综采放顶煤工作面合茬技术研究与应用.pdf

能 源 技 术 与 管 理 E n e r g y T e c h n o l o gy a n d Ma n a g e me n t 2 0 1 3 年第 3 8 卷第 1 期 Vn 1 38 No 1 d o i 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 6 7 2 9 9 4 3 2 0 1 3 0 1 0 3 5 综采放顶煤工作面合茬技术研究与应用 余小广 中国煤炭科工集团 南京设计研究院 江苏 南京 2 1 0 0 3 1 摘要 以三河口矿 刀把 形工作面为例 就如何快速完成 刀把 工作面的合茬进行 了技 术研 究及应用 实现 了减 少环节 快速合茬 确保矿 井稳产的 目标 并且提 出了支 架 运输设备稳定性 关键词 合茬技术 综采工作 面 里切眼 外切眼 中图分类号 T D 8 2 2 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 9 9 4 3 2 0 1 3 0 1 一 O 0 8 6 O 2 1 概况 目前制约矿井稳产高产的主要原因是复杂地 质条件 限制 所 回采 的工作面以 刀把 形较为常 见 其面长不一 推进长度短 造成工作面搬家撤 面频繁 组织难度大 严重影响矿井产量 三河 口 矿 3 下 2 4 0 综采放顶煤工作面为 刀把 形工作 面 里切眼 即一号切眼 长 8 0 m 外切眼 即二号 切眼 长 7 8 m 工作面里切眼 外切眼间距 3 4 0 in 该工作面推进长度 6 4 2 m 如图 1 所示 图 1 3 2 4 0综采放顶煤工作面布置示意图 巷道净高 3 2 3 5 m 工作面所采煤层为 3下 煤层 平均煤厚度 6 2 m 走向倾角近 1 2 可采储 量 6 0 5 万 t 3 下2 4 0 工作面主要设备配备如表 1 所示 表 1 3 2 4 0综采放顶煤工作面主要设备 2 工作面内切 眼轨顺端头选用端头支架 的综合分析比较 由于 3 下2 4 0工作面为放顶煤工作面 轨顺 侧从内切眼向外推采 3 4 9 m后面临合茬 即工作 面由8 O m延长至 1 5 8 m 为避免端头架撤除造成 时间延长 考虑到轨顺里段 1 9 0 m基本为沿顶掘 进 加上俯采推进 巷道内净高近3 5 m 采用成对 交替 盯型钢支护不但工人劳动强度高 而且在施 工过程中出现安全事故概率极大 包括窗口窜棚 挪移单体 随时可能出现安全事故 尤其在工作面 出现初次放顶 周期来压的情况下 由于采高近 3 0 m 容易造成冒顶和推倒棚支护 在安全上更 容易出现问题 另外采用棚反护每班投人在该地 点的工作人员至少需要 4 6 人 效率低 与现代化 生产不相适应 因此 最终决定选用端头支架作为 该处的支护体 3 合茬方案 为了保证矿井持续稳产高产 提高工作面合 茬改造速度 在里切眼步入正规生产的同时外切 眼进行 同步安装 安装前对外切眼的安装顺序安 排主要有以下 2种方案 方案 1 将里切轨顺端头两组支架在合茬前 抽出转至外切眼轨顺端 移变列车随采随向外牵 主要方法是提前将外切眼的 7 8 m电缆留出 这样 从工作面煤壁至移变列车车尾最小距离不少于 1 4 0 m 里切眼生产的同时 对外切眼实施后部溜 槽和支架的安装 并需要支架前部空间 顶上方铺 设轨道以便向外牵移移变列车 待工作面推至合 茬位置将端头两组支架抽出外运至外切眼新的轨 顺端头调架安装 然后进两组中间架进人中间原 2 0 1 3 年 2月 F e b 2 0 1 3 佘小广综采放顶煤工作面合茬技术研究与应用 8 7 端头架处 安装好后方可进行前部溜槽安装 采取 此种方法 工期按前部保茬后 各项准备工作完 善 现场顶板条件允许至少需 5 d 加上后部合茬 接近一周内工作面没有产量 