刘桥一矿大倾角综采面旋转开采技术研究.pdf

1 1 2 能 源 技 术 与 管 理 En e r g y T e ch n o l o g y a n d Ma n a g e me n t 2 0 1 4年第 3 9卷第 3 期 Vo l 3 9 No 3 d o i 1 0 3 9 6 9 6 is s n 1 6 7 2 9 9 4 3 2 0 1 4 0 3 0 4 2 刘桥 一矿大倾 角综采面旋 转开采技 术研 究 刘世 忠 皖北煤电恒源股份公司 刘桥一矿 安徽 淮北 2 3 5 1 6 2 摘要 详细介绍 了在大倾 角俯采条件下综采工作 面旋转开采技术 以皖北煤电集团刘桥 一 矿 I I 6 6 7工作面为例 对回采过程 中存在的问题进行技 术分析 通过生产实践提 出解决问题 办法 成功实现 了综采工作面旋转开采 最大限度地回收和 开发煤炭资 源 为类似地质条件下的煤层开采提供 了借鉴经验 关键词 综采工作面 大倾角俯采 旋转开采 资源回收 中图分类号 T D 8 2 3 2 1 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 9 9 4 3 2 O 1 4 0 3 1 1 2 0 3 1 工作面开采条件及设备布置 1 1 开采技术条件 刘集一矿 I1 6 6 7 工作面为 6 6 采区设计的第 5 个工作面 陈集向斜穿过整个工作面 工作面平 均走向长度 9 4 0 m 倾向宽 1 7 5 m 煤层倾角 5 2 l 平均 1 2 煤层厚度 1 8 3 8 m 平均 3 0 m 回采 上线标 高一 5 5 1 m 下线标高一 6 9 1 m 工作 面 俯采 直接顶为泥岩 暗黑色 厚 7 7 m 老顶为浅 灰色细砂岩 厚 6 2 2 m 直接底为粉砂岩 灰色 厚 2 6 4 m 老底为细砂岩 深灰色 厚 l 4 2 3 m 为增加 1 I 6 6 7 综采工作面长度 提高煤炭回 收率 工作面切眼靠近落差 0 5 0 m陈集断层施 工 风巷标高 一 5 7 0 5 5 m 机巷标 高一 5 5 1 5 1 m 切 眼为倾斜布置 工作面切眼长 1 8 7 5 m 煤层厚度 平均 3 0 m 煤层倾角平均 2 1 5 工作面风巷超前 机巷长 7 5 m左右 由于工作面切眼与机巷呈 1 1 0 夹角 为了运 输机与两巷保持垂直 为保证工作面的正常生产 运输机机尾需甩采 8 5 m 工作面运输机需旋转 1 8 左右 为此对风巷进行甩采 工作面布置如图 1 所示 1 2 设备配置 工作 面前 期安装 Z Z 4 4 0 0 1 7 3 5型支撑 掩护 式支架 1 1 7 架 工作面上段 1 2 m采取高档普采 四 五 排管理 单体液压支柱配合金属铰接顶 梁 架设一梁一柱走向棚 错梁齐柱 交替迈步 中 后 0 3 m定位进行支护顶板 柱距 0 5 m 0 1 m 排距 1 2 m 0 1 m 工支 柱 型号 为 D W3 5 1 8 0 1 1 0 X L或 D W3 1 5 1 8 0 1 0 0 X悬浮式单体液压支 柱 顶梁型号为 H D J B 一 1 2 0 0型金属铰接顶梁 盐 丑 涮 替 蒲 齐 丑 图 1 l l 6 6 7工作面布置图 工作面采用 M G 2 5 0 6 0 0 一 Q WD采煤机螺旋滚 筒截割落煤 采煤机螺旋滚筒配合 S G 7 6 4 6 3 0 刮 板运输机铲煤板装煤 工作面采用 S G Z 7 6 4 6 3 0刮 板运输机运煤 机巷采用 1 部 S Z Z 7 6 4 2 0 0转载 2 0 1 4年 6月 F e b 2 0 1 4 刘世忠刘桥一矿大倾角综采面旋转开采技术研究 1 1 3 机 1部 D S J 1 0 0 0 3 l 1 0带 式 输 送 机 和 1部 S C B 6 3 o 2 1 5 O链板机 2 大倾角俯采条件下旋转开采主要技术 对策 2 