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        傾斜煤層采煤方法的分析

        2010-12-31 23:22:12周思偉
        關(guān)鍵詞:放頂采煤機(jī)滾筒

        周思偉

        (貴州省煤礦設(shè)計(jì)研究院,貴州 貴陽(yáng) 550025)

        我國(guó)開采急傾斜煤層的產(chǎn)量比重不大,但開采急傾斜煤層的礦井甚多,研究和使用過(guò)的急傾斜采煤方法也很多。由于開采大傾角煤層有一些特殊的困難,在采煤機(jī)械化和改善生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面都還存在不少問(wèn)題,至今仍在研究先進(jìn)有效的采煤方法。蘇聯(lián)、法國(guó)等發(fā)展的急傾斜煤層采煤機(jī)械化技術(shù),可供我們借鑒。

        1 小階段液壓支架爆破放頂煤采煤法

        這一方法的實(shí)質(zhì)是在小階段爆破采煤法中應(yīng)用了拱形掩護(hù)式液壓支架。采區(qū)內(nèi)劃分為6-8m 高的小階段。沿煤層底板掘小階段的煤層乎巷,采用可縮性拱形金屬支架支護(hù)。小階段按下行后退式回采,上一小階段工作面超前于下一小階段工作面10~15m。需要時(shí)可3~5 個(gè)小階段同時(shí)進(jìn)行回來(lái)。小階段乎巷掘進(jìn)至采區(qū)邊界后,在邊界巷道中,安設(shè)硬CB只型掩護(hù)式液壓支架。利用錨固裝置撐緊巷道兩側(cè),作為移架的支點(diǎn)。在支架頂部開有放煤天宙,由液壓閥門啟閉。支架中沒(méi)有刮板轉(zhuǎn)載機(jī),可將放下的頂煤轉(zhuǎn)載至乎巷刮板輸送機(jī)。在靠放頂煤支架內(nèi)例,沒(méi)有導(dǎo)軌,其上安置兩臺(tái)電鉆,用以向上打眼。

        采煤過(guò)程是,先以電鉆向頂煤打眼,而后拆除后面一段巷道支架,再移動(dòng)拱形放頂煤掩護(hù)支架。在放頂煤支架掩護(hù)下,裝藥爆破,爆落的頂煤儲(chǔ)存在支架上面,然后開天窗,放頂煤,由輸送機(jī)運(yùn)出。全部頂煤放完后,完成一個(gè)循環(huán)。每循環(huán)進(jìn)度與層厚有關(guān),層厚為2~4m 時(shí),每循環(huán)進(jìn) 2~3m,日進(jìn) 6~9m;層厚為4~6m 時(shí),日進(jìn)4~6m。蘇聯(lián)庫(kù)茲巴斯礦區(qū)以此法開采2~6m 厚的急斜煤層。這種方法能適應(yīng)層厚變化大、頂板較難管理的煤層條件,每班出煤 80~100t,工作面效率 20~30t/工。

        2 水平分層綜采放頂煤采煤法

        法國(guó)急斜厚煤層開采中,成功地應(yīng)用了這一方法,取得了較好的效果。

        2.1 回采巷道布置

        與水平分層采煤法相同。分層高度一般為10m 左右。工作面裝備有正面截割式短機(jī)身滾筒采煤機(jī)、輸送機(jī)和放頂煤液壓支架,實(shí)行綜合機(jī)械化采煤。

        2.2 放頂煤液壓支架

        法國(guó)的FE21-30S 型放頂煤支架 (馬雷爾),屑支撐掩護(hù)式支架。支架的項(xiàng)梁和掩護(hù)梁之間由單鉸連接,輸送祝鋪設(shè)在支架的底座上。放煤窗口(斷面0.71m2)開在掩護(hù)梁的后部,兩扇天宙封閉宙口,各由一個(gè)千斤頂控制,放煤時(shí),兩扇天窗同時(shí)向下轉(zhuǎn)開。在掩護(hù)板的下面,宙口中部沒(méi)有香蕉形的液壓劈,可上下擺動(dòng)伸出敢煤宙口,用來(lái)破開掩護(hù)梁上的金屬網(wǎng),破碎天宙上面的大塊煤或矸石,疏通阻塞的頂煤,加快放煤速度和提高煤的回收串。放煤窗口兩例設(shè)有噴霧裝置,掖壓閥門打開能自動(dòng)灑水滅塵。掩護(hù)梁上還有一個(gè)4100 圓m 的圓孔,平時(shí)用鋼板蓋嚴(yán),必要時(shí)可以打開,通過(guò)它進(jìn)行頂煤的打眼放炮或向來(lái)空區(qū)充填。底座為整體的,與掩護(hù)梁的連接可靠,穩(wěn)定性好,能承受較大的例向和縱向力。支架前后部各鋪有一臺(tái)輸送機(jī)。后部輸送機(jī)放在支架的底座上,推移方便。掩護(hù)梁較長(zhǎng),有利于礦壓落煤。后拄的后邊空間較大,便于操作和行人。其主要技術(shù)特征為:支架最大高度為2980mm;支架最小高度為2060mm,移架步距為 600~750mm;支架初撐力為3000kN;支架工作阻力為4130kN;支架質(zhì)量為13.35t。

