毋虎城,郅富標(biāo),胡廣林

(1.河南理工大學(xué)高等職業(yè)學(xué)院,河南 焦作 454000; 2.河南煤化集團(tuán)焦煤公司朱村礦，河南 焦作 454000)

河南煤化集團(tuán)焦煤朱村礦設(shè)計(jì)年產(chǎn)量50萬t，已經(jīng)開采50多年，資源已近枯竭，自2008年以來，能源需求緊張，井下可開采部分薄煤層儲量，煤層厚1.0～1.4m，由于煤層薄，工作環(huán)境較差，如果采用爆破落煤，用工量大，噸煤成本高，且易發(fā)生工人的傷亡，為了提高采出率，降低成本，在2009年采用高檔普采。朱村礦井下剩余的煤炭均在建筑物下，為防止采空區(qū)下陷，造成建筑物垮塌，2008年與中國礦業(yè)大學(xué)合作，對采空區(qū)進(jìn)行膏體充填，有效的防止了地表的下沉，并且重新利用了礦上的煤矸石等廢棄物，置換出大量煤炭新資源，實(shí)現(xiàn)了礦山綠色開采的目標(biāo)[1]。

1 高檔普采的配套設(shè)備

支護(hù)設(shè)備為DW16-300/100型單體液壓支柱戴帽點(diǎn)柱支護(hù) ，采煤機(jī)為MG80/240-BW-BW型雙滾筒采煤機(jī),運(yùn)輸設(shè)備為SGW-630/150型刮板輸送機(jī) ，泵站設(shè)備為XRBZB(A)-80/20乳化液泵站。

2 高檔普采在薄煤層中應(yīng)用的優(yōu)越性

1) 單體液壓支柱初撐力一般達(dá)到4t左右，最高達(dá) 8 t，在支柱工作阻力小于25～30 t 時，活柱下縮量接近于零,1人操作1根支柱的時間約15 s,回撤1根約30 s,放液降柱可根據(jù)頂板需要控制活柱下縮量,安全省力,支撐力大,活柱不下縮,支設(shè)速度快,能有效及時地支撐采煤后暴露的頂板,阻止頂板下沉、離層、破碎、冒落[2]。為發(fā)展機(jī)械化采煤創(chuàng)造了條件,用控制放液量來控制下縮量,改善了放頂作業(yè)安全狀況,回柱放頂時可根據(jù)頂壓狀況決定降柱高度,壓力大時可停止放液降柱,及時維護(hù)。

2) 采煤機(jī)功率大,強(qiáng)度高,割煤平穩(wěn)不掉道,過斷層割頂?shù)讕r石,夾石層的適應(yīng)性強(qiáng),故障少。雙滾筒機(jī)組可省去打眼放震炮工序,能一次截割煤壁全高并及時掛梁支護(hù),有效地控制頂板，減少煤壁片幫,操作手柄在老塘一側(cè),操作安全方便。

3) SGW-630/150型輸送機(jī)功率大,強(qiáng)度高,事故少,運(yùn)煤能力大。配備的鏟煤板液壓推溜器,采煤機(jī)截煤后頂溜,溜子空邦側(cè)裝有擋煤板,不用人工攉浮煤,人行道干干凈凈。

3 抓好生產(chǎn)管理,發(fā)揮高檔普采優(yōu)勢

3.1 成立組織加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)

為發(fā)展機(jī)械化采煤，成立了以生產(chǎn)礦長為組長分管機(jī)械化采煤的總工程師及有關(guān)處室的科長為主要成員的機(jī)械化領(lǐng)導(dǎo)小組,在薄煤層大力推廣高檔普采的技術(shù)。在資金短缺的情況下，大力為高檔普采投資。派人學(xué)習(xí)大功率采煤機(jī)，單體液壓支柱等操作維修技術(shù)。于2009年創(chuàng)高檔普采48萬t/a 紀(jì)錄，為使用高檔普采樹立了榜樣，提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

3.2 深入實(shí)際加強(qiáng)管理

各區(qū)隊(duì)黨政技術(shù)人員負(fù)責(zé)同志制定跟班集體勞動制度，作到管理、指揮、解決問題，措施落實(shí)到現(xiàn)場，及時處理問題，排除問題隱患。把技術(shù)培訓(xùn)作為一項(xiàng)重要工作抓緊，抓好 ，堅(jiān)持始終，提高現(xiàn)場廣大職工的技術(shù)素質(zhì)，是使用好高檔普采的先決條件。對技術(shù)人員作必要的充實(shí)和調(diào)整,加強(qiáng)維修班的技術(shù)力量。嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制，根據(jù)高檔采煤的要求，建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度，先后制定了《長跟班制度》,《事故分析制度》,《采煤機(jī)組安全管理制度》，修訂了《機(jī)電各工種崗位責(zé)任制細(xì)則》等。實(shí)行對采區(qū)的支柱、頂梁扁銷統(tǒng)一編號,即“三對號”，“三對號”的支柱再與運(yùn)輸機(jī)對號，稱為“四對號”的管理方法。

3.3 采取膏體充填處理采空區(qū)措施提高單產(chǎn)和效率

由于對工作面采空區(qū)采用膏體充填，采取彈性循環(huán)方式,即根據(jù)長度變化,沿走向分段確定進(jìn)刀數(shù),每刀割煤0.6m,通過多刀循環(huán),加快推進(jìn)速度。與工作面采煤循環(huán)相匹配，充填工作面三班采煤，一班半充填準(zhǔn)備，一班半充填。

