五陽(yáng)煤礦綜放工作面提高煤炭回收率的技術(shù)與方法

宋曉彪

(潞安環(huán)能股份公司 五陽(yáng)煤礦，山西 長(zhǎng)治 046200)

煤炭是不可再生的寶貴資源，隨著煤炭的大量開(kāi)采和巨大消耗，煤炭資源在逐漸減少，愛(ài)護(hù)和保護(hù)煤炭資源日益迫切和重要。五陽(yáng)煤礦是一個(gè)有65 a開(kāi)采歷史的老礦，煤炭資源儲(chǔ)量所剩不多，每一噸煤炭資源都顯得更加寶貴。

為了提高綜放工作面煤炭回收率，盡可能地多生產(chǎn)煤炭，減少煤炭浪費(fèi)和損失，五陽(yáng)煤礦于2018年在7608工作面安裝和應(yīng)用了低位柔性采空區(qū)浮煤回收裝置和技術(shù)，提高了工作面煤炭回收率，效果良好。

1 厚煤層綜放工作面采空區(qū)浮煤回收技術(shù)

1.1 厚煤層低位綜放工作面煤炭損失及損失量

低位綜放工作面煤炭損失主要有三個(gè)方面：①工作面的初采和末采，由于初采和末采不能放煤或者說(shuō)不能充分放煤而形成的損失；②工作面兩端過(guò)渡支架和端頭支架不放煤而形成的損失；③采空區(qū)殘煤損失。

根據(jù)五陽(yáng)煤礦多年來(lái)低位綜放工作面數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，低位綜放工作面初采和末采的煤炭損失各占1%左右；工作面兩端過(guò)渡支架和端頭支架不放煤，煤炭損失為1.5%左右；采空區(qū)殘煤損失為4.5%左右。

1.2 低位綜放工作面采空區(qū)浮煤產(chǎn)生的主要原因

低位綜放工作面采空區(qū)浮煤產(chǎn)生的主要原因是，低位綜放采煤工作面采用前后雙部刮板輸送機(jī)，由于綜放工作面采煤工藝和設(shè)備所決定，在綜放工作面支架移架和放煤時(shí)，垮落落在支架尾梁上的煤炭不能全部落到后部刮板輸送機(jī)上，一部分填入了后部刮板輸送機(jī)與采空區(qū)跨落煤矸石之間的壕溝中。

每進(jìn)行一次割煤循環(huán)，都會(huì)有一部分煤炭填入后部輸送機(jī)與采空區(qū)跨落帶之間的壕溝中。如此循環(huán)就在整個(gè)工作面采空區(qū)底面上形成了一個(gè)與全工作面底面積相同、高度基本與后部刮板輸送機(jī)相同，并留有約40°煤炭自流角、前后坡?tīng)畹拿禾慷选?/p>

1.3 低位綜放工作面采空區(qū)浮煤回收技術(shù)機(jī)理

前面分析已知，低位綜放工作面采空區(qū)浮煤主要是由于后部輸送機(jī)前移后，后部輸送機(jī)與采空區(qū)煤矸垮落帶之間形成一個(gè)壕溝，移架和放頂煤填入壕溝形成的。低位綜放工作面采空區(qū)浮煤回收技術(shù)的基本工作原理是采用替占法，用一物體占據(jù)壕溝空間，避免支架尾梁上的下落煤炭回落到此壕溝中，從而避免和減少綜放工作面的煤炭損失，提高低位綜放工作面的煤炭回收率。

1.4 低位綜放工作面采空區(qū)浮煤回收技術(shù)和裝置技術(shù)結(jié)構(gòu)的變化和提高

低位綜放工作面采空區(qū)浮煤回收技術(shù)研究至今，裝置、技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了多次改進(jìn)和提高，完成了從高位鋼性采空區(qū)浮煤回收技術(shù)和裝置發(fā)展為現(xiàn)在的低位柔性采空區(qū)浮煤回收技術(shù)和裝置，綜放工作面采空區(qū)浮煤回收技術(shù)更科學(xué)合理，提高了工作可靠性和煤炭回收率，還進(jìn)一步簡(jiǎn)化了技術(shù)結(jié)構(gòu)。

1.5 7608工作面采空區(qū)浮煤回收技術(shù)和裝置的特殊連掛方式

2018年4月，五陽(yáng)煤礦根據(jù)生產(chǎn)要求決定在7608工作面安裝和應(yīng)用綜放工作面低位柔性回收裝置。綜放工作面低位柔性采空區(qū)浮煤回收裝置的制造和安裝，首先需要在地面后部刮板輸送機(jī)后側(cè)面焊接連接部件，但當(dāng)時(shí)由于7608工作面設(shè)備已經(jīng)全部在井下安裝完成，無(wú)法進(jìn)行后部刮板輸送機(jī)焊接連接部件工作。

在此情況下，我們與相關(guān)研究設(shè)計(jì)單位一起研究出了后部刮板輸送機(jī)啞鈴銷卡塊焊接連接部件連接法，完成了后部刮板輸送機(jī)啞鈴銷卡塊焊接連接部件的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和制造，在地面先安裝對(duì)接，試驗(yàn)成功后，在井下7608工作面進(jìn)行了安裝和工業(yè)性試驗(yàn)。通過(guò)多次工作面現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證：在后部刮板輸送機(jī)前移后，后刮機(jī)連結(jié)的采空區(qū)浮煤回收裝置及其上面的落物同時(shí)前移，其落物為細(xì)粒煤炭，其煤炭堆積形狀為丘陵型，有明顯的前坡和緩型后坡，在后坡后端與采空區(qū)垮落區(qū)還有大約200 mm寬的溝隙，回收裝置上堆積煤炭最大高度約610 mm，前端高度與后溜高度相同，為280 mm。

沒(méi)有拖掛采空區(qū)浮煤回收裝置的后溜后采空區(qū)垮落區(qū)有明顯的大的壕溝，其寬度在1 m左右，在采空區(qū)垮落區(qū)底部明顯看到有一層煤炭存在，證明7608綜放工作面在安裝和應(yīng)用采空區(qū)浮煤回收裝置后，煤炭回收效果明顯。

1.6 7608工作面提高回收率計(jì)算

五陽(yáng)煤礦后部刮板輸送機(jī)高度為280 mm，煤采步距為0.8 m，經(jīng)測(cè)量和計(jì)算，采空區(qū)回收浮煤，平均厚度為0.395 m，比重為1.0 t/m3,工作面煤層平均厚度為6 m，比重為1.4 t/m3計(jì)算，回收率計(jì)算過(guò)程為：

采空區(qū)浮煤回收技術(shù)和裝置單支架提高煤炭回收率為4.7%.考慮到綜放工作面兩端頭不放煤以及采空區(qū)煤炭部分損耗的存在，乘以0.8的系數(shù)，7608工作面安裝和應(yīng)用采空區(qū)浮煤回收技術(shù)和裝置后，回收率約提高3.76%.

2 采空區(qū)浮煤回收技術(shù)在五陽(yáng)礦的推廣應(yīng)用情況

五陽(yáng)煤礦于2019年和2020年分別在7609和7521兩個(gè)工作面安裝和應(yīng)用了低位柔性采空區(qū)浮煤回收裝置。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)，回收效果明顯。

五陽(yáng)煤礦將進(jìn)一步應(yīng)用低位綜放工作面采空區(qū)浮煤回收技術(shù)，提高每個(gè)綜放工作面的煤炭回收率，同時(shí)不斷研究其它提高綜放工作面的煤炭回收技術(shù)和方法，以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。