李冬至
(南山煤礦綜采三隊)
發(fā)展綜合機械化放頂煤回采工藝,是加快高產高效標準化采煤工作面的有效途徑。南山煤礦綜采自2003年~2009年連續(xù)7年原煤產量從突破百萬噸到突破200萬噸,本身就是一個很好的例證。目前南山煤礦采煤工作面,主要采取綜合機械化放頂煤回采工藝,即工作面破煤、放煤、裝煤、運煤、支護、以及采空區(qū)處理等六個工序全部實現(xiàn)了機械自動化,而工作面頂板支護工序是其中的一個重要環(huán)節(jié),采取快速移架方式,能夠在盡短的時間內支護住新暴露的頂板,保證工作面不出現(xiàn)冒頂事故,確保工作面完成正規(guī)循環(huán)作業(yè)。因此,根據(jù)我們綜采區(qū)工作面的具體實踐,從幾個方面淺談綜采放頂煤工作面快速移架方式。
綜采區(qū)回采的盆底區(qū)南翼15-3層一分段底板層綜放面,位于南山礦井田西部,屬盆底區(qū)南翼。走向長406米,傾斜長155米,煤層平均傾角12.5°,平均煤厚6.5米,可采儲量55.2萬噸。工作面采取走向長壁后退式采煤法,有兩套落煤系統(tǒng),一是工作面前部選擇MG150/375-W型電牽引采煤機落煤,二是工作面后部選擇ZF2800/16/24B型和ZFG3000/17/26型低位放頂煤支架利用礦壓放煤。工作面總計安裝125組液壓支架,其中,工作面中部安裝118組ZF2800/16/24B型支撐掩護式低位放頂煤支架,下端頭安裝4組ZFG3000/17/26型支撐掩護式低位放頂煤過渡支架,上端頭安裝3組ZFG3000/17/26型支撐掩護式低位放頂煤過渡支架。支架主要技術參數(shù)如下表:
綜放工作面液壓支架移架方式通常有兩種:一種是“追擊移架”的作業(yè)方式,另一種是“分段移架”的作業(yè)方式。采取什么移架方式,要根據(jù)工作面頂板和硬幫的情況而定,工作面頂板和硬幫穩(wěn)定,可采取“分段移架”的作業(yè)方式,工作面頂板和硬幫較破碎,采煤機割煤后容易出現(xiàn)片幫和漏頂現(xiàn)象時,為有效控制頂板,應當采取“追擊移架”的作業(yè)方式。不管哪種方式,液壓支架必須依靠液壓系統(tǒng)才能完成各種動作,即由液壓泵提供高壓液體,通過高壓管路輸送到工作面,再由液壓控制閥控制液壓缸(千斤頂)完成對液壓支架的各種操作,而后原來的高壓液體就變成了低壓液體,再通過管路流回泵站。綜放液壓支架的操作程序:采煤機硬幫割煤(同時液壓支架后窗放煤)→伸出前伸縮梁護住新暴露的頂板(同時液壓支架后窗放煤)→打開護幫板護住新暴露的硬幫(同時液壓支架后窗放煤)→推前部運輸機(同時液壓支架后窗放煤)→移架→后窗放煤→拉后部運輸機。
根據(jù)工作面頂板和硬幫的實際情況,為了實現(xiàn)快速移架,綜放工作面液壓支架作業(yè)方式普遍采取“分段作業(yè)”的作業(yè)方式。分段數(shù)與工作面長度有關,一般情況下工作面傾斜長度155米左右時,除了下缺口和上缺口以外,工作面可分成四段,1~20架為第一段,21~55架為第二段,56~90架為第三段,101~125架為第四段。工作面分段后各段可以同時平行作業(yè),縮短了移架時間,達到快速移架效果。
液壓系統(tǒng)泵站保證供給足夠壓力,是綜合機械化采煤工作面,能否達到正規(guī)循環(huán)作業(yè)的最重要環(huán)節(jié),同時是工作面能夠實現(xiàn)快速移架的必要保證。綜放面液壓系統(tǒng)泵站供給足夠壓力,推移千斤頂就能夠達到額定的移架力,移架時就能做到快速移架,如果泵站供給壓力不足,推移千斤頂就不能達到額定的移架力,移架時就不能做到快速移架。因此,要實現(xiàn)綜放工作面液壓支架快速移架,就必須保證液壓系統(tǒng)泵站供給足夠壓力。綜采放頂煤工作面泵站額定壓力為31.5Mpa,在實際操作過程中泵站工作壓力不低于30Mpa、泵站流量達到200L/min時,就滿足工作面液壓支架支護頂板和一系列操作要求,就能充分發(fā)揮綜放工藝優(yōu)勢,創(chuàng)高產高效工作面。但由于受液壓系統(tǒng)高壓管路材質強度等方面限制,在實際操作過程中,當泵站工作壓力調到27Mpa時,就會頻繁出現(xiàn)高壓管路爆裂現(xiàn)象(俗稱鼓管)。而泵站工作壓力調到27Mpa時,就會嚴重制約工作面正常生產,因此如何提高綜放面液壓系統(tǒng)泵站壓力,是一項非常棘手的工程。
工作面過斷層期間的特殊情況下,根據(jù)斷層走向與工作面夾角情況,確定調上頭或下頭開采,減小斷層一次性暴露面積,斷層處超前移架,嚴禁支架滯后,達到最小控頂距。移架時可略微降柱帶負荷擦頂板移架,可使用單體配合進行移架,同時使用側護板千斤頂將支架調正,也可以做到快速移架。移架后及時升柱,將操縱閥手把停留一段時間,支架達到初撐力的要求,使頂梁升緊升靠頂板,嚴禁多次活動頂板造成硬幫片幫冒頂。移架時作業(yè)人員精力集中做到“準、勻、夠、正、穩(wěn)、直、嚴、凈”八項操作要領。準,操作準確,嚴禁出現(xiàn)誤操作現(xiàn)象;勻,速度保持均勻;夠,移架后步距必須夠,行程達到設計0.6米的要求;正,移架后的架型必須正,不準出現(xiàn)歪架、倒架、咬架,支架和運輸機最好形成垂直角度,正負偏差控制在150以內;穩(wěn),移架后支架必須穩(wěn)定(俗稱站穩(wěn));直,移架后工作面支架排成一條直線;嚴,移架后利用支架的側護板調整,保證支架和支架之間嚴密,頂板不漏煤矸;凈,架間浮煤清掃干凈。
斷層處如果片幫漏頂,超前移架后及時伸出前伸縮梁護住硬幫頂板并伸出護幫板護住硬幫。斷層處如抽漏頂嚴重時,可在液壓支架前梁下方吊鋼梁,每架吊一根并在鋼梁上使用圓木將頂板封嚴,梁下使用單體打靠幫柱,作業(yè)人員在護頂下處理硬幫頂板。當工作面出現(xiàn)坐墊支架時,可使用單體配合移架。使用單體配合移架無效時,可采用挑頂?shù)姆椒ㄊ鬼敯逅蓜?,支架頂梁與頂板有少量間隙即可移架。
[1]綜采工作面液壓支架手動先導液壓快速移架系統(tǒng),煤炭科學研究總院,2005-01-01.