段計(jì)偉

（同煤集團(tuán)生產(chǎn)技術(shù)處采煤科，山西 大同 037003）

隨著開采時(shí)間的不斷延長，煤炭開采深度不斷增加，馬脊梁礦侏羅系資源已經(jīng)所剩無幾，已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)入石炭系開采。在延伸過程中，煤層地質(zhì)條件、頂?shù)装鍙?qiáng)度和穩(wěn)定度都發(fā)生了變化。因此，在開采過程中，需要做出相應(yīng)的調(diào)整來確保工作面高效高產(chǎn)。

1 縮短工作面割煤循環(huán)時(shí)間提高工作面產(chǎn)能研究

放頂煤工作面在生產(chǎn)過程中，割煤約占整個(gè)循環(huán)時(shí)間的30%，放煤時(shí)間約為70%。為了使放頂煤工作面“精采細(xì)采”，在整個(gè)循環(huán)的過程中，放煤時(shí)間必須得到保證，而割煤時(shí)間可以適當(dāng)縮短（走頭走尾時(shí)間固定，主要是縮短中間割煤時(shí)間）。為了進(jìn)一步縮短割煤時(shí)間，給放頂煤留有充足的時(shí)間，

只能從增加支架的追機(jī)速度和加快機(jī)組的割煤速度兩方面入手。而機(jī)組的割煤速度主要受液壓支架的追機(jī)速度限制，先增加支架的追機(jī)速度后加快機(jī)組的割煤速度。

1.1 配套電液控支架，提高工作效率

電液控制能夠完成對(duì)液壓支架的所有動(dòng)作功能的控制，主要包含8個(gè)模塊，系統(tǒng)組成框圖如圖1所示，操作系統(tǒng)現(xiàn)場圖如2所示。其主要工作原理是利用壓力和位移傳感器對(duì)工作面液壓支架立柱壓力和行程進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)利用安裝在采煤機(jī)和支架上的紅外線發(fā)射器和接收器監(jiān)測采煤機(jī)運(yùn)行的方向和所在位置。這些數(shù)據(jù)經(jīng)順槽中的主控計(jì)算機(jī)收集處理，通過通訊模塊傳輸至地面控制中心，以實(shí)現(xiàn)支架的自動(dòng)化遠(yuǎn)程操作。

與傳統(tǒng)液壓支架操作相比，電液控制具有一些優(yōu)點(diǎn)：（1）自動(dòng)化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)單架或者多臺(tái)支架控制，完成降架、移架、升架等工作，操作簡單，動(dòng)作靈敏；（2）系統(tǒng)設(shè)有相應(yīng)的保護(hù)，可以發(fā)出報(bào)警，也可以進(jìn)行閉鎖急停、故障診斷的操作，安全性能好；（3）能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)壓操作。當(dāng)支架發(fā)生壓力下降并達(dá)到閾值時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)補(bǔ)壓到規(guī)定值，確保及時(shí)調(diào)整支架支護(hù)能力；（4）能夠?qū)崿F(xiàn)頂梁噴霧的自動(dòng)控制。采煤機(jī)通過時(shí)，系統(tǒng)會(huì)操作噴霧裝置自動(dòng)進(jìn)行噴霧。

圖1 電液控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

圖2 電液控制系統(tǒng)操作平臺(tái)

1.2 改造液壓系統(tǒng)，提升支架追機(jī)速度

目前石炭系工作面配備4套乳化液泵站系統(tǒng)，之前4套泵站的作用為兩用兩備，由于備用設(shè)備啟動(dòng)次數(shù)較少，而且很少有用到兩臺(tái)備用泵站同時(shí)開啟的情況，所以兩套備用泵站的配備在一定程度上是一種無形的浪費(fèi)。為了改善這一狀況，盡可能地合理利用設(shè)備，減小浪費(fèi)，同時(shí)為了增加液壓支架的追機(jī)速度，對(duì)支架供液管路進(jìn)行了改造。在原來2趟進(jìn)液2趟回液的基礎(chǔ)配備上，多增加1趟進(jìn)液管路，改造為3進(jìn)2回，泵站也由原來的兩用兩備變更為三用一備，這樣支架供液量增加，支架移動(dòng)速度加快，從而加快了采煤機(jī)移動(dòng)速度，提高產(chǎn)能。

馬脊梁礦3#8111工作面的乳化泵型號(hào)為BRW400/31.5，經(jīng)過改造后泵站流量由原來的800L/min增加為1200L/min，隨著工作面乳化液流量的加大，單架液壓支架移動(dòng)的速度增加約15%，這就為采煤機(jī)割煤速度的加快、縮短割煤時(shí)間提供了技術(shù)保障。

1.3 提高采煤機(jī)截割速度，縮短割煤時(shí)間

目前石炭系工作面所采用的機(jī)組，截割電機(jī)功率均過剩，割煤速度的提升主要受支架追機(jī)速度影響，追機(jī)速度提高后，機(jī)組的割煤速度自然提高。

馬脊梁礦機(jī)組在正常情況下割煤速度維持在5.5～6 m/min（采高3.3m），經(jīng)過液壓系統(tǒng)改造，增大乳化液流量后，機(jī)組速度增加到了8m/min。采煤機(jī)割煤速度的加快，給放頂煤提供了充足的放煤時(shí)間，不僅實(shí)現(xiàn)了“精采細(xì)采”的目的，提高了頂煤回收率，同時(shí)也進(jìn)一步有效縮短了循環(huán)時(shí)間，為工作面高產(chǎn)高效提供了保障。

2 水壓致裂技術(shù)在工作面回采過程中的應(yīng)用

水壓致裂技術(shù)通常應(yīng)用在處理臨空巷道壓力大的情況（提前卸壓），通過不斷創(chuàng)新與探索，在放頂煤生產(chǎn)過程中也采用了水壓致裂技術(shù)。

2.1 初采期間對(duì)頂板進(jìn)行水壓致裂

在工作面初采切巷進(jìn)行水壓致裂，可以對(duì)頂板、頂煤進(jìn)行弱化，工作面推進(jìn)至15m范圍內(nèi)頂煤便可以完全塌落。未采取水壓致裂的工作面頂煤完全塌落范圍大約在40～50m之間，實(shí)施水壓致裂后，工作面正常達(dá)產(chǎn)的距離與時(shí)間縮短，產(chǎn)出的煤量增多。

2.2 末采期間對(duì)頂板進(jìn)行水壓致裂

目前同煤集團(tuán)正在大力推行小煤柱，石炭系放頂煤工作面停采線距最近的盤區(qū)巷道距離不得大于80m，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，停采線距盤區(qū)巷道距離一般為130～150m，距離太短容易對(duì)盤區(qū)巷道造成損壞。工作面回采末采期間對(duì)頂板進(jìn)行水壓致裂后，使工作面上方老頂卸壓，壓力不再向盤區(qū)巷道傳遞，既保護(hù)了盤區(qū)巷道，又使回采工作面煤量得到大大的回收。

3 結(jié)語

（1）電液控設(shè)備的采用，能夠降低操作人員工作強(qiáng)度，提高效率。液壓系統(tǒng)改造后，泵站流量增加了50%，支架移動(dòng)的速度增加約15%，為提高采煤機(jī)速度提供了保障。

（2）頂板水壓致裂技術(shù)也取得了預(yù)期效果，通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)致裂過程中壓力變化較為平穩(wěn)，能夠有效弱化、分割頂板巖層。

（3）割煤速度平均增加約40%，提高了工作面產(chǎn)能。