朱==ZF4000-16-28型支架配套综放工作面调斜试验与探讨.doc

ZF4000/16/28型综放支架配套工作面调斜实践陈福印 刘培浩 冀中能源峰峰集团大淑村矿 河北 邯郸 056300摘要：目的 为了确保ZF4000/16/28型综放支架在调斜过程中正常推进，生产不受影响。过程和方法 根据该型支架吨位高、底座大有很好的防滑、防倒性能，但调斜能力差，调架困难实际情况，提前采取专项措施，确定调斜比例，制定出严密的调斜方案，并对支架进行了合理改造。结果通过加强生产过程管理以及采取得力技术措施，保证了工作面调斜期间的正常推进，实现了工作面月单产8.6万吨水平，为实现全年百万吨采煤队打下了基础，并且多回收3万t原煤。结论大吨位支架虽然不适宜于不规则工作面生产，但是，通过采取合理的技术措施以及加强现场管理是可以保证生产的，尤其是可以提高煤炭回收率。关键词：综采放顶煤 三机配套 调斜回采 轨迹 支架改造1、矿井概况第一章前，须增加一个章节“概述”：对相关技术研究现状、技术难点等进行简单概述，500字左右。大淑村矿位于峰峰矿区东北部，是高瓦斯突出矿井。该矿井主采煤层为山西组2#煤（俗称大煤），4#煤（俗称野青）作为大煤下保护层预先开采。回采工作面采用走向长壁采煤法，回采工艺分别为综放和高档两种。井田范围内断层发育，地质条件复杂，工作面常因受地质因素影响，难以布置大型规则工作面。2011年该矿井开始利用ZF4000/16/28型支架及其配套工艺代替以往轻放工艺。172207综放工作面是新型三机配套设备投入使用的首个回采工作面。2、工作面地质及装备情况2.1 地质概况172207综放工作面走向长度812m，斜长34m160m，倾角1022，平均倾角14；煤层厚度2.2m5.8m，平均煤厚5.2m。直接顶为粉砂岩，厚度3.5m，老顶为细砂岩，厚度3.3米，底板粉砂岩，厚度8.8米。由于受f=14.0m及其派生断层影响，工作面不能够正常布置，为增加工作面走向长度和回采连续性，分别在运输巷252#经纬点和276#经纬点设计两个30拐角，工作面在两个拐点之间随推采逐渐延长至160m（见图1）。该工作面采用走向长壁后退式综采放顶煤采煤法，一次采全高，割煤高度2.2m2.8m，平均采高2.6m，放煤高度2.6m，采放比为11。图1 工作面巷道布置示意图2.2工作面三机配套工作面使用ZF4000/16/28型放顶煤液压支架支护；上下端头使用ZFG4600/17/28型放顶煤液压支架做为过渡支架，配合由DZ25(2830)/100型单体液压支柱和型钢梁组成的支架支护顶板。工作面选用GM250/600-WD型采煤机割煤，SGZ730/400型刮板输送机作为工作面前后溜配合SGB630/150型刮板输送机作为转载机运煤。工作面主要设备型号及主要参数见表1：表1 工作面配套设备表设备名称型号主要参数液压支架ZF4000/16/28支架高度1.6m28m，工作阻力4000KN，支护强度0.61MPa采煤机MG250/600-WD截割功率250kw，截深0.8m前部输送机GSZ-730/400电机功率2200kw，运输能力600t/h后部输送机GSZ-730/400电机功率2200kw，运输能力600t/h转载机SGB-630/150电机功率275kw，运输能力250t/h乳化液泵BRW315/31.5G功率200kw，公称流量315L/min2.3支架特点及改造工作面所选支架为ZF4000/16/28型正四连杆支撑掩护式放顶煤液压支架，其优点是整体顶梁带内伸缩梁，能够及时护顶，顶梁前端安装有护帮板，能够有效防止煤壁片帮，侧护板伸至顶梁前端有效防止架间漏矸，架间有足够的行人空间，推拉杆采用正推短推移杆结构，但由于推拉杆与支架底座间隙很小，依然对支架及前溜机头有很大控制作用；缺点是支架整体质量过重，不利于调架，支架安装后底座间隙小，不利于调斜回采。为增加支架底座整体调向能力，防止调斜期间出现挤架倒架，保证调斜顺利进行，区队经过摸索对支架进行如下改造：暂时拆除底调千斤顶，增加支架与支架底座间隙；安装支架防倒顶镐，以防止调斜期间溜子弯曲时出现倒架现象；改进前推拉杆，增加推拉杆与支架底座间隙；改变后顶镐位置，将后顶镐暂时改接到原底调顶镐位置，减少后顶镐所占空间。3 调斜方案设计3.1调斜方法目前，在工作面调斜方法主要有实中心调斜和虚拟中心调斜两种。