淺談厚煤層綜放開采技術(shù)工藝

楊向東

【摘 要】本文對厚煤層綜放開采技術(shù)工藝進(jìn)行了分析與研究。

【關(guān)鍵詞】綜放開采；技術(shù)應(yīng)用；頂煤支架

綜放開采是工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的有效開采工藝方式。通過解決綜放開采工作面中面臨的一些關(guān)鍵技術(shù)，可進(jìn)一步提高工作面的工作效率和效益，確保工作面的安全生產(chǎn)，提高綜放工作面的煤炭回收率，充分發(fā)揮綜放開采技術(shù)的優(yōu)越性。

1.綜放開采技術(shù)概念

綜采放頂煤開采技術(shù)是在中厚煤層一次采全高綜采技術(shù)工藝上發(fā)展起來的采煤技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)解決了厚煤層一次采全高的問題。不但降低了開采成本，同時(shí)還可有效防止沖擊地壓。過去厚煤層開采由于設(shè)備采高限制，只能分層開采，這不僅增加了巷道掘進(jìn)量，而且，上分層工作面開采需鋪設(shè)人工假頂，為下分層開采創(chuàng)造條件，消耗了大量材料，同時(shí)由于鋪設(shè)人工假頂增加了工作面開采工序，影響了工作面的有效開機(jī)時(shí)間，限制了工作面的生產(chǎn)能力。綜放開采技術(shù)，就是在厚煤層中沿底板布置國采工作面按一定高度用采煤機(jī)向前副煤開采，而支架上方的煤，則靠礦山壓力和自重向下移動，由支架尾部所開窗口放出，流入尾部運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出。根據(jù)窗口位置不同，可分為“高位”、“中位”和“低位”放頂煤綜采設(shè)備。

綜放開采是工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的有效開采工藝方式。開采實(shí)踐表明，影響綜放工作面安全高效順利開采的關(guān)鍵技術(shù)有以下幾點(diǎn)：①綜放開采的合理開采工藝、參數(shù)及放煤規(guī)律：②綜放開采的覆巖運(yùn)動規(guī)律及礦壓顯現(xiàn)特征；③綜放開采機(jī)道上方端面頂板（煤）的穩(wěn)定性控制；④綜放開采頂煤回收率包括面內(nèi)、首末采和端頭頂煤回收率的進(jìn)一步提高；⑤綜放開采支架與圍巖關(guān)系及支架合理選型。通過多年的理論研究與開采實(shí)踐，我國已積累和總結(jié)了綜放開采關(guān)鍵技術(shù)，這為進(jìn)一步發(fā)揮綜放開采的優(yōu)越性，提高生產(chǎn)效益創(chuàng)造了條件。

2.綜放開采技術(shù)應(yīng)用

下面以對某礦的一綜采工作面低位綜采放頂煤工藝的分析為例，對傾斜煤層堅(jiān)硬頂板較薄厚煤層采用低位綜采放頂煤工藝，使該工作面實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。

2.1工作面情況分析

該工作面地質(zhì)條作：該工作面面走向長1500米左右，傾斜長130米，煤層總厚為冒為8至12米，平均10米，煤層平均傾角為24度，該煤層普氏系數(shù)9.40，厚20.05米。

2.2采用的采煤方法及工藝

該工作面采用走向長壁低位綜采放頂煤采煤方法。

工藝順序：割煤一移架一推前部輸送機(jī)一放煤一拉后部輸送機(jī)。采用單向割煤方式；進(jìn)刀方式為上端部斜切進(jìn)刀，單向割煤往返一次進(jìn)一刀，進(jìn)刀處工作面刮板輸送機(jī)彎曲長度不小于15米，以保證煤機(jī)順利運(yùn)行：由專人放煤，在煤機(jī)返刀期間滯后煤機(jī)15米放煤，發(fā)現(xiàn)有矸石進(jìn)入后部輸送機(jī)時(shí)產(chǎn)即關(guān)閉放煤口；對采煤機(jī)割下的煤利用采煤機(jī)滾筒的螺旋葉片和輸送機(jī)的鏟煤板進(jìn)行裝煤，放出的煤直接進(jìn)入工作面后部輸送機(jī)。

2.3工作面的支護(hù)

工作面采用放頂煤支架支護(hù)?；衅胀ǚ彭斆褐Ъ?？4臺，上、下端頭支加各2臺，共78臺。支架的工作方式采用及時(shí)支護(hù)，移架采用追機(jī)作業(yè)，分段依次順序移架，移架距離煤機(jī)后滾筒4～6架。支架的操作方式為本架操作。支架的操作順序：收前探梁一降架一移架一調(diào)架一升架一伸前探梁。

端頭支護(hù)方法。工作面上下端頭各安裝2臺過渡支架，在過渡支架外幫跨前、后兩部輸送機(jī)分別支一對抬棚，共同4對，采用3.6米的長鋼梁做梁，DZ系列單體支柱作支柱，形成一梁三柱的走向棚，配合過渡支架交替邁步前移，走向步距0.6米，2個(gè)長鋼梁的間距為0.2米，長鋼梁下單體初撐力不低于90KN，長鋼梁與相鄰支架間的距離不得大于0.3米。在下端頭隨工作面推進(jìn)，從過渡支架后部至下巷切頂線沿轉(zhuǎn)載機(jī)上幫打一排單體點(diǎn)柱，并掛好擋矸簾，以防竄矸；同時(shí)從兩道切頂線向外在巷道中用厚12厘米，長1米的半圓木支撐3棚T字棚，棚距1米。兩端頭1-7號架頂煤處鋪5米乘1.2米的菱形金屬網(wǎng)，網(wǎng)沿傾斜方向展開，網(wǎng)與網(wǎng)之間壓茬為0.2米，用18號鐵絲間距0.2米扎好，新網(wǎng)在上，舊網(wǎng)在下。