截煤速度采取低速行駛,一般規(guī)定上行截割速度 2.5～3m/min,下行3～3.5m/min, 每割一刀推進(jìn)0.6 m，工作面為三排柱，最小控頂距為5.4m，最大控頂距為10.8m,當(dāng)割9刀后，工作面達(dá)到最大控頂距10.8m后，開始移工作面充填管，回撤穩(wěn)設(shè)模板支柱，回撤模板，穩(wěn)設(shè)充填模板，回撤充填區(qū)支柱，連接充填管和布料管，由下向上依次充填。充填完畢恢復(fù)至初始狀態(tài)，保證平均日產(chǎn)達(dá)1500 t 左右，工作面充采循環(huán)作業(yè)圖如圖1所示。

SGW-630/150型輸送機(jī)與大功率采煤機(jī)配套使用。生產(chǎn)能力大大提高,但生產(chǎn)中存在一些問題,一是當(dāng)采高加大時,鏟煤板易下扎,造成輸送機(jī)不平,可用 0.5 m的長木楔填在煤幫側(cè)的底板上,頂溜時由木楔將輸送機(jī)抬高支平,也可以將一根木板梁用圓環(huán)鏈把輸送機(jī)與板梁連在一起,一般只幾分鐘就可處理好。二是工作面輸送機(jī)機(jī)頭要經(jīng)常縮短或延長,拆移時控制放液量來控制下縮量,改善了放頂作業(yè)安全狀況,回柱放頂時可根據(jù)頂壓狀況決定降柱高度,壓大力時可停止放液降柱,及時維護(hù)。

采煤機(jī)功率大,強(qiáng)度高,割煤平穩(wěn)不掉道,過斷層割頂?shù)讕r石,夾石層的適應(yīng)性強(qiáng),故障少。雙滾筒機(jī)組可以采用斜切進(jìn)刀，省去打眼放震炮工序,能一次截割煤壁全高并及時掛梁支護(hù),有效地控制頂板,減少煤壁片幫,操作手柄在老塘一側(cè),操作安全方便，回采工藝流程為:采煤機(jī)從工作面槽頭斜切進(jìn)入煤體→開始上行割煤、裝煤→移槽(打柱)→采煤機(jī)割煤至工作面槽尾→采煤機(jī)反刀→推移工作面槽尾→采煤機(jī)返回割三角煤→采煤機(jī)反刀→開始下行割煤、裝煤→移槽(打柱)→采煤機(jī)割煤至槽頭→采煤機(jī)反刀→推移槽頭→采煤機(jī)返回割三角煤→采煤機(jī)反刀→開始上行割煤。即采煤機(jī)往返一次進(jìn)兩刀，工作面端部斜切進(jìn)刀示意圖如圖2所示。

4 團(tuán)結(jié)協(xié)作，搞好安全生產(chǎn)

1)開展“三查”活動,即查違章,查隱患,查工人安全狀態(tài)。從礦到基層組織安全巡回檢查小組,定期不定期檢查,查出問題及時解決,消滅不安全因素。

2) 事故發(fā)生后,組織人員進(jìn)行分析,找到事故原因,嚴(yán)肅處理,做到“三從嚴(yán)”,即:班隊(duì)長和管理人員從嚴(yán),級別高的工人從嚴(yán),屢教不改的從嚴(yán)。

3)加強(qiáng)對漏液支柱的管理,消滅不安全因素。對單體液壓直至做好井上高低壓試驗(yàn),對井下使用的支柱定期檢修,及時更換損壞部件,及時撤換漏液及損壞的支柱,保證工作面支柱強(qiáng)度。

圖1 工作面充采循環(huán)作業(yè)圖

圖2 工作面端部斜切進(jìn)刀示意圖

4)加強(qiáng)管理,向薄煤層要效益。采用高檔普采后，一次下井人員數(shù)大大下降，一班產(chǎn)量是炮采時的三倍，工作面人員僅不到十人，人均出煤增加到150t。

5 采用高檔普采后的效果

1)采用膏體綠色充填處理采空區(qū)方法能夠提高煤炭采出率,采區(qū)回收率由我國目前條帶開采法的30%～60%左右提高到90%以上。延長礦井服務(wù)年限,解放不具備用普通采煤方法開采的煤炭，采用膏體充填開采技術(shù)使54采區(qū)工作面由非可采變?yōu)榭刹?其服務(wù)年限為9個月，其中工作面搬家1 個月,回采煤量為9萬t,以 500 元每噸煤計(jì)算,扣除噸煤生產(chǎn)成本300元，包括工人工資、材料消耗后利潤2600萬元。

2)提高開采安全,能夠有效控制開采過程中頂板的穩(wěn)定性,防止?jié)⑸皾⑺晚敯迨鹿?防止礦井重特大事故的發(fā)生。

3)采煤后可實(shí)現(xiàn)土地不塌陷、村莊不搬遷,減少了對礦區(qū)環(huán)境的破壞、保護(hù)了寶貴的土地資源和地下水資源、減少了礦井的排水費(fèi)用。

4)原煤產(chǎn)量、全員效率、回采工效、日產(chǎn)、單產(chǎn)、機(jī)械化程度等指標(biāo)提高,工傷率、材料消耗等指標(biāo)下降,工作面?zhèn)€數(shù)減少，創(chuàng)出了高檔普采全年采煤48萬t的最好記錄。

5)使用采煤機(jī)割煤，降低了諸如炮采對工作面頂板完整性的破壞，減少了操作人員在煤幫的作業(yè)時間，使工作面作業(yè)環(huán)境、安全狀況得到明顯改善。

[1] 劉春明. 矸石井下處置綠色開采技術(shù)[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2008，13(6)：30-32，45.

[2] 李永元，周華強(qiáng)，秦建云，等. 矸石膏體充填采煤面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律[J]. 能源技術(shù)管理，2009(3)：64-66.