摘 要:在分析優(yōu)化工作面作業(yè)方式和回采工序的基礎(chǔ)上,提出適合某煤礦急傾斜煤層綜采工作面的合理開采工藝并進行了實踐應(yīng)用。結(jié)果表明:使用該開采工藝,工作面煤炭采出率由原來的78%提高到91%,同時大大改善了開采的安全條件、降低了工人的勞動強度。
關(guān)鍵詞:急傾斜煤層;綜采工作面;回采工藝
一、工作面基本概況
58#煤層右三片試驗工作面位于五采區(qū),上部是58上右二片(已采完),下部為二水平邊界工作面,左部為綜采開切上山,右部以石門保護煤柱為界。工作面走向長度330m,傾斜長度64~54m,平均60m。煤層厚度2.5~1.9m,平均2.3m。煤層傾角42.80~500,平均傾角為450。老頂為中砂巖,平均8.6m的;直接頂為細砂巖平均12m;煤層上部有約0.2m的炭頁巖偽頂;直接底為細砂巖,平均3.3m。
二、割煤方式的確定
1.割煤方式的選擇
綜合機械化采煤工作面一般選擇雙滾筒采煤機作為破煤裝備。雙滾筒采煤機在進行割煤工作時,一般采用前部滾筒割頂部煤、后部滾筒割底部煤的作業(yè)方式,以保證采煤司機的人身安全和便于采煤機裝煤,同時對采高的變化和煤層底板等高線的起伏有很強的適應(yīng)性。在遇到斷層或者煤層有較厚的夾矸等特殊情況時可以考慮調(diào)換滾筒的上下位置。
2.采煤機的割煤方式有單、雙向割煤之分。
單向割煤為采煤機單程割煤,往返一次進一刀,即采煤機上行(或下行)割煤,下行(或上行)清理浮煤。單向割煤有工作面端部進刀全程單向采煤和工作面中部進刀分段單向割煤即“∞”字形割煤兩種;雙向割煤為采用端部進刀,往返一次進兩刀的作業(yè)方式。
45051綜采工作面由于傾角較大,工作面管理與維護困難,同時采煤機上行割煤需要克服較大的阻力,相對而言,下行割煤則可以充分利用采煤機的自重提供運行力,故最后確定采采煤機的進刀方式采用端部斜切進刀留三角煤,采煤機下行割煤,上行清理浮煤,采煤機往返一次工作面推進一個截深。
三、移架方式的確定
1.移架方式的選擇
綜采工作面移架方式分三種,單架依次順序移架、分組間隔交錯式移架和多架分組順序移架。
單架依次順序移架,支架沿采煤機牽引方向依次前移,移動步距等于截深,支架移成一條直線,見圖1(a)。該移架方式操作簡單,易保證移架質(zhì)量,能適應(yīng)不穩(wěn)定頂板,用的較多。
分組間隔交錯式移架,即每組3~5架,組內(nèi)順序前移,組間平行作業(yè),見圖1(b)(c), 分組間隔交錯式移架移架快,移架質(zhì)量不易保證,要求頂板較穩(wěn)定。
成組整體順序式移架支架,每組2~3架。組內(nèi)聯(lián)動,整體移架,組間順序前移,見圖1(d)(e)。成組整體順序式移架支架移架快,質(zhì)量不易保證,要求頂?shù)装鍡l件好。
由于工作面角度較大,為保持工作面設(shè)備的穩(wěn)定性,本工作面液壓支架的移架方式是單架依次順序移架。拉架方式為追機移架,架子滯后機組10m,移溜時彎曲段長度不小于15米。單架依次順序移架方式操作簡單,容易保證支護質(zhì)量。
四、端頭作業(yè)方式確定
工作面下部與下巷之間有空頂,打單體液壓支柱加強支護,采區(qū)四排六柱,間、排距750*800(mm),如果頂板破碎可縮小間排距。工作面上端頭打單體間、排距1.5×1米,如頂板不好可縮小間排距,工作面上、下端頭設(shè)橫頭密集,橫頭密集由四棵單體支柱組成。端頭支護操作必須滿足以下要求:
1.上、下安全出口高度不低于1.8m,并能滿足通風需要,否則,需要臥巷、擴巷、并有專人維護。
2.上、下端頭的支柱,必須上尺上線,接頂有力,嚴禁缺柱,倒柱,失效柱的存在,迎山有力初撐力不低于90KN。
端頭支護的前移、支設(shè)應(yīng)在端頭液壓支架拉架支護完成后并達到初撐力后方可進行。工作面、運輸巷、回風巷及端頭支護,見圖2。
五、應(yīng)用效益分析
采用綜合機械化開采之后,礦井取得了明顯的社會效益與經(jīng)濟效益,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.急傾斜煤層綜合機械化開采技術(shù)進一步提升該煤礦和龍煤集團的煤炭開采技術(shù)水平,提高煤炭采出率,滿足礦井安全高效生產(chǎn)的需要。
2.研究形成的理論成果和關(guān)鍵技術(shù)為我國類似條件煤層的安全高效開采提供科學依據(jù)和實用技術(shù)手段,將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟、社會效益及投入產(chǎn)出效果,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
3.綜合機械化開采技術(shù)提高了煤炭采出率,大大節(jié)約了煤炭資源,該煤礦采用綜合機械化開采技術(shù)以前,煤炭資源的丟失與浪費較嚴重,自45051工作面采用綜采技術(shù)之后,工作面煤炭采出率由原來的78%提高到91%,取得了顯著的經(jīng)濟效益。
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作者簡介:曲志忠(1969-),男,工程師,現(xiàn)在雞東縣廣源煤礦工作。