1 回采工艺及作业方式 回采工艺为端头斜切进刀 双 向割煤 工艺过 程为割煤一移架一推移输送机 移架滞后割煤 3 5 m 推移输送机滞后割煤 1 2 1 5 m 实行 三八 制作业 劳动组织为跟机追踪作业 2 2 旋转开采生产实践 2 2 1 甩采过程 中需要重点解决 的问题 需重点解决的问题有 怎样实现回采的长 短刀切割 如何防止工作面输送机的下滑 支 架如何有效调整 如何解决甩采中心点处压力 大的问题 运输机如何控制掐车 延车时间的问 题 甩采期间俯采管理的一些问题 2 2 2 工作面甩采情况 根据工作面布置 工作面每调斜一个角度需 要一组长 短刀相结合的割煤方法 工作面在回采 过程 中根据现场实际情况 4月 1 1日至 4月 1 8 日 机巷 回采 5 m 风巷 回采 2 0 m 进刀 比例 1 4 上段高档普采结束 运输机机尾共掐 8 块溜 槽 由于机头回采 5 m 运输机上窜 机头变短 搭 接不合理 在运输机机头第二节溜槽处接 1 块溜 槽 4月1 9日至 4 月 2 5日 以机头为原点 机头不 抵 车 风巷甩采 4 5 m 这期间工作面最后 1 个支 架上窜风巷 距煤壁下帮 1 8 m左右 4 月 3 0 日当 机 巷 回采1 2 m 风巷甩 采 8 6 m时 工作面最后 1 个支架距煤壁下帮 1 3 m 工作面运输机与煤壁保 持 9 2 左右 完成了 l 8 转角 2 2 3 工作面甩采进刀方式 工作面甩采期间 以机头为定点集中甩采机 尾 甩采机尾采用短长刀相结合的方法 以机尾每 割 4 刀进 2 4 m为一个循环 具体方式如下 第一刀 工作面 自机头向机尾割一个通刀 在 机尾端部 斜切进 刀 1 0 0架 至机 尾段拉 架移 车 0 6 m 支架拉线顺成直线 机头排头支架不动 1 0 0架至机头段支架拉线微调 顺成一条直线 第二刀 煤机 自 机尾向机头割煤 后滚筒至 6 5 架后停机 机尾至 7 0 拉架移车 0 6 m 支架拉 线顺成直线 机头排头支架不动 7 0 架至机头段 支架拉线微调 顺成一条直线 第三刀 煤机 自6 5架向机尾割煤一刀 在机 尾端部斜切进刀 机尾至5 0 架拉架移车 0 6 m 支 架拉线顺成直线 机头排头支架不动 5 0架至机 头段支架拉线微调 顺成一条直线 第四刀 煤机 自机尾向机头割煤 后滚筒至 2 5 架后停机 机尾至 3 0 架拉架移车 0 6 m 支架 拉线顺成直线 机头排头支架不动 3 0 架至机头 段支架拉线微调 顺成一条直线 煤机反刀 自3 0 架向机尾割煤一刀 在机尾端部斜切进刀 全面支 架拉线顺成一条直线 然后煤机从机尾向机头割 一 通刀 做为第二个循环的第一刀 以此为循环直 至甩采结束 第五刀 全部支架拉线顺成一条直线 然后煤 机从机尾向机头割一通刀 做为第二个循环 的第 一 刀 以此为循环直至甩采结束 甩采施工工艺示意图如图 2所示 娃I 挑 l 2 3 1 o 0 8 0 6 O 4 0 2 0 1 支架编 号 图 2甩采施工工艺示意图 2 2 4 工作面割煤 推溜 移架技术研究实践 4月1 9日至 4月 2 5日 以运输机机头为原点 机头不抵车 风巷甩采 4 5 m 在此期间机头不 进或者机头朝老塘方 向移动 造成机巷与机头顶 板管理难度大 机头上方的支架来 回移动 势必造 成此处顶板压力大 顶板易断裂 因此 在 回采时 加强了机头处的顶板管理 实施补打了密集支柱 挑棚 抗柱等管理措施 甩采机尾过程中 工作 面抵车顺序必须从机尾方向向机头依次进行严禁 反向或多头同时抵车 严格工程质量管理 做到 三直两平 移架时坚持拉线作业 每割一刀 要保持支架架尾朝机尾方向旋转 支架与运输机 保持垂直 充分利用侧护板和液压单体支柱 及时 调整支架支护状态 使支架与运输机垂直 架 间距 均匀 严禁出现支架歪斜 挤咬及倒架现象 工 作面支架应及时打出护帮板 护顶 护帮 严禁空 顶现象的发生 采用跟机带压擦顶移架的方式 