倪少軍

摘要： 隨著礦井開(kāi)采深度的增加，礦井主采煤層已回采結(jié)束，礦井產(chǎn)量隨之降低，為保證礦井產(chǎn)量，更大限度的將礦井儲(chǔ)量開(kāi)采出來(lái)，需要對(duì)礦井主采煤層的邊角煤進(jìn)行回采，由此增加礦井效益，節(jié)約資源。但回采邊角煤工作面布置不能按照正常工作面沿煤層走向布置，因此會(huì)給設(shè)備配套及工作面回采帶來(lái)很多不利因素。大傾角仰采技術(shù)的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)原煤回采量增加，從而能夠?qū)崿F(xiàn)理想的經(jīng)濟(jì)效益。本文針對(duì)工作面在仰采過(guò)程中所存在問(wèn)題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)對(duì)策。

Abstract： With the increase of mine mining depth， the main mining seam of mine has been completed and the mine output is reduced. To guarantee the output of mine and to mine the mine reserves to a greater extent， it is necessary to mine the corner of the main coal seam of the mine. Coal mining， thereby increasing the efficiency of mines and saving resources. However， the coal mining face of the coal mining face cannot be arranged along the coal seam along the normal working face， so it will bring a lot of unfavorable factors to equipment support and working face recovery. The effective application of high-angle mining technology can increase the recovery of raw coal， so as to achieve the desired economic benefits. This paper analyzes the problems existing in the process of raising the working face and proposes corresponding countermeasures.

關(guān)鍵詞：大傾角；綜采工作面；仰采技術(shù)

Key words： large dip angle；fully mechanized mining face；mining technique

中圖分類(lèi)號(hào)：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）26-0167-03

0 引言

棗泉煤礦110201（Ⅱ）綜放工作面以北為11采區(qū)三條井筒，東側(cè)為110201工作面回風(fēng)巷，南側(cè)為110201工作面與110203工作面回撤通道、西側(cè)為110203工作面皮帶巷。110201（II）工作面回風(fēng)巷和膠帶運(yùn)輸巷道沿110201、110203工作面傾向布置，因此形成工作面回采成平均角度約15°仰采。工作面配套MG750/1910-WD型交流變頻電牽引采煤機(jī)、SGZ1000/2×855型中雙鏈刮板輸送機(jī)、SZZ1350/525型中雙鏈轉(zhuǎn)載輸送機(jī)、DSJ140/300/3×630型膠帶輸送機(jī)。使用ZF13000/25/43D四柱雙伸縮支撐掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架、ZFG13000/25/43D型過(guò)渡支架、ZFP13000/26/40D型排頭架、ZT25000/25/40D型端頭支架等聯(lián)合支護(hù)工作面頂板。工作面在回采過(guò)程中存在的以下難點(diǎn)。

①對(duì)于大傾角仰采工作面在回采過(guò)程中采煤機(jī)機(jī)身容易向老塘側(cè)傾斜，采煤機(jī)在截割時(shí)容易截割到支架前梁。②大傾角仰采工作面在截割過(guò)程中煤璧易發(fā)生大面積片幫。③隨著工作面回采，工作面支架與后部刮板輸送機(jī)之間的位置發(fā)生變化，后部刮板輸送機(jī)的位置很難達(dá)到最佳放煤位置需要。

1 大傾角仰采工作面關(guān)鍵技術(shù)研究

通過(guò)對(duì)棗泉煤礦110201（II）工作面回采，對(duì)回采過(guò)程中存在的難點(diǎn)問(wèn)題總結(jié)出了相應(yīng)對(duì)策。

1.1 預(yù)防采煤機(jī)割支架前梁方案

棗泉煤礦110201（II）工作面，最大仰采角度18°，平均仰采角度大約15°，根據(jù)工作面三機(jī)配套圖，以工作面支架高度4.1m計(jì)算，當(dāng)工作面支架高度達(dá)到4.1m時(shí)，采煤機(jī)爬坡幅度為5°，當(dāng)坡度大于5°時(shí)，采煤機(jī)后仰幅度過(guò)大將截割到支架頂梁。只有當(dāng)支架與刮板機(jī)同時(shí)爬坡且爬坡坡度一致時(shí)，采煤機(jī)能正常挑頂而不割頂梁，由于工作面仰采平均坡度15°，采煤機(jī)司機(jī)把握不了留底量和挑頂量，導(dǎo)致工作面頻繁出現(xiàn)采煤機(jī)割支架頂梁的現(xiàn)象，針對(duì)這一狀況，我們采取了兩種改革方案用于預(yù)防此類(lèi)事故的發(fā)生，具體措施如下：