间接经济损失将达 到近 6 0 0万元 如果施工不顺利损失更大 方案 2 对 中间两组支架实施前梁改造 使改 造支架前梁前端至支架前立柱的尺寸相同 实现 用端头架取代中间架 从而在生产期间不至于出 现煤面割端头支架前梁 支架拉移后与中间架不 成直线这一实际问题 并且在对端头支架改造后 Z T F 5 5 0 0 2 0 3 0 型支架留在工作面中间 其放煤性 能和其它工作性能完全可能满足综放工作面的各 项要求 不影响质量标准化工作 这样的方案可以 有内切眼推进至外切眼煤壁前将工作面外切眼的 前部溜子的中间槽同步安好 合茬时最多只能用 2 d即可以实现合茬结束 影响产量 6 0 0 0 t 左右 间接经济损失近 1 5 0 万元 综合上述通过对工期 产量及经济效益的比 较 决定采用方案 2 4 合茬工艺技术措施 由于所使用的前后部运输机外形尺寸较大 要分两步进行合茬 第一步是支架推齐后前部运 输机进行合茬 待整个工作面再向前推采 2 4 m 后进行后部运输机的合茬 具体说明如下 4 1 合茬的各项准备工作 为了避免随采随牵移变列车 可能受外切眼 空间影响 在里切眼安装时 先将拖移电缆全部加 长 1 4 0 m 后将移变列车停放在外切眼以外 7 0 m 的轨顺内 这样实现了外切安装与工作面里切眼 的生产同步进行 并可以在合茬工作开始前 将外 加的 1 4 0 I n长的辅助电缆撤除上井 避免工作集 中 延误工期 此项工作要求在铺设加长电缆时两 头及接线盒做好标识 并整理得条理分明 避免电 缆杂乱而花费大量时间去查找核对 4 1 1 外切眼第一个支架即5 4 架的定位 根据里切眼运顺侧端头支架为半掩护 转载 机为靠工作面侧铺设 轨顺侧两组支架露于巷道 内一个半支架这一实际情况 按照巷道中心线作 为 5 4 架机头方向侧护板的边线进行支架定位 然后根据在外切眼内每 1 5 m画一标志线进行每 1 0 组支架为一个单位进行定位 以防止不进行定 位 由于工作面倾角大造成调架时支架拥挤在一 起 使合茬后轨头与溜子上的准动座对不上 再进 行全面调架影响生产 4 1 2 平行作业中间溜槽 在 铺设 前部 运输 机 的外 切 眼 中间槽 时 在 5 4 1 0 5 架区段 内提前预 留 4节 中间槽 以便合 茬时中间可以平行作业安装 5 4 1 0 5 架所对应的 中间溜槽 并提前将外切眼内根据后部运输机合 茬的需要预留 3节后部溜槽 外切眼里段后部溜 槽以 5 4 架中心线作为后部溜槽机头标线进行后 部中间槽的安装 4 2 工作面的合茬 4 2 1 支架的合茬 工作面的合茬工作最主要是控制好里切眼支 架 的相应对置 掌握好里切眼支架 的上穿 下滑 在生产 中严格按照轨顺中心线作为标志线 调整 工作面使 5 3 端头架机尾方向侧边线与轨道中心 线保持 4 2 0 c m的间距内进行正常推进 根据合茬需要 将 5 3 架调采至在距 5 4 架尾 梁后 5 m 使 2 支架相邻侧护板边线保持在一条 直线或相距不大于 3 0 c m 如果 5 2 5 3 两侧护板 伸开可直接收回外切眼端头支架侧护板即可满足 要求 当里切眼前部运输机揭露外切眼后 由于机 尾减速箱外露约 0 5 n l 致使前部机尾不能推进 可以采取 2 1的比例调采机头的方法生产 将工 作面推采至面前煤壁 使工作面支架保持与外切 眼支架成一条直线 并采用通过采煤机直接对合 茬地段前方扩大空间 以便合茬时满足前后拆卸 的空间需要 4 2 2 前部运输机合茬 前部运输机的合茬 先根据外切眼前部溜槽 挡板至煤壁的最小距离 将机尾减速箱电机做为 一 个整体拆卸 并将其及过渡槽下的底拖分别拉 至外切眼轨顺端头安装位置按顺序进行安装 中 间槽对接合茬过程 中 可采用 6根 D Z 2 8 3 0 1 0 0 的单体同时工作 使外切眼段近 5 1 节中间槽整体 