拉移支架 及时支护顶板 工作面机头移架前 首 先用单体靠移机巷第一架支架 工作面支架侧护 板在移架过程中合理使用 及时调整 杜绝支架爬 架 咬架 挤架 机头端头处 根据现场实际情况 能 源 技 术 与 管 理 1 1 4 En e r g y T e ch n o l o gy a n d Ma n a g e me n t 2 0 1 4年第 3 9卷第 3 期 Vo l 3 9 No 3 增大支护密度 在整个甩采过程中若支架出现 挤咬 错架等现象 可适 当推移机头 但甩采期 间 机头推进不得超过 2 m 工作面甩采期间 若工作 面运输机与转载机搭茬不合理 可适 当调斜转载 机 或增长 缩短工作面运输机 2 2 5 上下端头维护 工作面在甩采过程中 由于支架下滑及工作 面的延长 需要加强对上下端头顶板 的管理 为此 每班安排专人监测机头段支架的初撑力 确保初 撑力达到规程的要求 机尾段无支架支护时 采取 液压单体和铰接顶梁构成的齐梁齐柱 电机齿箱 上方控顶面积较大 采用四对八梁迈步前移支护 走 向棚对顶板进行支护 采取每棵单体下都穿柱 鞋的办法抓好支柱的初撑力 2 2 6 工作面甩采期间输送机的管理 工作面 的回采 随调采角度 的不断变化在变 化 从而使输送机容易发生上窜 下滑 使输送机 与转载机的搭接关系受到破坏 使液压支架与输 送机的垂直关系发生变化 增加 了调架工作量 为 控制输送机上窜 下滑 甩采中采取了以下 3 条措 施 1 工作面甩采改变了液压支架和输送机 的 垂直关系 使推移千斤顶对输送机除有一个向煤 壁的推力外 还产生一个与运输方向相反的向机 尾的径向分力 为此 对机头1 0架 每甩采一个循 环调整一次 每次调整后支架中心线都必须与输 送机保持垂直 其余支架在班中拉架过程中随拉 随调 2 严格控制抵车的操作顺序 每次煤机割 到机尾反机时 从机尾开始 向机头方 向按顺序移 溜 3 严格掌握输送机的推进量 工作面甩采 过程 中 要严格控制拐点处输送机的推移量 抵车 不以采煤机的截深抵至煤壁 而要看输送机整机 弯 曲情况 使通刀后必须能够取直 坚持拉线作 业 2 2 7 工作面甩采期间对俯采的管理 1 1 1 6 6 7 工作面从开切眼开始回采向前推 进 刀刀刹底 直至跟底板回采为止 刹底过程中 保持运输机倾角在 1 2 一 1 5 范围内 但要辅以人 工清理浮煤 2 工作面割煤时要把握好准度 不能截割 顶板和支架前梁及运输机溜槽 要根据俯采角度 计算好煤机前后滚筒的截割高度及深度 割煤时 前滚筒离顶板要保持一定的距离 同样刹底时不 能太深 3 割煤后及时支护新暴露的顶板 采用支 架的伸缩梁进行临时支护 要根据顶板条件而决 定 4 按顺序进行移架 移架时带压擦顶 降前 梁不大于 1 5 0 m m 顶梁尾部拱起擦顶 以防老塘 矸石窜入工作空间 5 两巷回棚为生产 中的安全重点 回棚前 要先沿放顶线打好密集支柱或切顶支柱 设置好 挡矸 防护网或板 留好安全退路 按 由里向外的顺 序进行逐棚回收 2 2 8 工作面甩采期间对顶板的管理 采取割过煤后及时移架推溜 的方式管理顶 板 局部片帮时及时伸 出滑移前梁 液压支架要确 保完好 保证支架初撑力达到要求 2 2 9 组织管理 组织职工学习甩采措施 使职工准确领会和 掌握甩采工艺 强化现场管理 组织正规循环作业 每天安排技术员严格控制每个循环的进度 坚持 拉线作业 及时拉架及时调架 确保工程质量 严格 控制抵车顺序 严格从机头向机尾 的方向顺序抵 车 加强矿压观测 每班安排专人观测矿压 一旦发 现初撑力不够 及时采取措施 3 结论 1 1 6 6 7综采工作面大幅度 的甩采 特别是在上 部高档普采的情况下 甩采难度较大 在该矿乃至 周边矿井尚属首次 没有经验可借鉴 此次甩采的 成功 在一定程度上积累了经验 也为综采设计由 原来伪倾斜布置变为真倾斜布置的采区设计模 式 和下一个工作面设计 布置提供