含夹矸薄煤层安全、高效.ppt

含夹矸薄煤层安全 高效的关键技术 汪理全教授 兖矿集团北宿煤矿是全国非常有代表性的薄煤层现代化矿井 它不仅煤层薄 9m 而且煤层内赋含坚硬的硫化铁结核 普氏系数高达11 正是由于这种坚硬的硫化铁结核 使得割煤机 刨煤机等现代化机械和新工艺无能为力 几十年来 我矿一直采用打眼 装药 放炮 人工装煤的落后工序 人工劳动强度大 安全可靠性差 效率低 成本高 产量低 随着对采煤工作面各道工序认识的深化 总结出 在不改变放炮落煤工序的前提下 利用关键技术 探索有效途径 优化工序 同样可以建设含夹矸薄煤层高产高效矿井 一 主要工序的创新构想 薄煤层炮采工作面最不安全最繁重的体力劳动是装煤 它占全部工作量的65 以上 并且分布在运输机的前面和后面 条件相差距大 很难用一种有效的技术来改进 铣 装煤这种原始的作业方法 但是按照位置的不同可将煤分为溜前煤和溜后煤 这样就给我们提供了解决问题的思路 根据两部分煤的不同特点 采取不同的关键技术 既溜前煤用 铲 的方法解决 溜后煤用 挡 的方法解决 所谓 铲 就是铲装煤 把爆落在运输机和煤壁之间的煤铲装入运输机内拉走 可以通过安装在溜子前边沿的铲煤板来实现 见后图 在老塘侧千斤顶推力的推动下把煤铲进运输机内 实现铲装煤的目的 所谓 两挡 就是两块挡煤板巧妙组合在一起 通过调整重合部分的大小来适应采高的变化 实现全封闭挡煤 采煤工作面煤体爆破后 一部分煤在爆破力的抛掷下冲向刮板运输机老塘侧 在刮板运输机老塘侧设置挡煤板后 煤被挡煤板挡住进入运输机内被运输机拉走 从而实现铲装一体化 附溜前铲装示意图 二 铲煤板的设计 铲煤板实质就是安在溜槽帮上的一个楔子 靠推力将铲板铲入煤体 在后部推力的推动下溜槽和铲煤板前移 煤沿铲煤板向溜槽内滑动 在煤堆自然角的作用下落入运输机槽内 由运输机拉走 因此对铲煤板的基本要求是 1 铲入角要小 目的是减少铲入煤体阻力 附铲煤板示意图 2 煤体对铲煤板产生的阻力的合力在溜槽帮高度中心线以上 目的是平衡后部推力产生的以铲煤前端为支点向上的力矩 3 实践证明 高度中心线以下选30 角 中心线以上选45 角 中间用圆弧过渡 这样溜子前移时 保证煤沿铲煤板进入溜槽 实现顺利铲煤 三 挡煤板的设计 挡煤板的材质非常关键 因它的作用是阻挡抛向控顶区和老塘的落煤 使其就地落在运输机上 挡煤板瞬间承受的爆破冲击力相当大 所以对挡煤板要求非常高 既要有它的可塑性 起到缓冲作用 又要坚固耐用 起到最佳的挡煤效果 同时还便于操作 经反复试验高分子聚乙烯材料具备这种要求 经过理论计算和现场测试 确定挡煤板为 1 5m 0 4m 0 03m 为减少挡煤板在爆破落煤时所受的爆破冲击力 在挡煤板上布置若干分布有序的卸力孔 30mm 以便降低在爆破落煤时的受力 详见挡煤板示意图 四 挡煤板的安装与操作 1 1一挡的安装挡煤板和护管架必须是铰接 第一块挡煤板的下边沿与溜子的护管架用连接环牢固地铰接在一起 这种连接方式既能使一挡和工作面溜槽一体化 牢固耐用 起到随机前移的作用 又能使挡煤板只能向采空区方向倾斜而不能倒向煤壁侧 防止响炮时挡煤板挡不住煤或被刮板运输机拉坏 一节溜子一块挡煤板 5节溜子留一700mm以上的出口 1 2二挡的安装第二块挡煤板和第一块挡煤板一一对应 第二块挡煤板是通过锚链附设在第一块挡煤板的采空区侧 并用 锁板 将其固定在任意高度 二挡可利用锁板沿锚链自由移动 起到升降的目的 当二挡达到预定高度后 利用锁板旋转锁住二挡 工作面放炮完毕后 用相同的方式降低二挡到合适位置 操作方便可靠 附挡煤板挡装示意图 2 挡煤板的操作当工作面前移刮板运输机时挡煤板随机前移 移够宽度后支护工扶起挡煤板在挡煤板后支上一排正规排柱 当挡煤板高度不够时可升高二挡 以达到全封闭挡煤的要求 响炮时 爆破工从安全出口的地方联线 而后从工作面机头向机尾依次放炮落煤 在放炮落煤过程中实现挡装 五 结论 1 降低采煤工人的劳动强度 一铲两挡 的成功应用 使采煤工人从繁重的大锨攉煤中解放出来 大锨只是一种辅助工具 用于清理顶底高低变化而遗留的浮煤 劳动强度降低40 2 煤炭回收率提高挡煤板使用后老塘几乎没有浮煤 煤炭回收率在98 以上 3 人工效率提高由于挡装煤和铲装的成功应用 使出煤工序时间缩短50 整体效率提高30 4 改善作业环境挡装后工人进面就等于进入了已攉完煤的工作面 空间相对较大 行走联系方便 铲装后 工人在有支护的空间内操作 避免了空顶作业的发生 5 保护支柱由于采用挡煤板封闭放炮 杜绝了夹矸 煤块对支柱冲击的损坏 6 为含夹矸薄煤层机械化探索一条新路子总之 一铲二挡 的成功应用 是北