移动实现中间闭合 4 2 3 后部运输机的合茬 1 扩大支架后部空间 由于 3 下2 4 0 综放面 的外切眼支架与外切眼后侧的煤壁紧紧接触 后 部没有空间 因此先把整个工作面整体推进 4 刀 即外切眼支架整体前移 2 4 m后 对后部实施合 茬 由于外切眼后部空间较大 可以满足后部机尾 部分整体从中间拉移至轨顺端头的尺寸要求 2 后部运输机的合茬 采取将后部机尾整 体牵至外切眼机尾进行合茬 同 下转第 9 0页 能 源 技 术 与 管 理 2 0 1 3 年第 3 8 卷第 1 期 90 E n e r g y T e c h n o l o gy a n d Ma n a g e me n t Vo 1 3 8 N o 1 炮眼均采用反向装药 串联方式连线 全断面一次 起爆 爆破参数如表 1 所示 表 1 双楔形掏槽爆破参数 爆破后掏槽效果明显 掘进深度达到 1 8 m 巷道成型好 眼痕率高 落岩块度均匀 适宜 矸石 堆放较为集中 5 结论 双楔形掏槽技术 与单楔形掏槽技术相 比 施 工工艺基本未变 存在以下优势 掏槽效果好 提高循环进尺 试验前循环进尺在 1 0 1 2 m 采 用双楔形掏槽技术爆破后 掏槽效果 明显 循环进 尺 1 5 1 8 i n 比试验前每循环高出至少 0 3 I11 大 大提高了掘进速度 每月进尺增加 2 O 3 0 i n 巷 道的成型质量好 光爆效果明显 试验前巷道周边 眼间距小 打眼较多 单位炸药消耗量高 爆破后 成型较差 超挖 欠挖明显 优化光爆参数后 单位 炸药消耗量降低 掘出的巷道轮廓平整光洁 超挖 量小 节约了喷浆材料 降低了工程成本 围岩裂 隙少 稳定性高 炮眼利用率高 节约工时利用 试验前爆破后存在 0 3 0 6 i n的 炮窝子 炮 眼利 用率不足7 0 采用双楔形掏槽技术爆破后 现场 基本无 炮窝子 炮眼利用率提高到了 9 0 以 上 且打眼数量减少 节约了工时 减轻了工人的 劳动强度 降低了大块率 便于耙装 试验前爆 破后现场大矸石较多 爆堆堆积在迎头 为后期矸 石破碎 耙装带来不便 采用双楔形掏槽技术爆破 后 现场矸石的块度较小且均匀 基本无大矸石 便于耙矸机耙装 降低了对系统的破坏 减少了系 统的维护时间 参 考 文 献 1 王汉军 杨仁树 李清 深 部岩巷爆破机理分 析和爆破 参数设计 J 煤炭学报 2 0 0 7 4 4 3 7 3 3 7 6 2 曹树刚 李勇 刘延保 等 深孔控制预裂 爆破对煤体 微观结构的影响 J 岩石力学与工程学报 2 0 0 9 2 8 4 6 7 3 6 7 8 3 孙惠 民 周 明 马立强 等 深部高应力 大断面岩 巷快 速钻爆成套技术 J 煤炭工程 2 0 1 1 8 3 1 3 3 4 刘超灵 中深孔爆破技术在淮南矿 区岩巷掘进 中的应 用研究 J 煤 2 0 1 1 2 0 1 1 1 8 1 9 5 刘 彦军 底 部掏槽式 岩巷快速 掘进工 艺 J 煤炭技 术 2 0 1 0 2 9 2 7 5 7 6 6 高有存 中深孔复合 眼强 力掏槽爆破技术 的应用 J 煤矿爆破 2 0 1 0 3 3 6 3 8 作者简介 秦庆举 1 9 8 6 一 助理工程师 毕业于中国矿业大学 从事掘进施工技术管理工作 收稿 日期 2 0 1 2 0 9 2 7 上接第 8 7页 样使用 6 组单体同时进行调整外 切眼后部中间槽与原中间槽的位置 操作时可先 将乳化液泵停液 用铁丝绑好注液枪手柄 开泵后 6 组单体实现同步受力工作 从而做到对该段中 间槽的整体移动 一般该合茬处间隙不大于 O 5 in 在即将达到位置时打闭锁停乳化液泵 合茬后 将单体卸掉运出 5 结论 1 减少环节 快速合茬 确保矿井稳定生 产 本次合茬前部运输机用了 1 8 h 一次合茬成 功 后部运输机只用 1 4 h 即实现了合茬铺链 补 刮板等工作