方案1：刮板機(jī)下墊枕木

此措施主要是在前部刮板機(jī)靠近老塘側(cè)使用枕木將刮板機(jī)老塘側(cè)抬高，使用枕木規(guī)格為1200×150×150mm，以最大爬坡18°計(jì)算，當(dāng)工作面仰角為18°時(shí)，每截割一個(gè)循環(huán)（以865mm計(jì)）工作面底板抬高267mm，此時(shí)挑頂幅度必須大于267mm且支架爬坡達(dá)到18°，采煤機(jī)在下一循環(huán)不會(huì)割支架頂梁。根據(jù)這一狀況，我隊(duì)采取利用Φ26mm大鏈、21.2T蝴蝶結(jié)配合支架升降頂梁的方式將前部刮板機(jī)老塘側(cè)提起，在前部刮板機(jī)老塘側(cè)刮板機(jī)下墊枕木，每節(jié)刮板槽下采用兩根規(guī)格為1200×150×150mm的枕木人為的將刮板機(jī)墊平，從而確保采煤機(jī)在割煤時(shí)不出現(xiàn)后仰現(xiàn)象，避免采煤機(jī)割頂梁，同時(shí)能最大限度的提高挑頂量，確保工作面采高。

方案2：將普通十字頭更換為加長(zhǎng)十字頭

工作面支架配套十字頭眼距為300mm，當(dāng)刮板機(jī)最大步距推移到位，但工作面留底過(guò)大或挑頂幅度不夠時(shí)，工作面仍會(huì)出現(xiàn)采煤機(jī)割頂梁的現(xiàn)象。根據(jù)這一狀況，我們?cè)诠ぷ髅?1#-65#支架采用眼距為700mm的加長(zhǎng)十字頭替換支架配套十字頭，刮板機(jī)推移到位后超前支架頂梁約400mm，從而確保采煤機(jī)在下行割煤時(shí)不割支架頂梁。

使用配套十字頭時(shí)工作面支架端面距為595mm，采煤機(jī)上翹5°時(shí)，工作面支架端面距為107mm；使用加長(zhǎng)十字頭時(shí)工作面支架端面距為995mm，采煤機(jī)上翹5°時(shí)，工作面支架端面距為493mm。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況，工作面在正常回采和周期來(lái)壓時(shí)，工作面煤壁、頂板都比較完整，沒(méi)有發(fā)生大面積片幫和頂板破碎現(xiàn)象。工作面的頂板處于可控制范圍。

兩種方案對(duì)比：

方案1主要優(yōu)點(diǎn)是避免出現(xiàn)采煤機(jī)割頂梁的現(xiàn)象，確保正常生產(chǎn)。缺點(diǎn)是：在墊設(shè)過(guò)程中，人員需進(jìn)入前部刮板輸送機(jī)內(nèi)將刮板輸送機(jī)與支架進(jìn)行連接，仰采工作面片幫煤較多，人員進(jìn)入架前存在極大的安全隱患，而且在生產(chǎn)過(guò)程中，需停機(jī)后方可對(duì)刮板機(jī)進(jìn)行墊設(shè)，從而占用了較多的生產(chǎn)時(shí)間，降低開(kāi)機(jī)率，生產(chǎn)效率低，材料費(fèi)消耗大。

方案2的主要優(yōu)點(diǎn)是：在材料費(fèi)上相比于刮板機(jī)下墊設(shè)枕木節(jié)省較多，且為一次性投入，損耗較小。安全方面，加長(zhǎng)十字頭的使用，避免了人員進(jìn)入架前起吊刮板機(jī)及墊設(shè)枕木，大大減少了片幫傷人的幾率。同時(shí)不用停機(jī)墊刮板機(jī)，提高了工作面開(kāi)機(jī)率和生產(chǎn)效率，工作面正規(guī)循環(huán)數(shù)逐步提升至6個(gè)循環(huán)。缺點(diǎn)是：人為加長(zhǎng)工作面支架與刮板機(jī)之間的間距，導(dǎo)致支架頂梁控頂距不能滿(mǎn)足正常需求，當(dāng)支架拉移到位后，需將支架伸縮梁打出，用于控制頂板。

1.2 煤璧片幫支護(hù)

當(dāng)工作面仰采時(shí)，隨著仰采角度的增大，煤璧上方也發(fā)生了變化，在緩傾斜煤層開(kāi)采時(shí)，煤璧整體垂直于底板，底部煤體可對(duì)上方煤體起到一定的支護(hù)作用，當(dāng)工作面仰采時(shí)煤璧整體與底板形成夾角，底部煤體對(duì)上部煤體無(wú)法形成有效支護(hù)，造成上部煤體片落。因此為了有效控制仰采工作面煤璧片幫，液壓支架選型時(shí)要充分考慮到這一因此，要及時(shí)有效的對(duì)煤璧進(jìn)行支護(hù)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要選用可伸縮的伸縮梁機(jī)構(gòu)及可旋轉(zhuǎn)的護(hù)幫機(jī)構(gòu)，在采煤機(jī)截割后及時(shí)伸出伸縮梁，翻轉(zhuǎn)護(hù)幫板，防止片幫。操作人員要在采煤機(jī)截割過(guò)后第一時(shí)間跟架，減小空頂距，對(duì)頂板形成有效支護(hù)。

