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        復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面旋轉(zhuǎn)回采技術(shù)研究

        2018-09-28 00:12:34郭天明
        智富時代 2018年8期
        關(guān)鍵詞:綜放工作面復(fù)雜地質(zhì)條件煤層

        郭天明

        【摘 要】針對綜采工作面在復(fù)雜煤層地質(zhì)條件下的不利局面,以中煤集團(tuán)大屯公司煤礦綜采回采為例,研究高效的旋轉(zhuǎn)回采技術(shù),并具體介紹了該技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。

        【關(guān)鍵詞】綜放工作面;旋轉(zhuǎn)回采技術(shù);復(fù)雜地質(zhì)條件;煤層

        隨著煤炭的不斷開采,煤炭資源的逐漸減少,煤層開采條件也變得更為復(fù)雜,雖然采掘設(shè)備不斷更新,但是若沒有在復(fù)雜地質(zhì)條件下成功的適宜的回采技術(shù),一是造成煤炭資源的永久丟失,二是不能實(shí)現(xiàn)安全回采,造成事故,并且隨著最近幾年煤炭價(jià)格回升,如果能夠?qū)?fù)雜地質(zhì)條件下的煤炭資源進(jìn)行安全順利的回采,找到一套成功的回采技術(shù),將會給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益和社會效益。

        一、工作面旋轉(zhuǎn)回采技術(shù)

        1.綜采工作面概況

        綜采工作面位于某采區(qū)七層煤下層,采深較大,且上部七層煤為水采工作面,由于火成巖侵入等原因,留有煤柱,下層回采時會導(dǎo)致應(yīng)力集中。此外采用水力采煤,巷道需要有一定的坡度,才能溜煤。工作面西部受村莊壓煤和皮帶保護(hù)煤柱影響,走向較短,如果使上下兩平直布置,勢必造成工作面左上部形成三角煤無法回采,造成資源浪費(fèi)。

        2.工作面旋轉(zhuǎn)參數(shù)確定

        根據(jù)工作面地質(zhì)條件,選取普通綜采沿頂回采。將旋轉(zhuǎn)中心由工作面材料道三岔門處移至工作面外面即以虛中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn),提前20米(材料道為準(zhǔn))進(jìn)入虛旋轉(zhuǎn),完成一個循環(huán)后,再采用實(shí)中心完成一個循環(huán),后平行推一峒,完成一個大循環(huán)。整個旋轉(zhuǎn)過程始終以機(jī)頭為基準(zhǔn)來控制支架上竄下滑,盡可能使小面出現(xiàn)在機(jī)尾,便于加架。這需要邊旋轉(zhuǎn)邊調(diào)整,割煤及推溜方式。實(shí)中心旋轉(zhuǎn)機(jī)尾盡可能不動,只拉機(jī)頭回采,采用“能旋即旋,不能旋平推”的原則,直到旋轉(zhuǎn)結(jié)束。保證安全順利通過如此復(fù)雜的工作面條件,使工作面在大傾度情況下由俯采開采過度到仰采開采。

        二、工作面旋轉(zhuǎn)的技術(shù)措施

        1.旋轉(zhuǎn)前準(zhǔn)備

        材料道在推進(jìn)至旋轉(zhuǎn)實(shí)心點(diǎn)前20米進(jìn)入虛旋轉(zhuǎn),開始上頭進(jìn)一刀,下頭進(jìn)三刀。逐步過渡到上頭進(jìn)一刀,下頭進(jìn)四刀,即工作面下部(工作面溜子機(jī)頭)每推采4刀,然后割一通刀,全面推溜子移架子,完成一調(diào)斜循環(huán)。嚴(yán)格從下往上推溜子。盡最大可能機(jī)頭與溜子道上幫齊,調(diào)面茬要順,工作面要做到“三直、二平、二暢通”。

