提高綜放工作面產(chǎn)能的措施與實踐

顧 默

（同煤集團調(diào)度室，山西 大同 037003）

1 概述

大同煤礦集團有限責(zé)任公司是一個有著悠久煤炭開采歷史的大型國有企業(yè)，隨著煤炭開采時間的不斷延長，侏羅系資源已經(jīng)所剩無幾，開采深度不斷增加已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)入石炭系開采，石炭系放頂煤工作面現(xiàn)已成為同煤集團生產(chǎn)的主力軍。同煤集團在放頂煤尤其是石炭系特厚煤層放頂煤開采方面，在國內(nèi)一直處于行業(yè)主導(dǎo)領(lǐng)先地位，隨著科技的進步和不斷的進步鉆研探索，同煤集團在放頂煤開采方面不斷推陳出新、不斷地刷新放頂煤開采的新記錄。

2 縮短工作面割煤循環(huán)時間

為了進一步縮短割煤時間，給放頂煤留有充足的時間，從增加支架的追機速度和加快機組的割煤速度兩方面入手，而機組的割煤速度液壓支架的追機速度所決定，所以先增加支架的追機速度后加快機組的割煤速度。

2.1 改造液壓系統(tǒng)，增加支架追機速度

石炭系工作面的乳化液泵站系統(tǒng)配備為4套，兩用兩備，由于備用設(shè)備啟動次數(shù)較少，而且很少有用到兩臺備用泵站同時開啟的情況，所以兩套備用泵站的配備在一定程度上是一種浪費，為了改善這一狀況，盡可能地利用設(shè)備，減小浪費，同時為了增加液壓支架的追機速度，對支架供液管路進行了改造，在原來2趟進液2趟回液的基礎(chǔ)配備上，多增加1趟進液管路，改造為3進2回，泵站也由原來的兩用兩備變更為三用一備，這樣支架供液量增加，例如馬脊梁礦3#8111工作面的乳化泵型號為BRW400/31.5，經(jīng)過改造后泵站流量由原來的800L/min增加為1200 L/min，隨著工作面乳化液流量的加大，單架液壓支架移動的移動速度增加約15%，這就縮短了采煤機割煤速度，從而縮短割煤時間。

2.2 增加采煤機截割速度，降低割煤時間

石炭系工作面所采用的機組，截割電機功率均過剩，割煤速度的提升主要受支架追機速度影響，追機速度提高后，機組的割煤速度自然提高。采煤機在空載情況下，移動速度可以達到12.8 m/min（麻家梁礦艾柯夫機組），割煤過程中，在液壓系統(tǒng)未改造之前，麻家梁礦機組在正常情況下割煤速度在2.5～3.5 m/min（采高3.8 m），馬脊梁礦機組在正常情況下割煤速度維持在5.5～6m/min（采高3.3 m），經(jīng)過液壓系統(tǒng)改造，增大乳化液流量后，麻家梁礦機組的速度達到了5 m/min，馬脊梁礦機組速度也增加到了8 m/min，采煤機割煤速度的加快，給放頂煤提供了充足的放煤時間，不僅實現(xiàn)了“精采細采”的目的，提高了頂煤回收率，同時也進一步有效縮短了循環(huán)時間，為工作面高產(chǎn)高效提供了保障。

3 水壓致裂技術(shù)在工作面回采過程中的應(yīng)用

水壓致裂技術(shù)通常應(yīng)用在處理臨空巷道壓力大的情況（提前卸壓），通過不斷創(chuàng)新與探索，在放頂煤生產(chǎn)過程中也采用了水壓致裂技術(shù)。

3.1 初采期間對頂板進行水壓致裂

在工作面初采切巷進行水壓致裂，可以對頂板、頂煤進行弱化，工作面推進至15 m范圍內(nèi)頂煤便可以完全冒落，未采取水壓致裂的工作面頂煤完全冒落范圍大約在40～50 m之間，實施水壓致裂后，工作面正常達產(chǎn)的距離與時間縮短，產(chǎn)出的煤量增多，以長度200m，煤厚15 m的工作面計算，初采期間實行水壓致裂一個工作面可以增產(chǎn)約0.11 Mt煤。

3.2 末采期間對頂板進行水壓致裂

目前同煤集團正在大力推行小煤柱，石炭系放頂煤工作面停采線距最近的盤區(qū)巷道距離不得大于80 m，根據(jù)以往經(jīng)驗，停采線距盤區(qū)巷道距離一般為130～150 m，距離太短容易對盤區(qū)巷道造成損壞，工作面回采末采期間對頂板進行水壓致裂后，使工作面上方老頂卸壓，壓力不再向盤區(qū)巷道傳遞，既保護了盤區(qū)巷道，又使回采工作面煤量得到大大的回收，以長度200m，煤厚15 m的工作面計算，未采期間實行水壓致裂一個工作面可以增產(chǎn)約0.5 Mt煤。