1.3 放頂煤?jiǎn)栴}的分析

對(duì)于緩傾斜煤層，頂煤跨落時(shí)可與底板垂直，而仰采工作面頂?shù)装迮c水平線(xiàn)形成一定夾角，頂煤跨落時(shí)較緩傾斜煤層更靠后，后部刮板輸送機(jī)按照正常安裝位置，頂煤落下后無(wú)法進(jìn)入刮板輸送機(jī)槽體內(nèi)，為達(dá)到理想放煤狀態(tài)必須采取措施。我礦110201（II）采取增加拉后溜鏈環(huán)長(zhǎng)度，使后部刮板輸送機(jī)位置相對(duì)靠后，以達(dá)到理想的放煤效果。

原配置拉后溜選用為？覫34*126型圓環(huán)鏈，鏈環(huán)節(jié)距為126mm，鏈環(huán)為19環(huán)，拉后溜長(zhǎng)度（L3）為：

L3=126*19=2394mm（不包含鏈盒內(nèi)鏈環(huán)）

改造后：

由于110201（II）工作面沿走向平均坡度為15°，故工作面支架與水平位置之間角度為15°（如圖3所示）。

由圖看出，當(dāng)支架與水平線(xiàn)之間成15°夾角時(shí)，落煤點(diǎn)發(fā)生變換，通過(guò)在圖上做垂線(xiàn)可以得出，當(dāng)支架與水平線(xiàn)支架成15°夾角時(shí)，落煤點(diǎn)向老唐方向移動(dòng)距離為240mm。

由以上推論可以得出，當(dāng)工作面支架與水平線(xiàn)之間成15°夾角時(shí)，落煤點(diǎn)向工作面老塘方向移動(dòng)240mm，因此可以得出應(yīng)選擇的拉后溜鏈條長(zhǎng)度（L）為：

L=L3+240=2394+241=2635mm

故選用的鏈環(huán)數(shù)量為：N=2635/126≈21

故當(dāng)工作面支架與水平線(xiàn)之間成15°夾角時(shí)，使用？覫34*126型圓環(huán)鏈作為拉后溜鏈條時(shí)，因選用數(shù)量為21環(huán)（不包括鏈盒內(nèi)鏈環(huán)）。

1.4 其他方面問(wèn)題

電氣平臺(tái)改造：工作面在膠帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾處安裝電氣平臺(tái)，用于防止電氣設(shè)備及電纜由于膠帶運(yùn)輸巷傾角大，局部達(dá)到16°，導(dǎo)致電氣平臺(tái)推移困難。針對(duì)這種情況，在機(jī)巷電氣平臺(tái)前方安裝一臺(tái)絞車(chē)，使用絞車(chē)配合皮帶自移機(jī)尾向前推移電氣平臺(tái)，但在電氣平臺(tái)過(guò)程中還存在頻繁發(fā)生電氣平臺(tái)小車(chē)脫軌現(xiàn)象。為此通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在2節(jié)電氣平臺(tái)中間連接板上加焊定位耳座，有效防止了推移電氣平臺(tái)時(shí)錯(cuò)位脫軌。

工作面支架腳踏板墊設(shè)：仰采工作面支架行人處形成走向坡度，行人容易滑倒，尤其是在早班檢修過(guò)程中，在工作面抬運(yùn)物料，存在極大的安全隱患，針對(duì)于這點(diǎn)，將支架腳踏板進(jìn)行改進(jìn)，將支架腳踏板抬起后，在支架腳踏板靠近采空區(qū)側(cè)進(jìn)行加工，支架腳踏板成水平狀態(tài)的同時(shí)，防止人員行走時(shí)滑到。

自制快速清煤器：刮板輸送機(jī)在使用過(guò)程中需定期對(duì)刮板螺栓進(jìn)行緊固，但是由于刮板的螺栓沉孔均被煤泥堵住，套筒無(wú)法套入螺帽內(nèi)，需要人工清理，效率大大降低，同時(shí)人員在緊固螺栓時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的待在機(jī)道內(nèi)，存在一定安全隱患。檢修人員自行研制螺孔快速清煤裝置，利用風(fēng)動(dòng)工具進(jìn)行清理，提高了檢修效率。

2 結(jié)論

通過(guò)對(duì)大傾角仰采工作面開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，使得110201（II）工作面回采更加安全高效，為今后相同條件工作面的回采總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)，增加了礦井產(chǎn)量，減少資源浪費(fèi)，有效增加了礦井效益。

參考文獻(xiàn)：

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