大采高綜采工作面開采關(guān)鍵技術(shù)研究

李順達(dá)

(山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 臨汾 042100)

引 言

煤炭開采過程中，由于煤層厚度不同采取的開采方式也不同。針對(duì)厚煤層我國(guó)一直使用分層開采技術(shù)，該技術(shù)有一定的缺點(diǎn)，投入成本比較高，設(shè)備的搬家率高，而且開采中工藝復(fù)雜，操作中容易出現(xiàn)故障，整體開采效率下降。為了解決這些問題，引入了一次性開采技術(shù)，下面就進(jìn)行深入的分析。

1 案例分析

1.1 礦井開采情況

某企業(yè)開發(fā)了7 m的大采高綜采工作面，進(jìn)行回采過程中，主要在三個(gè)煤礦進(jìn)行開采，回采出工作面共有17個(gè)，生產(chǎn)出的源煤共1.5億t，如表1所示，開采工作安全可靠，達(dá)到了理想的開采效果[1]。

表1 開采情況統(tǒng)計(jì)表

1.2 工作面配套的設(shè)備

工作面的配套設(shè)備主要以JOY-7LS8型采煤機(jī)為主，具體參數(shù)如表2所示。

表2 JOY-7LS8型采煤機(jī)技術(shù)特征表

2 對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析

對(duì)于這一工作面而言，使用了綜合機(jī)械化采煤方法，使用雙滾筒進(jìn)行割煤，進(jìn)刀方式是端部斜切進(jìn)刀，前滾筒切割頂煤，后滾筒切割底煤，通過后滾筒和刮板輸送機(jī)的作用，就可以將煤炭裝入到運(yùn)輸機(jī)中，提高了工作效率。再利用破碎機(jī)將煤炭運(yùn)輸?shù)较锬z帶機(jī)中，使用超前液壓支架進(jìn)行支護(hù)，其主要參數(shù)如表3所示。

表3 某煤礦7 m大采高工作面主要的技術(shù)參數(shù)

在施工過程中，技術(shù)人員還使用了兩端頭垂直過渡技術(shù)，一般都使用平緩過渡方式，導(dǎo)致在這一段頂煤出現(xiàn)較大的損失，為了節(jié)約煤炭資源，開采中技術(shù)人員使用了垂直過渡方式，端頭架和過渡架使用垂直過渡，如圖1所示。在過渡段使用了大臺(tái)階過渡架，可以有效將頂煤回收，可以從工作面直接進(jìn)行運(yùn)輸，提高了回采效率，由于這一舉措，實(shí)際操作中每刀可以多采煤58.5 t，全工作面可以多回采煤炭30.5萬t。

圖1 7 m大采高綜采工作面兩端頭垂直過渡示意圖

3 管理和控制頂板的技術(shù)操作

3.1 分析初步回采頂板的控制技術(shù)

為了有效對(duì)開采質(zhì)量進(jìn)行控制，可以優(yōu)化工作面兩巷斷面，將之前設(shè)計(jì)的回風(fēng)巷斷面尺寸由6 m×4.2 m，優(yōu)化為現(xiàn)在的5.2 m×4.2 m。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員還有了支護(hù)參數(shù)，例如對(duì)于頂錨桿而言，從之前使用的6根變?yōu)楫?dāng)前的5根，使用的錨素長(zhǎng)度從之前的8 m優(yōu)化為當(dāng)前的6.5 m。除此之外，工作面巷道的間距也進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，之前設(shè)計(jì)為50 m，技術(shù)人員通過綜合分析之后，確定將其設(shè)計(jì)為150 m，這樣不僅提高了頂板的控制效率，而且降低了施工量，提高了施工進(jìn)程，為以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。在施工初期進(jìn)行頂板控制過程中，第一點(diǎn)，初采時(shí)對(duì)頂板進(jìn)行強(qiáng)制放頂，并嚴(yán)格對(duì)頂板進(jìn)行管理，例如初撐力度要到位，設(shè)置的護(hù)幫板要到位，設(shè)置的伸縮梁要到位，跟機(jī)拉架要設(shè)置到位。第二點(diǎn)，進(jìn)行第一次加壓之前，對(duì)巷道可以先不進(jìn)行密閉墻的施工，進(jìn)行頂板跨度加長(zhǎng)時(shí)，要有效降低颶風(fēng)強(qiáng)度。第三點(diǎn)，初采操作中所有工作人員都要佩戴安全頭盔[2]。

