申扎根

（冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司大社礦，河北 邯鄲 056201）

1 工作面概況

1.1 工作面地質(zhì)條件及巷道布置情況

92623工作面西至92624工作面（設(shè)計(jì)），南至西翼采區(qū)下山，東至92622工作面（已采），北至92112工作面（設(shè)計(jì)）、92111工作面（設(shè)計(jì)）。工作面所采煤層為2#煤，平均厚度5.5m，屬穩(wěn)定煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層中含有兩層夾矸及兩條次煤條帶，上夾矸距頂板0.5m，厚0.05m，底夾矸厚0.15m，距煤層底板1.4m，受構(gòu)造影響局部煤層厚度有變化。直接頂為平均2.6m厚粉砂巖；老頂為平均8.7m厚的中粒砂巖；直接底為平均9.6m厚粉砂巖；掘進(jìn)工作面兩巷時(shí)，巷道規(guī)格為4.5*3.2m（寬*高），采用沿2#頂板的方式掘進(jìn)煤巷，除斷層周?chē)捎肬鋼支護(hù)外，其余均采用錨網(wǎng)帶支護(hù)，巷道底板留有2.3m厚的底煤。

1.2 采煤方法及回采工藝

該工作面煤層賦存穩(wěn)定，確定采用綜放采煤工藝。選用走向長(zhǎng)壁一次采全高后退式采煤法，采用MG250/630－WD型采煤機(jī)割煤，配合使用ZF4000/16/28放頂煤液壓支架尾梁擺動(dòng)插板伸縮放頂煤，采煤機(jī)斜切式進(jìn)刀，采高2.6m，放煤高度平均2.9m。利用采煤機(jī)螺旋滾筒配合刮板輸送機(jī)鏟煤板裝底煤，后部刮板輸送機(jī)運(yùn)頂煤，前后兩部刮板輸送機(jī)平行運(yùn)煤集中到順槽運(yùn)輸機(jī)外運(yùn)。采用工藝流程：拉后溜→割煤→移架→推前溜→放煤。工作面共安裝ZF4000/16/28型支架66架；安裝ZF4600/17/28型過(guò)渡支架6架，其中機(jī)頭和機(jī)尾各3架。

2 過(guò)渡液壓支架增高裝置的應(yīng)用研究

2.1 研究方法

厚煤層回采工作面端頭三角煤丟失是大社礦乃至很多礦都存在的問(wèn)題，一直沒(méi)有得到有效的解決。大社礦一般情況下采用人工臥底的方法來(lái)降低機(jī)頭機(jī)尾的高度，以此來(lái)減少三角煤的丟失，僅能回收少部分底煤，當(dāng)臥底超過(guò)點(diǎn)柱支撐高度后，還需要擺木垛配頂，耗費(fèi)大，工序煩瑣，職工勞動(dòng)強(qiáng)度高。為節(jié)省人力物力，一次性回收上端頭三角煤和巷道底煤，實(shí)現(xiàn)上端頭臥底后機(jī)械化支護(hù)巷道頂板的目標(biāo)，大社礦改變思路，研究采用支架增高裝置增高端頭液壓支架支護(hù)高度的辦法，可使采煤機(jī)一次性將上端頭三角煤和運(yùn)料巷底煤用正常割煤的工序?qū)⑵洳沙觯岣吡硕祟^三角煤的回收率，降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度[1]。

2.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

綜放工作面過(guò)渡液壓支架增高裝置分兩部分：底座和頂梁。兩部分結(jié)構(gòu)采用光銷(xiāo)和D型銷(xiāo)進(jìn)行連接，組裝好后以“戴帽子”的形式安裝到工作面上端頭過(guò)渡液壓支架上增高，因此命名為增高裝置。其中底座的主要作用是和過(guò)渡液壓支架連接，并為頂梁提供連接和支撐，因此底座的形狀和過(guò)渡液壓支架頂部的形狀幾乎完全相同，規(guī)格比支架頂部略大，保證支架可以將“帽子”戴上，通過(guò)預(yù)留的孔眼使用鐵鏈螺栓等固定牢固；頂梁的形狀類(lèi)似一個(gè)小支架，以方便將頂板支護(hù)完全，可使支架的支護(hù)高度由原來(lái)的最大2.8m提高到4.3m。具體參數(shù)如下：

表1 ZF4600/17/28型過(guò)渡液壓支架增高裝置基本參數(shù)