        2.旋轉(zhuǎn)開采控制措施

        (1)從提前調(diào)面開始,選用虛中心短刀斜切,先零后整的方法進(jìn)行回采,上行跑空刀,由下往上移溜,拐點(diǎn)處多到10-15米,以便順好茬,實(shí)現(xiàn)1:4目標(biāo)。接著沿實(shí)中心割一刀,只拉機(jī)頭,最后割一通刀,將面調(diào)直,將架整好后,再循環(huán)如此往復(fù),直到旋轉(zhuǎn)完畢。(2)工作面調(diào)面回采到溜子道采過轉(zhuǎn)彎點(diǎn)后,工作面機(jī)頭位置超前機(jī)尾15m左右,同時要達(dá)到工作面溜子相對于溜子道呈靜止?fàn)顟B(tài),即工作面溜子機(jī)頭既不下滑也不上竄時為止。(3)工作面調(diào)面期間如果工作面溜子上竄嚴(yán)重時,每次移架、推溜從上往下進(jìn)行,同時在機(jī)尾用兩棵單體打戧柱,控制工作面上竄幅度;每次移架前必須對支架進(jìn)行調(diào)整,確保支架垂直于工作面溜子,保證支架不擠不咬;調(diào)整合適的偽斜超前開采長度,當(dāng)工作面支架溜子出現(xiàn)上移時,采取了調(diào)機(jī)尾多進(jìn)方式,縮小偽斜超前開采長度,來達(dá)到控制支架、溜子上竄。(4)在調(diào)面過程中一般每一刀都要割通機(jī)尾,機(jī)尾端支架稍微移動即可,以不擠架、不咬架為準(zhǔn),機(jī)尾段溜子根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行推拉,保證溜子成直線,以利于工作面溜子管理。(5)調(diào)面回采期間每次移架前必須對支架進(jìn)行調(diào)整,確保支架垂直于工作面溜子,保證支架不擠不咬。(6)調(diào)面過程中若出現(xiàn)擠架、咬架、調(diào)斜時,必須及時調(diào)整并割通刀,全面推溜移架,在移架過程中認(rèn)真調(diào)整。(7)調(diào)面過程中支架最大仰俯角不得超過7°,支架歪斜角度不得大于5°,否則必須進(jìn)行調(diào)整。(8)調(diào)面過程中每次拉茬不要在同一地點(diǎn),且拉茬要長一些,保證工作面成直線,決不得出現(xiàn)死彎,拉茬段的支架要適量前移,確保支架不擠不咬。

        三、工作面旋轉(zhuǎn)技術(shù)效果分析

        1.實(shí)施結(jié)果

        工作面通過一系列的技術(shù)措施安全成功的完成了復(fù)雜地段的綜采推采工藝,由下山俯斜開采轉(zhuǎn)變?yōu)檠鲂遍_采。溜子道超前材料道55米??傂D(zhuǎn)度數(shù)達(dá)27度,整個旋轉(zhuǎn)過程中,有一條10年前施工的老峒子與工作面斜交長160米,老峒子變形嚴(yán)重,頂板層位相差1米,工作面逮煤頂過老峒子,加大了旋轉(zhuǎn)的難度,且工作面成功的完成過老峒中的底部穿層石門、頂部老峒及穿7煤頂部石門,材料道總推進(jìn)20米,溜子道總推進(jìn)120米。

        2.技術(shù)效果分析

        從開采全過程中來看,理論計(jì)算與現(xiàn)場差別不大,主要原因是二道設(shè)計(jì)成弧形。機(jī)頭、機(jī)尾加溜、縮溜多次,機(jī)尾共加支架5架,面延長8米?;夭蓞?shù)收集與應(yīng)用起了舉足輕重作作,客觀上控制了工作面,工作面支架上竄下滑主要靠割煤方式、移溜方式和調(diào)上下頭來控制。機(jī)尾小面每夠2架距離就加架。整架每天早班進(jìn)行。來不及延長機(jī)頭、機(jī)尾就放炮做缺口。適當(dāng)時延機(jī)頭機(jī)尾,整個過程實(shí)現(xiàn)安全回采。

        3.經(jīng)濟(jì)效益分析

        工作面經(jīng)過旋轉(zhuǎn),多回采三角煤達(dá)4508平方米,跨采老峒子回收煤煤炭資源面積達(dá)9705平方米,多回采煤炭5.7萬噸,每噸煤按目前的市場銷售價(jià)格按600元計(jì),可創(chuàng)效益1795萬元。并減少了重打切眼和搬家倒面費(fèi)用150萬元??傆?jì)為1945萬元。

        四、結(jié)論

        通過采取工作旋轉(zhuǎn)技術(shù),綜采工作面調(diào)斜采用虛中心設(shè)計(jì)控制方案,成功地進(jìn)行調(diào)斜(小幅度旋轉(zhuǎn))開采。工作面避免了二次搬家,并且盡最大限度保證國家煤炭資源的回收,取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。該技術(shù)為類似條件的工作面回采積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1] 陳炎光,等.中國采煤方法[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1991.

        [2] 謝強(qiáng)珍,等.采區(qū)邊角煤開采技術(shù)方案探討[J].山東煤炭科技,2004(2):25.

        [3] 屠世浩,等.孤島煤柱綜采工作面旋轉(zhuǎn)開采關(guān)鍵技術(shù)[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,33(5):520.

        [4] 孟憲銳,等.復(fù)雜結(jié)構(gòu)厚煤層放頂煤開采的相似模擬研究[J].礦山壓力與頂板管理,2004(4):12-13,16.

        [5] 李勝鎖.復(fù)雜條件下高效率回收邊角煤開采實(shí)踐[J].河北煤炭,2010(3):46-47、49.

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