大采高采煤工藝在河?xùn)|煤礦的應(yīng)用

李海燕

(山西焦煤汾西礦業(yè)集團，山西 介休 032000)

1 39(10)08工作面介紹

1）39（10 ）08工作面位于河?xùn)|煤礦二采區(qū)，工作面開采煤層為石炭系太原組9號（低灰富硫貧瘦煤）和 10 號(中灰高硫貧瘦煤)煤，煤層傾角為 3°～15°，煤層均穩(wěn)定總厚度為6.3 m,工作面為波浪型褶曲構(gòu)造，高差達25 m。

2）巷道斷面特征表。巷道斷面特征如表1所示。材料巷和運輸巷均沿10號煤層頂板掘進，材料巷主要用于進風(fēng)、材料運送和行人，運輸巷主要用于回風(fēng)、運煤和行人。

表1 巷道斷面特征

3）工作面采用走向長壁后退式綜合機械化一次采全高采煤，根據(jù)煤層厚度、配套采煤機及液壓支架的技術(shù)參數(shù)，確定工作面實際采高為6.3 m，循環(huán)進度為0.8 m。由MG900/2290-GWD型采煤機落煤、裝煤，SGZ1250/3×855型刮板輸送機運煤，運輸巷采用SZZ1350/525型轉(zhuǎn)載機、PLM3500型破碎機及DSJ140/250/3×400型膠帶輸送機運煤，四柱支撐掩護式液壓支架支護工作面頂板，兩巷均采用超前支護液壓支架支護頂板，全部垮落法管理頂板。

工作面沿10號煤底板割煤，不留頂煤。工作面初采期間和末采期間采高均為4 m，在初采期間，初始以4 m采高割煤，待工作面初次來壓后采用每刀煤挑頂100 mm的方法將工作面調(diào)至設(shè)計采高6.3 m；到工作面末采前，距停采線40 m時以每刀留頂煤100 mm的方法逐漸將采高調(diào)至4 m后進入末采期?；夭晒に嚕航唤影唷O(shè)備空載聯(lián)合試運轉(zhuǎn)→割煤→移架→推移刮板輸送機→拉移轉(zhuǎn)載機→拉移超前支架→清理浮煤。

2 大采高采煤工藝的現(xiàn)場概述

1）工作面煤層厚度為6.3 m，要求采煤機采煤高度達到6.3 m，液壓支架最大支撐高度按6.5 m考慮。工作面切眼寬度按液壓支架安裝最大寬度要求設(shè)計，工作面切眼高度4.0 m，局部按采煤機安裝所需最大高度設(shè)計。

2）由于9號煤與10號煤夾層巖性為砂質(zhì)頁巖、砂紙泥巖、中粗砂巖為主，硬度系數(shù)f=2.0～6.0，9號煤硬度系數(shù)f=1.0，10號煤硬度系數(shù)f=0.8。要求采煤機滾筒截割頭截齒能夠截割f＞6硬度的巖石，工作面采煤機配備破碎大塊矸石及片幫煤大塊煤塊裝置，最大破煤尺寸高1.2 m、寬1.2 m。由于崔家溝井田煤巖層傾角 5°～17°，一般為 5°～10°，要求采煤機爬坡能力＞16°要求采煤機制動能力強，抗震和過斷層能力強，截割電機分步啟動，采煤機滾筒采用分體式滿足河?xùn)|礦現(xiàn)有運輸巷道條件，具備水量、水壓監(jiān)測和監(jiān)控裝置，采煤機自備增壓外噴霧水泵滅塵裝置，實現(xiàn)采高監(jiān)測記憶和采煤機位置檢測，油溫、油壓在線監(jiān)測，各部件具備集中注油功能。

3）工作面中間液壓支架采用支撐掩護式，配備二級護幫板，護板高度不低于3.0 m，支護高度2 900～6 500 mm，工作阻力不小于15 000 kN/架；初撐力不小于11 000 kN；支架中心距1 750 mm。端頭/過渡支架設(shè)計選型：端頭支架設(shè)計技術(shù)參數(shù)為支護高度2 600～5 500 mm；工作阻力不小于 20 000 kN/架；初撐力不小于16 000 kN；支架中心距1 750 mm。液壓支架防倒防滑能適應(yīng)20°煤層傾角。

超前支架設(shè)計選型由于河?xùn)|礦頂板屬于堅硬頂板，頂板壓力大，故要求超前支架具有更大的工作阻力。材料巷和運輸巷超前支架設(shè)計參數(shù)如下：支護高度2 600～5 000 mm；工作阻力不小于8 000 kN/架；支護強度不小于1.3 MPa；初撐力不小于6000 kN/架；支護形式為四柱支撐式（有四連桿機構(gòu)）；超前支護距離不小于30 m。超前支架應(yīng)該與所選轉(zhuǎn)載機相配合。

4）為提高工作面資源回收率，工作面割煤至兩端頭分別采用兩架過渡支架，側(cè)護板高度滿足大采高和4.0 m采高要求。

5）由于工作面生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生大塊煤矸石，運輸順槽轉(zhuǎn)載機破碎機能力要考慮破碎1.5 m大塊及f＞6硬度的巖塊。

