(shí)通過(guò)調(diào)面的方式保證運(yùn)輸機(jī)的搭接。

3.4.3 控制好工作面的采高和頂板，針對(duì)10m左右的煤厚的工作面，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次實(shí)地觀測(cè)統(tǒng)計(jì)得出采高低于3.2m時(shí)，放煤困難增加，放煤效果也較差，必須在安全措施規(guī)定的范圍內(nèi)盡量增加采高才能保證放煤效果。

3.4.4 同時(shí)工作面的頂板完好也很大程度上影響工作面的放煤質(zhì)量。工作面頂板出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，為治理頂板一般會(huì)采取上網(wǎng)上料的方法，這樣網(wǎng)延至后部運(yùn)輸機(jī)處時(shí)，網(wǎng)不易破損造成放煤不成或放煤不完全。

4 安全措施

大傾角煤層的頂煤極易滑落至老空區(qū)及未垮落的頂煤落入采空區(qū)，容易在采空區(qū)形成瓦斯、一氧化碳等有毒有害氣體，工作面進(jìn)風(fēng)端頭出現(xiàn)漏風(fēng)，會(huì)使大量有害氣體從回風(fēng)端頭涌出造成氣體超限。因此為減少有害氣體的生成及危及安全，我們采取以下通防管理：

4.1 在工作面進(jìn)、回風(fēng)端頭每10m施工一道全斷面的碎煤墻，并噴涂防滅火材料;同時(shí)巷道外幫至端頭架后掛一道擋風(fēng)簾，擋風(fēng)簾上接頂下到底板，全封閉狀態(tài)，盡量減少向老空區(qū)漏風(fēng);

4.2工作面機(jī)尾段掛兩道導(dǎo)風(fēng)簾向后部運(yùn)輸機(jī)及回風(fēng)端頭導(dǎo)風(fēng)，兩道導(dǎo)風(fēng)簾與運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行方向呈30°夾角，導(dǎo)風(fēng)簾吊掛在支架頂梁上，一端緊貼煤壁，一端延至支架后立柱處，兩道導(dǎo)風(fēng)簾間隔至少15組支架，保證煤機(jī)截割此段時(shí)至少能保留一道導(dǎo)風(fēng)簾在用。

通過(guò)我們對(duì)本工作面超前研究、超前準(zhǔn)備及生產(chǎn)過(guò)程中工藝優(yōu)化等一系列的理論分析、現(xiàn)場(chǎng)研究，得出了一套精細(xì)化放煤工藝，大大提高了放煤回收率，為大坡度仰斜開(kāi)采厚煤層提供了有力的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

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[2]《中小企業(yè)管理與科技》2010年7月上旬刊供稿??張居仁1 魏國(guó)山2 陳海江32、淺談綜采放頂煤工作面回采工藝及提高回采率的措施