2.3 支架增高裝置的使用

具體方法為，采用比正常安裝支架多上兩架支架的方法，讓過(guò)渡液壓支架最外側(cè)的兩架安裝到運(yùn)料巷位置，然后用增高裝置改造這兩架支架，提高支護(hù)高度，其余支架作用不變。為保證支架增高裝置的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)高度不能過(guò)高，改造后的過(guò)渡支架的支護(hù)高度為4.3m，92623工作面煤厚為5.5m，因此還需要在支架增高裝置上方擺設(shè)木垛進(jìn)行接頂。在拉架過(guò)程中隨采高變化增減木垛高度，并及時(shí)補(bǔ)充拉架過(guò)程中掉落的部分木料，視情況使用長(zhǎng)把工具回收掉落在支架后方的木料。為確保頂板的支護(hù)強(qiáng)度，必要時(shí)可以挑長(zhǎng)鋼梁加強(qiáng)增高裝置至外段超前支護(hù)的頂板，確保擺木垛的人員的頂板安全。

3 實(shí)施效果

3.1 改變機(jī)尾支護(hù)方式和采煤方法

該方法解決了上端頭運(yùn)料巷部分出煤后超高難以支護(hù)的難題，在支架增高裝置的應(yīng)用下，煤機(jī)可以像正常工作面割煤一樣一直截割到上端頭直至運(yùn)料巷上幫，徹底改變了上端頭只能靠人工臥底提高回采率的情況，節(jié)省了大量的人力物力，實(shí)現(xiàn)了機(jī)尾的機(jī)械化支護(hù)，減少了放頂?shù)某绦?，進(jìn)一步提高了綜放工作面的機(jī)械化程度。

3.2 提高了綜放工作面的回采率

該方法解決了綜放工作面上端頭三角煤難以采出的問(wèn)題，只通過(guò)改造兩個(gè)過(guò)渡支架，機(jī)尾底部三角煤連帶運(yùn)料巷的底煤都可以全部采出，如下圖所示：

圖1 使用過(guò)渡液壓支架增高裝置前

圖2 使用過(guò)渡液壓支架 增高裝置后

可以明顯看出，使用過(guò)渡液壓支架增高裝置不僅可以回收三角煤，還可以減小機(jī)尾工作面的傾角。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

ZF4600/17/28型液壓支架高度為1.7～2.8m，安裝增高裝置后支架支護(hù)高度增加1.5m，92623煤厚平均5.5m，運(yùn)料巷高度3.2m，底煤厚度2.3m，巷道寬度4.5m。工作面摸底后每推1m，運(yùn)料巷可多回收煤炭15.8噸，機(jī)尾三角煤17.6噸；92623運(yùn)料巷走向長(zhǎng)度670m，共計(jì)可回收煤炭22378噸，每噸按市場(chǎng)價(jià)500元計(jì)算，共計(jì)創(chuàng)效1118.9萬(wàn)元。

綜放工作面采用液壓支架增高裝置的創(chuàng)新使用改變了原有運(yùn)料巷上端頭的支護(hù)形式，不僅省去了原運(yùn)料巷切頂排放頂?shù)墓ば?，還有效解決了臥底后上端頭頂板支護(hù)強(qiáng)度不足的缺點(diǎn)，降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。綜放工作面過(guò)渡液壓支架增高裝置的使用解決了運(yùn)料巷底煤及機(jī)尾三角煤的丟失問(wèn)題，增加了煤炭資源的回收率，為綜采工作面高產(chǎn)高效創(chuàng)造了條件。

4 結(jié)論

綜放工作面端頭三角煤的回收對(duì)于綜放工作面煤炭損失率具有直接的影響，在實(shí)際選擇的過(guò)程中，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，來(lái)確定選擇具體的回采方法及設(shè)備。通過(guò)在92623工作面使用增高裝置的研究總結(jié)，得出一套行之有效的解決端頭三角煤炭資源的回收方法，進(jìn)而提高資源回收。通過(guò)增加工作面上下端頭的高度，使原有的生產(chǎn)工藝由摸頂開(kāi)采逐步演變?yōu)槊谆夭桑瑥亩鴱母旧咸岣哔Y源回收，尤其是在面長(zhǎng)較短的工作面，端頭三角煤會(huì)是極大的可回收資源，下一步我們需要做的就是推廣已成熟經(jīng)驗(yàn)，有效地采出端頭三角煤資源，也為相似工作面提供了經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)參考。