4 增加截深和步距，優(yōu)化工藝

4.1 增加截深和步距

目前石炭系放頂煤工作面采煤機的截深一般為800 mm，為了提高單產(chǎn)，對石炭系工作面割煤截深及放煤步距進一步優(yōu)化，麻家梁礦14205工作面在設(shè)備不做大幅改造的情況下率先將采煤機的滾筒截深由800mm變更為900 mm，割煤步距與放煤步距均由原來的800mm優(yōu)化為900 mm，工作面設(shè)備僅對過渡支架進行了改造：原過渡支架推移行程850mm，有效行程達不到900 mm，不改變過渡推移機構(gòu)的前提下，過渡支架必須分兩次推溜、兩次拉架，工作程序變得復(fù)雜，所以對7架過渡支架推移機構(gòu)進行改造，增加有效推移行程達到900 mm。

4.2 優(yōu)化放煤工藝

放頂煤工作面產(chǎn)量的關(guān)鍵在放煤，為了進一步提高石炭系工作面產(chǎn)量，同煤集團進行了深入的放頂煤研究與探討，并與相關(guān)院校開展了合作，切實可行地做到了一礦一策，主要成果如下：

麻家梁礦：之前麻家梁放煤工藝為機組前后各安排1名放煤工進行放煤，前部放煤量較少，塊矸較多，后部煤量初次放煤后，還存在少量頂煤不能充分放盡，針對這個問題，麻家梁著手對放頂煤工藝進行研究并改進，現(xiàn)采用單輪間隔放煤的放煤工藝，工作面仍布置2名放煤工，1#放煤工第一輪滯后機組10架進行間隔粗放，放1、3、5、7、9單號支架上部頂煤，2#放煤工第二輪滯后機組20架進行頂煤情況觀察并補放、精放，放2、4、6、8、10雙號支架上部頂煤。改變放煤工藝后，頂煤得到充分利用，通過第二次精放后，工作面頂煤充分放盡，有效提高工作面產(chǎn)量及洗選率。

馬脊梁礦：由于煤層相對其他千萬噸礦井煤厚較?。? m左右），之前采用“一刀一放”的工藝，頂煤回收困難且頂煤冒落不完全，不僅循環(huán)時間受影響，工作面的回收率也僅能勉強達到85%，改用“兩刀一放”的循環(huán)方式，放煤時采用兩輪間隔放煤，放煤工前后分成兩組，一組放單號支架頂煤，一組放雙號支架頂煤，重復(fù)兩次即可將頂煤放凈，不僅循環(huán)時間進一步縮短，也使提工作面回收率達到了87%。

塔山礦：塔山礦煤層屬于特厚煤層，煤層厚度平均在20 m以上，為了使放頂工作更加細致，使頂煤回收工作進一步完善，生產(chǎn)技術(shù)處與塔山礦開展合作，創(chuàng)造出了“大中小微放煤法”。該工藝采用“一刀一放”正規(guī)循環(huán)作業(yè)。采用分段間隔4級一次性放煤工藝，工作面分4段放煤，每班安排4名放煤工負責(zé)4個區(qū)域的放煤工作。每8個支架為一組，按照“大”、“微”、“小”、“微”、“中”、“微”、“小”、“微”順序逐架標(biāo)志（大：大放支架；中：中放支架；?。盒》胖Ъ埽晃ⅲ何⒎胖Ъ埽?，每名放煤工分別在分段范圍內(nèi)先放“大”返回再放“中”；返回再放“小”，然后依次放“微”，必須放完一個支架再進行下一個支架放煤，做到“聽矸關(guān)窗”。

5 實踐情況及應(yīng)用

1）乳化液供液系統(tǒng)由“2進1回”改造為“3進2回”，支架中的乳化液流量增大，支架的移動速度可以得到有效加快，為采煤機割煤速度進一步提高，循環(huán)時間進一步縮短提供了基本保障。

2）水壓致裂在工作面生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。初采使用水壓致裂可以弱化工作面頂板頂煤，使頂煤可以盡快有效地冒落，工作面可以很快達產(chǎn)；為了響應(yīng)集團公司石炭系綜放工作面停采線距盤區(qū)巷道不得超過80 m，在工作面回采末期對工作面進行水壓致裂，可以有效地切斷工作面老頂與盤區(qū)巷道頂板的聯(lián)系，向盤區(qū)巷道傳遞的回采應(yīng)力有效地衰減，既保護了盤區(qū)巷道，又提高了工作面回收產(chǎn)量。

3）不對工作面設(shè)備進行大規(guī)模改造地情況下，適當(dāng)加大采煤機滾筒，使煤機截深加大，進一步改變工作面放煤步距，使工作面回收效率大大提高，也為進一步提高工作面產(chǎn)能提供了有效思路。放頂煤工藝的改進，也加快了工作效率，提高了工作面產(chǎn)量。