2.4關(guān)鍵的技術(shù)措施

2.4.1工作面的初采

首先，由于工作面從兩道掘進(jìn)到切跟安裝都是跟頂施工因而在工作面推進(jìn)過程中，必須從工作面兩端第三架開始到工作面中部隨工作面推進(jìn)不斷支頂煤挖底回采，以達(dá)到放頂煤要求。

其次，工作面在正常推進(jìn)時(shí)，以6：1的斜度比例挖底，即每推進(jìn)0.6米，工作面挖底0.1米；根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在工作面挖底到底板后，兩端頭第八架必須跟底板，兩端頭跟項(xiàng)推進(jìn)，兩端頭向里第317架逐漸隨至底板鋪網(wǎng)推進(jìn)。

再次，采煤機(jī)司機(jī)必須嚴(yán)格把握留項(xiàng)煤厚度和臥底量，嚴(yán)防刮板輸送機(jī)過分下滑，造成推輸送機(jī)困難或臥底量過小影響挖底速度。

2.4.2割煤與放煤

首先，割煤時(shí)采煤機(jī)司機(jī)根據(jù)頂?shù)装?、煤層煤質(zhì)變化及輸送機(jī)運(yùn)煤量，調(diào)整煤機(jī)割煤速度，控制采高為2.8米到3.2米；割煤過程中為防止頂煤因空頂時(shí)間過長而垮落或煤機(jī)滾筒割支架前梁，支架工的工人超前煤機(jī)滾筒3-5架收回支架前探梁，滯后煤機(jī)后滾筒1架伸出前探梁；采煤機(jī)停止工作時(shí)，應(yīng)停在傾角小、項(xiàng)板完整、無淋水地點(diǎn)，同時(shí)將采煤機(jī)上下滾筒降至底板，防止煤機(jī)下滑。

其次，放煤工放煤時(shí)要正常使用噴霧裝置，與采煤機(jī)司機(jī)密切配合，均勻放煤，防止輸送機(jī)過載造成事故。同時(shí)注意支架尾梁插板的伸縮量，控制尾粱開啟程度，防止插板插入輸送機(jī)中。

再次，放完煤后必須將支架尾梁升起，插板插到位，尾粱與底板夾角控制在45度左右，并根據(jù)采高適當(dāng)調(diào)整，以防漏矸和其它事故的發(fā)生，放煤時(shí)放出的大塊煤禁止使用插板破碎，不得放出大塊矸石。

最后，放煤工若發(fā)現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止放煤，進(jìn)行處理：刮板輸送機(jī)上發(fā)現(xiàn)有大塊煤及矸石；支架后尾粱銷子斷了；牽引鏈有斷鏈、裂紋或變形等，刮板、螺絲短缺；支架后尾梁因竄液、漏液而自降；發(fā)現(xiàn)異常響聲；供水裝置無水或噴霧有故障。

3.板低位放頂煤支架的選擇

本工作面采用走向長壁綜采放頂煤方法，選用了ZFSB3500—25/36A型雙輸送機(jī)低位插板式放頂煤支架。此型液壓支架的頂梁是剛性主梁加內(nèi)伸縮的組合式，能夠縮短支架中正常支護(hù)時(shí)的控頂距提高支架的支護(hù)強(qiáng)度；在采煤機(jī)割煤后，支架移架前能夠及時(shí)伸出進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，較為適應(yīng)本工作面煤的硬度：可以在煤壁片幫后伸出伸縮梁及時(shí)支護(hù)。

同時(shí)，此液壓支架支撐高度范圍為2.5到3.6米，且對煤厚不均勻適應(yīng)性較強(qiáng)，支架頂梁尾部設(shè)計(jì)一斜坡，增加了頂煤斷裂，加劇了煤、頂離層，尾粱上、下有一定的擺角，更利于松動已垮落的項(xiàng)煤及破碎大煤塊，避免后部輸送機(jī)發(fā)生機(jī)械事故；頂梁長可實(shí)現(xiàn)多次反復(fù)支撐，使頂煤顯著預(yù)先斷裂、垮落，有利于放煤；放煤口低，頂煤垮落下降量大，易破碎，大塊少，放煤時(shí)煤塵小，采空區(qū)丟煤少，采出率高，自然發(fā)火小。諸多優(yōu)點(diǎn)表明，該支架適用于此類工作面綜放開采。

4.結(jié)語

傾斜煤層較厚煤層纏放工作面克服了一次采全高存在的支架易歪倒的問題，解決了一般機(jī)采工作面丟底煤浪費(fèi)資源的問題，降低了分層開采所帶來的掘進(jìn)工作面及巷道支護(hù)、維護(hù)費(fèi)用，在相對減少了工作量的時(shí)時(shí)，提高了安全級別?？傊?，要在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對綜放設(shè)備進(jìn)行不斷的完善和改造，使之更加適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)條件的變化，滿足高產(chǎn)高效要求，使綜放工作面生產(chǎn)能力進(jìn)一步提高。

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