3.2 正常回采頂板的控制技術(shù)分析

進(jìn)行回采操作中，工作人員必須加強(qiáng)設(shè)備操作的規(guī)范性，對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，避免設(shè)備出現(xiàn)故障。定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，尤其要對(duì)液壓系統(tǒng)檢修，對(duì)綜采設(shè)備進(jìn)行檢修，施工操作時(shí)不能出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等問題，當(dāng)供壓之后保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性，如果支架立柱安全閥比開啟的壓力低，要及時(shí)進(jìn)行更換，避免出現(xiàn)故障。具體生產(chǎn)過程中，對(duì)于控制臺(tái)司機(jī)有很高的要求，觀察乳化泵的壓力，其壓力必須達(dá)到37.5 MPa，可以24 h對(duì)高壓過濾站進(jìn)行反沖，如果發(fā)現(xiàn)多架初始撐力升不到位后，要及時(shí)關(guān)閉開關(guān)，停機(jī)檢查具體的原因，完全查明故障原因之后才能開機(jī)使用。在開采過程中對(duì)生產(chǎn)技術(shù)有嚴(yán)格的要求，第一點(diǎn)，生產(chǎn)過程中嚴(yán)格對(duì)頂板進(jìn)行管理，五個(gè)方面都要到位。第二點(diǎn)，對(duì)工作面的礦壓進(jìn)行有效的觀測(cè)，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，對(duì)來壓的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)和預(yù)測(cè)，相關(guān)工作人員在開機(jī)之前將來壓的具體位置通告給大家，這樣工作人員員工心理有數(shù)，不會(huì)出現(xiàn)意外而驚慌失措。工作面是否來壓，都要按照操作規(guī)定進(jìn)行跟機(jī)邁步移架，一般初始工作時(shí)，升力必須一次性升高到25.2 MPa，當(dāng)來壓之后，結(jié)合實(shí)際情況，可以帶壓擦頂移架。當(dāng)工作面來壓之后，積極對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行組織協(xié)調(diào)，快速進(jìn)行甩壓，司機(jī)確?？梢哉８鷻C(jī)拉架的時(shí)候，要適當(dāng)?shù)奶岣吒蠲旱乃俣?，有效進(jìn)行甩壓。無論工作面是否來壓，當(dāng)梁端距離達(dá)到800 mm時(shí)，就應(yīng)該執(zhí)行超前拉架操作，當(dāng)工作面來壓之后，推刮板機(jī)滯后煤機(jī)8架，將超前支架及時(shí)拉出。當(dāng)工作面來壓的時(shí)候，所有工作人員都不能二次動(dòng)架，避免出現(xiàn)冒頂范圍進(jìn)一步擴(kuò)大等問題[3]。

4 分析輔巷多通道的搬家倒面技術(shù)要點(diǎn)

對(duì)于7 m大采高綜采工作面而言，也引入了輔巷多通道的搬家倒面技術(shù)，該技術(shù)運(yùn)用提高了工作效率，滿足生產(chǎn)要求。例如撤回綜采設(shè)備時(shí)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行搬遷和調(diào)試時(shí)，或者對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝時(shí)只需要5 d～8 d的時(shí)間，搬家倒面非?？焖俑咝?，具體操作中使用的特種車輛較多，車輛參數(shù)如表4所示。在這一工程中，使用了各種輔助車輛共435臺(tái)，同時(shí)可以進(jìn)行3安和3撤，可以同時(shí)對(duì)三個(gè)通道進(jìn)行支護(hù)，同時(shí)使用三臺(tái)膠帶機(jī)進(jìn)行安裝等，技術(shù)非常先進(jìn)，受到廣大一線技術(shù)人員的青睞。

表4 7 m大采高綜采工作面快速搬家特種車輛參數(shù)表

5 結(jié)語

通過以上分析得知7 m大采高綜采工作面開采技術(shù)作用非常大，可以以此開采全厚煤層，煤炭的采出效率得到了很大的提升，有效控制了噸煤的開采成本，為企業(yè)提供了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，這一技術(shù)的應(yīng)用還有效控制了采空區(qū)遺煤?jiǎn)栴}，降低了后續(xù)的管理費(fèi)用，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張子飛,楊俊哲,代貴生,等.7 m大采高綜采工作面開采關(guān)鍵技術(shù)研究[J].煤炭工程,2015,47(3):1-4.

[2] 孫強(qiáng),童向陽.7m大采高綜采工作面國(guó)產(chǎn)設(shè)備節(jié)能降耗分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2015(s2):135-138.

[3] 裴愛科.7m大采高綜采工作面采煤機(jī)的安裝及維護(hù)探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(29):131-132.