6）運輸順槽轉(zhuǎn)載機（含破碎機）長度按超前支護長度＞30 m設(shè)計。

7）運輸順槽皮帶機寬度及運輸能力按1.4 m帶寬、日產(chǎn)10 000 t運輸能力設(shè)計，并實現(xiàn)機軌合一。

8）工作面刮板輸送機與轉(zhuǎn)載機連接采用交叉?zhèn)刃斗绞竭B接，運輸順槽寬度按轉(zhuǎn)載機設(shè)備最大寬度考慮設(shè)計，采用調(diào)速耦合器，液壓馬達緊鏈器和伸縮機尾輔助緊鏈、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)軟啟動。

9）材料順槽寬度按設(shè)備列車最大設(shè)備寬度及工作面最寬設(shè)備運輸設(shè)計。

10）對工作面的片幫防護，液壓支架采用護幫機構(gòu)（第二節(jié)護幫板能夠折疊）、采煤機自帶擋板、支架間加設(shè)防護網(wǎng)。

11）液壓支架要求分體運輸上下井，安裝回收工作面在工作面切眼及停采線附近施工組裝、拆卸硐室。所有設(shè)備最大不可拆卸件重量不大于24 t，寬度、高度滿足河?xùn)|礦現(xiàn)有巷道運輸條件。

3 今后生產(chǎn)過程中需注意的問題

1）工作面“三機”控制首次使用天津貝克KJ50型PROMOS監(jiān)控系統(tǒng)，其邏輯控制方式可以通過軟件編程來實現(xiàn)，使復(fù)雜的控制邏輯變得簡單易行。系統(tǒng)中的產(chǎn)品采用簡便快捷的直插式插接件相連，使系統(tǒng)在惡劣的環(huán)境中也能快速準確的安裝和更換。系統(tǒng)中有獨立的語音通訊線，使系統(tǒng)在可以延伸的地方就可以進行語音通訊。系統(tǒng)中有獨立的安全保障回路，與控制回路相連使用，可使系統(tǒng)控制安全可靠。但由于職工技術(shù)水平有限，先進的控制系統(tǒng)給維護人員帶來了很大的壓力。

2）工作面輸送機首次使用福伊特閥控充液型液力偶合器，該偶合器采用水為工作介質(zhì)，適應(yīng)頻繁帶載啟動，具有過載保護和調(diào)速功能。刮板輸送機用閥控液力偶合器有以下優(yōu)點：①電機可以在無負荷狀態(tài)下啟動，減小電機啟動電流，減小對電網(wǎng)的電壓沖擊；②鏈條可快速平穩(wěn)地從零建立扭矩（充液過程），實現(xiàn)軟啟動功能。該偶合器對水質(zhì)要求較高，需要維護人員定期清洗、更換進水濾芯，每班進行反沖洗過濾，確保進水滿足水質(zhì)要求。

3）順槽DSJ140/250/3×400膠帶運輸機首次使用唐山開誠ZJT-500變頻器控制開關(guān)及集中操作控制系統(tǒng)。使用變頻調(diào)速可充分降低啟動電流，提高繞組承受力，對電網(wǎng)電壓沖擊很小，電機的使用壽命大大提高。目前設(shè)備運行平穩(wěn)，工作正常，故障率很低。

4）大采高液壓系統(tǒng)對乳化液質(zhì)量要求比較嚴格，雜質(zhì)和油污過多會導(dǎo)致高壓過濾器不能正常使用，同時液壓支架使用較差的乳化液也會導(dǎo)致很多支架密封損壞，尤其是對電液控支架的影響較大。因此要加強乳化油、液的管理使用，現(xiàn)工作面采用濃縮液，使用效果良好。

5）刮板輸送機機頭犁煤板常常出現(xiàn)大石塊憋卡現(xiàn)象，導(dǎo)致?lián)p壞刮板輸送機刮板，經(jīng)礦方工程技術(shù)人員和廠家技術(shù)人員聯(lián)手改裝犁煤板和中板后，從根本上解決運輸困難問題。

4 結(jié)束語

1）大采高工作面采用大功率、高可靠性設(shè)備，不但具有較強的適應(yīng)能力，還大大提 高了單產(chǎn)、單進水平，這必將進一步加快減隊減面、增產(chǎn)增效為主要內(nèi)容的集約化發(fā)展步伐，推廣建設(shè)“一礦一井一面”，推動河?xùn)|煤礦采煤技術(shù)的發(fā)展，促進安全高效礦井的建設(shè)。

2）2006 年以前河?xùn)|礦9號、10號煤上下聯(lián)合開采時的工效為12.41t/工，實現(xiàn)大采高后的工效為：29.24 t/工；9號、10號煤上下聯(lián)合開采時的資源回收率為56.96%，實現(xiàn)大采高后的資源回收率為75.19%。由此可看出，提高采煤工效、煤炭資源回收率，進一步礦井綜合實力，實現(xiàn)礦井可持續(xù)發(fā)展，給企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。