其中，实中心调斜方法调斜中心处顶板反复支撑次数多，顶板管理困难；虚中心调斜将旋转中心设置在工作面范围之外，旋转过程中采面两端均有一定推进，可在一定程度上缓解顶板和煤壁难以维护的困难。根据172207工作面的实际，该面当前倾向长度仅34m，调斜角度为30，煤机截深为800mm，工作面机头处顶板比较破碎，确定采用虚拟中心调斜方法，既保证机头有一定推进度又保证工作面溜子不出现较大弯曲造成设备损坏和支架挤架。3.2调斜比例为满足调斜过程中运煤系统合理搭接和工作面顺利推采确定调斜起始点位于拐点前12m，结束点位于拐点后8m。根据工作面实际情况，调斜比例确定为1:2，即每刀煤机头进400mm机尾进800mm，则可计算每一个循环工作面调斜角度：=arctan（s/L）式中，-每循环工作面调斜角度， s-每循环机头机尾推进度之差，0.4m L-工作面倾向长度调斜阶段，工作面倾向长度从34m逐渐延长至43m，则可计算值最大为 0.674，最小为0.533，平均0.604。由此计算整个调斜过程循环数n=30/0.604=50个。3.3方案合理性分析按照已确定的调斜方案施工，调斜过程中工作面机头、机尾轨迹如图2所示，起始调斜至拐点段，工作面一直处于机尾超前状态，工作面机头随推采相对煤壁下移；过拐点后至调斜结束段，工作面变为机头超前，工作面机头随推采相对煤壁上移，所以若出现前溜明显下滑或机头过长情况可在过拐点之后采取适当通推，调节工作面前溜与转载机搭接情况，可以保证出煤顺畅。运料巷在251#经纬点以外预先存放了备用支架，为工作面推采延长加支架准备。图示机尾轨迹刚好满足预存1号支架在巷道内并入工作面，既保证了工作面机尾段的支护，又为工作面后续延长打好基础。根据工作面每循环调斜角度，可计算支架前梁在每循环移架过程中下摆量：L=Ltan式中，L-支架前梁下摆量L-支架转动中心（后立柱中心）到顶梁前端距离，3.5m-支架每循环转动角度，计算得，L最大值为41mm，支架侧护板行程为170mm，完全满足调架需要。 综合以上三点分析，该方案合理，可以根据该方案组织调斜回采。图2 工作面调斜示意图4施工要求(1)调斜效果的优劣，在很大程度上依赖于能否按设计方案实施调斜割煤。要求移架工、推溜工和采煤机司机密切配合，既保证每调斜循环机组正常运转，又能按设计调斜到位，不超前不滞后；(2)调斜前，生产班必须通过将支架侧护板完全打开，为支架前梁预留调整角度所需空间；(3)调斜期间上下推进速度不等，表现为上快下慢，要严格按照设计下行割煤，上行推溜，以防止工作面机头过长造成出煤不利；(4)严格按预定的工作面上、下推进度和调斜角度进行推采，煤机司机必须保证煤壁刷直，不出现鼓肚、坨弯；(5)防止支架挤架、倒架，通过液压单体柱调整支架间隔和角度，保证液压支架能在正常状态下受力工作；(6)上机尾在调斜至251#经纬点后，支架全部进入煤壁，生产班必须及时将巷道内预存支架并入工作面，减少空顶面积，保证支护到位。5问题探讨（1）调斜推采主要难点在于控制工作面机头，防止机头上窜下滑。合理确定调斜起始位置和调斜比例，利用过拐点前、后工作面机头随工作面推采相对煤壁（上下）移动趋势不同，适时组织通推，可以防止机头过长、过短造成出煤困难，甚至机头出现高档段。（2）调斜比例的确定的主要依据有：a工作面调斜角度与调斜量；b工作面设备性能，如工作面前溜可弯曲度、支架灵活性等；c工作面情况如工作面倾斜长度、顶底板岩性等。（3）ZF4000/16/28型支架配套工作面调斜主要难点在于支架灵活性差，调架困难，调斜后期支架不能及时调整角度与前溜垂直，前溜受支架推拉杆制约没有按照预想轨迹下滑，表现为工作面机头实际轨迹滞后于预想轨迹。针对此特点，在以后调斜回采方案设计时可采取以下两项措施：a由于支架调整的滞后性，可增加调斜提前量，使工作面前溜超前带动支架变向；b调斜结束阶段可增加调斜量，在调斜结束时工作面形成机尾超前状态，待支架调整到合理角度，再逐渐调机头，保障工作面调斜后期顺利出煤。6结束语本次试验性调斜保证了工作面推采的连续性，使工作面顺利进入延长阶段，保证了调斜阶段的正规循环组织，是一次成功的试验。目前，以ZF4000/16/28型综放支架配套设备为代表的大型综放设备及其生产工艺以其生产能力大、安全性能好等特点，正逐步代替原有的轻型支架放顶煤工艺成为峰峰集团的主要采煤工艺。该套设备在大型规则工作面的回采上有很明显的的优势。但很多情况下，受地质条件的影响，许多工作面只能布置成不规则形状，本次试验性调斜验证了新设备在调斜回采上的适