23215 綜放工作面采煤方法設(shè)計(jì)

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。