陳小剛,李 耀
(世紀萬安科技(北京)有限公司,北京 100029)
綜采工作面采到停采線后,設(shè)備回撤快慢影響著工作面的封閉時間以及通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整時間,決定著采煤運輸設(shè)備的再次利用周轉(zhuǎn)時間,國內(nèi)各大煤礦企業(yè)都在探索改進綜采工作面設(shè)備快速回撤技術(shù)。傳統(tǒng)的綜采工作面回撤一個采面所有設(shè)備,從末采階段到設(shè)備拆除完畢,一般需要40~60天,拆除工作環(huán)節(jié)較多、環(huán)境惡劣,而且效率較低、安全沒有保障。神東煤炭集團柳塔煤礦根據(jù)礦井實際,對傳統(tǒng)的設(shè)備回撤工藝進行了改進,針對綜采工作面設(shè)備回撤技術(shù)進行了有益探索,總結(jié)出一套快速進行設(shè)備回撤的新工藝,并在12123綜采工作面進行了應(yīng)用實踐,取得了明顯的成效。
柳塔煤礦隸屬神東煤炭集團,位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)小柳塔村北西。生產(chǎn)規(guī)模3.00 Mt/a,采用斜井-平硐綜合開拓方式,目前開采1-2上、1-2煤、2-2煤,采用傾斜長壁采煤法,巷道掘進采用掘錨機,支護方式錨網(wǎng)支護。
12123采煤工作面傾向長度1215 m,走向長274 m,傾角為0°~3°,開采1-2煤層,采高3 m。1-2煤層屬容易自燃煤層,自燃傾向性等級屬Ⅰ類。老頂為粉砂巖,直接頂為泥質(zhì)粉砂巖,直接底為泥質(zhì)粉砂巖。采用傾斜長壁后退式綜合機械化一次采全高的采煤工藝,采煤機進刀方式為端部斜切進刀;采取全部垮落法管理采空區(qū)頂板。主要布置12123回風(fēng)順槽、12123膠運順槽、12123輔運順槽、12123切眼、12123主回撤、12123輔回撤六條巷道。
需要回撤的設(shè)備包括液壓支架:ZY12000/20/40型兩柱電液控支架共計161臺,其中中間架151臺,端頭支架6架(頭3尾3),過渡支架4臺(頭2尾2);JOY3×855型運輸機;JOY400 kW轉(zhuǎn)載機、破碎機各一套;膠帶輸送機一部;JOY7LS6C/LWS637型采煤機;K35055M型乳化泵4臺;K16065M型噴霧泵站共3臺;KBSZGY-4000 kVA/10 (6) 移動變壓器兩臺,KBSZGY-2000 kVA/6 移動變壓器一臺,KBSZ GY-200/6變壓器一臺,KJZ3-1500/3300-9 和KJZ-1500/1140-9型組合開關(guān)各一臺。
12123綜采工作面于2019年8月14日與主回撤通道安全貫通,設(shè)備回撤從2019年8月15日開始,至2019年8月24日結(jié)束,實際共用9天時間。
(1)傳統(tǒng)回撤工藝
一般采至停采線15 m時,開始鋪金屬網(wǎng),做拉架道;工作面推進至停采線6 m時,開始在支架與金屬網(wǎng)間穿梁;工作面推進至停采線3 m時,停止拉架,繼續(xù)割煤5刀,期間液壓支架上替換3次板梁,并在煤壁側(cè)掛滿金屬網(wǎng)。拉架道完成后,開始清理工作面浮煤、釘?shù)?,安調(diào)度絞車和回柱絞車。拆除順序:順槽膠帶輸送機→設(shè)備列車→轉(zhuǎn)載機→破碎機→采煤機→工作溜→液壓支架。
液壓支架通過回柱絞車拖移至裝架平臺,裝平板車,運輸通過調(diào)度絞車牽引平板車從軌道運輸出井。
一個綜采工作面從末采階段采到設(shè)備拆除完畢,一般需要40~60天。
(2)回撤工藝改進
a、提前準備回撤通道
回撤通道在工作面掘進期間,采用掘錨機掘進工藝一次性掘出,主回撤通道作為拆除液壓支架的拉架道,輔回撤通道作為設(shè)備拆除的運輸通道。
12123綜采工作面主輔回撤通道斷面為矩形,設(shè)計寬度5.4 m,主回撤高度3.7~4.2 m,輔回撤高度3.6 m,主回撤通道使用錨網(wǎng)索+W鋼帶進行支護,2 m一排,一排3套錨索,輔回撤通道使用錨網(wǎng)索支護,5 m一排,一排2套。工作面推進至主回撤通道30 m時,采用支設(shè)木垛方式或垛式支架對主回撤通道進行加強支護。推進至主回撤通道10 m時開始在頂板上鋪復(fù)合網(wǎng),與主回撤通道貫通后支架上的復(fù)合網(wǎng)與主回撤通道頂板上金屬網(wǎng)連接即可。距采通5 m左右開始掛鋼絲繩,每根鋼絲繩間距0.8 m,共掛6根鋼絲繩,當(dāng)工作面頂板破碎,容易發(fā)生漏矸破壞網(wǎng)片時,可以根據(jù)實際情況加密鋼絲繩或在頂板采取補打錨桿等補強支護措施。工作面清理浮煤,安回柱絞車。拆除順序:順槽膠帶輸送機→設(shè)備列車→轉(zhuǎn)載機→破碎機→采煤機→工作溜→液壓支架。
b、采用搬運車運輸設(shè)備
圖1 12123綜采工作面巷道布置
液壓支架通過回柱絞車拖移至裝架平臺,裝支架專用運輸車,從輔回撤通道至輔助運輸巷運輸出井。
采用提前準備回撤通道和使用搬運車運輸設(shè)備,比傳統(tǒng)工藝做拉架道時間和采用裝平板車+軌道運輸設(shè)備回撤準備時間大幅減少,設(shè)備拆除效率和安全管理效果明顯提高。
柳塔煤礦快速回撤工藝有明顯的技術(shù)優(yōu)勢,但還有一定的改進空間。建議在以下環(huán)節(jié),需采取補充安全管理措施。
(1)工作面切眼與主回撤通道貫通時由于面積較大,有可能出現(xiàn)頂板大面積來壓的重大隱患,要采取相應(yīng)的補充安全措施;
(2)拆架期間由于巷道頂板塌落有可能造成通風(fēng)不暢的重大安全隱患,要采取相應(yīng)的補充安全措施。
柳塔煤礦采用提前布置回撤通道和先進的液壓支架裝車搬運設(shè)備,較大程度地提高了綜采工作面設(shè)備回撤效率,提高了安全管理水平。柳塔煤礦綜采工作面設(shè)備快速回撤工藝的探索與應(yīng)用,具有一定的推廣借鑒價值。