摘要:通過對綜采工作面頂板破碎、煤壁片幫影響生產分析,提出更換立柱、提高初撐力和及時支護措施,使綜采工作面達到日產萬噸水平。
關鍵詞:頂板破碎;煤壁片幫;更換立柱
日產萬噸綜采工作面是現(xiàn)代化煤礦中較先進的回采工藝,但目前雙鴨山局綜采工作面的產量不算高,其原因是多方面的,除了地質條件影響外,由于頂板壓力大,煤壁片幫出現(xiàn)大塊煤或冒頂?shù)默F(xiàn)象是其中的主要原因。現(xiàn)對東榮二礦綜一隊目前生產的南翼十七層四面做具體分析。
一、工作面概況
工作面走向長710米,傾向長194米,平均煤厚3.7米,地質儲量64.2萬噸,可采儲量61萬噸。偽頂0.1-0.2米粉細砂巖,深灰色,層理發(fā)育,與上下層接觸明顯,直接頂為粉砂巖、中砂巖,膠結堅實,由上而下粒度偏粗,直接頂厚度為2.4米。老頂為細砂巖,灰白色,下部粒度偏粗,膠結堅實,厚度為1.8米。底板為黑色粉砂巖,致密堅硬中部夾細砂巖條帶。該面與16層層間距為3—15米。且16層有一煤柱在該面101號—114號支架之間。
該面主要設備為:運輸機:SGZ-800/800;采煤機:MG400/940-QWD;
破碎機:型號PCM-200;轉載機:型號SZZ-1000/400;皮帶機:型號DSJ-120/160/2×200;乳化泵:型號BRW-315/31.5L/min。
該面回采工藝為:割煤——拉架——移溜——掃浮煤;采煤機采用雙向割煤,即采煤機端頭斜切進刀,反向割三角煤,然后上行(或下行)割煤,割透后同理斜切進刀進行下一個循環(huán)割煤;隨采煤機上行(或下行)拉架、移溜距采煤機后滾筒分別不大于25米和不小于30米,拉架順序為間隔接力拉架;移溜彎曲段不小于30米,移工作面頭、尾時采煤機停止運轉。
二、影響生產的主要原因
?。ǔ龣C械、電影響外)該面自2004年11月投產以來,一直產量不高,11月份試生產,月產量15.5萬噸,12月份正常生產,但由于煤壁片幫,大塊煤多而影響了小班產量,12月份產量16.5萬噸,采煤機無論是上行還是下行,均有大量的大塊片幫煤現(xiàn)象,不得不進行停機糊炮或停機人工砸碎處理,而每次處理至少得5分鐘,同時這種頻繁起動對工作面設備極為不利,每班處理大塊煤累計影響約1—2個小時,無形中產量減少25%左右,生產班的生產能力應為4刀,而實際為3刀。
三、頂板破碎、煤壁片幫原因分析
造成工作面頂板破碎、煤壁片幫其直接原因為頂板壓力大,這有兩方面原因,一是上部有十六層煤柱(局部),二是支架支承能力不足。該面16層煤柱段在工作面104—114號支架附近,不會造成整個工作面的影響,而采場支架的受力,是上覆巖層運動的結果,支架受力值的大小始終是與其所支撐的運動巖層范圍相一致的,當煤壁推進或放頂造成支架支撐的巖層范圍超過承載能力后,支架將通過自身的沉縮擺脫其影響,將超出的部分巖重移至煤壁和空區(qū)矸石兩端支承上,因而造成了煤壁處壓力值增大的現(xiàn)象,應力主要集中在煤壁,造成控頂范圍內頂板破碎,煤壁被壓疏,易片幫、大塊煤增加,進而直接影響生產。通過現(xiàn)場觀測立柱的初撐力及工作阻力,發(fā)現(xiàn)支架立柱有一半自泄現(xiàn)象,壓力值為0的有66個,占總的12%,在1—10Mpa的有19個,占所有立柱4%,而壓力值在10—19Mpa的有252個,占所有立柱48.9%,平均值為17.2Mpa。
另一方面,支架的初撐力低也是造成煤壁片幫的一個原因,現(xiàn)場看到乳化泵壓為25Mpa,而實際應為30Mpa以上,由于初撐力低,所以支架只能在“等壓”,在“等壓”的同時也就將上覆巖層的力傳到了煤壁上,從而造成了煤壁始終是壓力高峰區(qū),而出現(xiàn)大塊煤片幫現(xiàn)象,也正是煤壁向外卸壓和表現(xiàn)。
正是由于支架的初撐力低,再有大部分支架立柱密封不好,竄液,使支架的初撐力及工作阻力均達不到正常要求,就不可能使支架在頂板大面積運動前保持高承壓的工作狀態(tài),這種情況下,老頂不能及時切斷,從而將應力傳遞到了煤壁承載,因而煤壁被壓疏,出現(xiàn)片幫,向外卸壓。
四、改進措施及效果
通過以上分析,為了解決綜采工作面梁端距頂板破碎、片幫煤增多的現(xiàn)象,從而保證綜采工作面正常生產,我們采取了更換立柱,提高初撐力和及時支護措施,確保了支架對頂板的支撐能力,從而控制了頂板下沉,減輕了煤壁處的頂板壓力,而不出現(xiàn)大塊片幫煤和梁端距冒落現(xiàn)象,改進后觀測立柱壓力值如下表,平均為31.4Mpa。
由于支架工作正常,在生產過程中不用像以往那樣經常停機糊炮處理大塊,同時工作面各種設備也不用頻繁起動,生產處于良性循環(huán)狀態(tài),提高了日循環(huán)數(shù),達到了日產萬噸的水平,于05年元月9日創(chuàng)造了日產10050噸,目前仍具備日產萬噸能力,若運輸及提升系統(tǒng)正常,該面將真正達到日產萬噸水平。
(作者單位:雙鴨山礦業(yè)集團東榮二礦)