        2.3 水平分層放頂煤采煤法的應(yīng)用

        窯街礦務(wù)局二礦應(yīng)用此法進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn),并已獲得成功。試采煤層平均厚220,傾角370~850,乎均為550。煤層頂權(quán)屬Ⅱ級(jí)中等冒落性頂板,炭質(zhì)泥巖偽頂,直接項(xiàng)為灰白色中細(xì)粒砂巖,煤層自然發(fā)火期為3~6 個(gè)月,屬低沼氣礦井。試驗(yàn)區(qū)按水乎分層采煤法布置,工作面凈長(zhǎng)20m,分層高10m,工作面采高2.5m,放頂煤高度7.5m,運(yùn)輸、回風(fēng)順福分別沿頂?shù)装寰蜻M(jìn),巷道斷面為7.8m2:,巷道凈高為2.5m,與工作面采高相等。

        工作面生產(chǎn)采取單班循環(huán)方式,包括分層工作面的回采及放落頂煤。對(duì)分層工作面,采煤機(jī)斜切進(jìn)刀。割煤后及時(shí)移架,而后推溜,先推移前部輸送祝,后部輸送機(jī)則在放完頂煤后購(gòu)移。放頂煤從釀底攝的支架開始,自底板向頂板方向依次進(jìn)行,視情況可一次一架、或同時(shí)故相鄰兩架。為使全工作面頂煤放落下降均勻,放頂煤在工作面全長(zhǎng)分兩輪進(jìn)行,第一輪約放落一半,第二輪放露余下的一半。

        3 走向長(zhǎng)壁工作面采煤機(jī)械化

        3.1 工作面無(wú)支護(hù)滾筒采煤機(jī)采煤

        北京大臺(tái)礦為解決堅(jiān)硬煤層的采煤機(jī)械化,研制了MJW-80 型滾筒采煤祝,用于走向長(zhǎng)壁工作面的回采。MJW-80 采煤機(jī)組由裁煤部、電動(dòng)機(jī)、減速器、滾筒、頂輪支架、懸吊裝置、滑撬和機(jī)殼組成。頂輪支架是使采煤機(jī)保持一定截割深度的導(dǎo)向裝置,底輪支架是采煤機(jī)沿煤壁下放時(shí)起導(dǎo)向作用的機(jī)構(gòu),避免采煤機(jī)傾倒。懸吊裝置連接牽引鋼絲繩和采煤機(jī),滑捐可使采煤機(jī)沿煤層底板上下滑動(dòng),減小阻力和避免滾筒截割煤層底板,滑撬安裝在機(jī)殼一例,調(diào)整其位置即可適用左或右工作面。采煤機(jī)借助牽引絞車及天輪懸吊在工作面。

        采煤機(jī)依靠自重和滾筒螺旋進(jìn)刀,并由下而上沿底板滑行采煤,其截深為0.6m,割至上部后,利用天輪架的行程開關(guān),使采煤機(jī)自動(dòng)停止。然后,牽引絞車下放采煤機(jī)至塘口,松開天輪架支撐,用小絞車移動(dòng)天輪架,再固定支撐,進(jìn)行下一次截煤。

        這種方法的適用條件為,煤層厚度1.0-2.0m,傾角大于500,地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定,煤層無(wú)堅(jiān)硬夾石,底板乎整,頂?shù)装鍒?jiān)固,不易冒落,無(wú)瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)。

        3.2 KT 型急斜薄煤層綜采機(jī)械化

        KT 型綜采設(shè)備由M3t 型采煤機(jī)和KTK型液壓支架組成,它用于開采層厚0.7~1.2m、傾角350~900、圍巖松軟的煤層。其主要特點(diǎn)為項(xiàng)梁和底座可覆蓋90%的頂?shù)装?。采煤機(jī)與支架在動(dòng)作上互相聯(lián)系,支架靠煤壁例的支撐能力較高。

        KTM 型采煤機(jī)有兩個(gè)主滾筒,分別安裝在機(jī)身兩端,滾筒直徑為700mm,截深為0.6-1.2m,牽引速度為6m/min,在工作面進(jìn)行雙向采煤。采煤機(jī)截煤后,支架由工人在鄰架操作控制,帶載移架,并用全部培落法管理頂板。采用這種設(shè)備的工作面長(zhǎng)度可達(dá)140m,工作面通風(fēng)順槽有操縱臺(tái)控制采煤機(jī)工作。

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