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        大傾角大采高工作面設(shè)備配套及回采工藝研究

        2020-05-29 12:46:08牛晉軍
        山西化工 2020年2期
        關(guān)鍵詞:臥底端頭機(jī)頭

        牛晉軍

        (晉城藍(lán)焰煤業(yè)股份有限公司成莊礦,山西 晉城 048002)

        晉煤集團(tuán)成莊礦在4321大傾角俯采工作面采用SGZ1000/3×1000 KW型可彎曲刮板輸送機(jī),同時(shí)選擇ZY12000/28/62D大采高支架154架、ZYG12000/28/62D過(guò)渡支架5架、ZYT12000/28/62D端頭支架6架與之配套,回采過(guò)程中調(diào)整回采工藝,對(duì)關(guān)鍵性技術(shù)措施進(jìn)行控制管理。通過(guò)4321大傾角俯采面的成功回采,成莊礦在綜采設(shè)備配套及現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)上有了較大的提高。

        1 工作面概況

        4321綜采工作面位于四盤區(qū)大巷以南,4315工作面以西,4323工作面以東,成莊礦界以北,4315工作面還未開(kāi)始回采,4323工作面還未形成。采面走向長(zhǎng)度1 871.73 m、傾向長(zhǎng)度286.98 m,可采儲(chǔ)量4 883 625.21 t。工作面布置方向與煤層走向斜交上、下巷上山,平均坡度10°,局部最大處達(dá)22°,切眼到停采線垂直高差218 m。該工作面是成莊礦俯采角度最大的工作面。工作面設(shè)備配備見(jiàn)第73頁(yè)表1。

        2 工作面生產(chǎn)情況

        4321綜采工作面初采期間,由于SGZ1000/3×1000 KW型可彎曲刮板輸送機(jī)首次采用了變頻一體機(jī),在井下現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了多次調(diào)試。該面使用端頭、端尾支架,在與機(jī)頭、機(jī)尾電機(jī)配合上經(jīng)常出現(xiàn)間隙不合適的情況。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)關(guān)鍵性數(shù)據(jù)進(jìn)行了確定并在現(xiàn)場(chǎng)管理方面進(jìn)行了規(guī)定。刮板輸送機(jī)機(jī)尾電機(jī)與端尾支架間隙為100 mm;機(jī)頭電機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)間距為200 mm;轉(zhuǎn)載機(jī)擋煤板距巷幫不小于800 mm等。在回采過(guò)程中,部分區(qū)段俯采角度大,機(jī)組臥底量掌握不好時(shí)出現(xiàn)過(guò)支架壓死或采煤機(jī)無(wú)法起頂?shù)陡蠲旱那闆r。4321綜采面平均月產(chǎn)煤287 631 t,最高月產(chǎn)煤361 821 t,創(chuàng)出了中厚煤層一次采全高的佳績(jī)。

        3 回采工藝調(diào)整

        工作面機(jī)組割煤仍采用端頭割三角煤斜切進(jìn)刀方式。刮板輸送機(jī)機(jī)尾電機(jī)為垂直布置,在頂刮板輸送機(jī)時(shí)要求先頂機(jī)尾再頂下部刮板輸送機(jī),保證刮板輸送機(jī)電機(jī)與支架有合適的間隙。在端頭支架的操作上,要求拉架時(shí)必須使用單體支柱輔助移架,防止扎底。將工作面支架分為3個(gè)段號(hào),分段包機(jī),段內(nèi)追機(jī)。保證了移架時(shí)調(diào)架的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)了順序追機(jī)移架的要求。

        4 大傾角俯采的工藝研究

        4.1 控制采煤機(jī)臥底量

        按平均俯采角度10°計(jì)算,每割一刀煤,頂板下降量為H=sin10°×600=104.2 mm。當(dāng)局部俯采角度增大時(shí),其頂板下降量也隨之增大。為避免因頂板下降采高降低和防止支架壓死,采取以下措施:1) 始終使刮板輸送機(jī)保持規(guī)定范圍的下扎角度,根據(jù)反復(fù)摸索的經(jīng)驗(yàn),將刮板輸送機(jī)下扎角度控制在6°~8°,這樣自然就抵消了一部分[10°-(6°~8°)]頂板下降量;2) 使采煤機(jī)下滾筒保持一定的臥底量。根據(jù)計(jì)算,要使采高穩(wěn)定,采煤機(jī)臥底量H2=sin(2°~4°)×600=(21~41.8)mm。

        控制臥底量的方法:在每一階段(俯采角度相對(duì)穩(wěn)定段)由技術(shù)人員計(jì)算出機(jī)組臥底量,將臥底范圍值標(biāo)定在采煤機(jī)上、下?lián)u臂上。采煤機(jī)司機(jī)在規(guī)定范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)掌握底刀,達(dá)到穩(wěn)定控制采高的目的。

        表1 工作面設(shè)備配備表

        4.2 刮板輸送機(jī)機(jī)頭超前距的控制

        一般工作面防止刮板輸送機(jī)下滑的主要措施為:工作面刮板輸送機(jī)布置時(shí)機(jī)頭超前機(jī)尾8 m~10 m。大傾角俯采工作面則不同,4321工作面機(jī)頭使用的是刮板、轉(zhuǎn)一體側(cè)卸裝置。由于有推移千斤頂推力F,其產(chǎn)生的分力F1=F×cosa,F(xiàn)2=F×sina,以及由此產(chǎn)生的向上摩擦力f1=F×cosa×u和f1=(F×sina+G)cosa×u,這兩個(gè)分力在一定程度上克服了部分刮板輸送機(jī)自重形成的下滑力,加上刮板輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)為一體布置,穩(wěn)定性較好。另外,對(duì)于大傾角俯采綜采面,機(jī)頭超前量越大,支架尾部的下擺角就越大,則采面就越不易管理。

        根據(jù)經(jīng)驗(yàn),取支架尾部下擺角α=3°,支架與刮板輸送機(jī)的夾角β=2°,則δ=α-β=1°,于是機(jī)頭超前量M=L×sinδ=142×sin1°=2.5 m。考慮其他因素的影響,將機(jī)頭超前量M的波動(dòng)范圍定為2 m~5 m。

        4.3 液壓支架的調(diào)整

        大傾角俯采工作面液壓支架的支護(hù)狀態(tài)非常重要。掌握不好會(huì)不適應(yīng)采煤機(jī)割煤的要求、影響生產(chǎn);嚴(yán)重的還會(huì)造成倒架冒頂。在現(xiàn)場(chǎng)操作上應(yīng)該按如下要求進(jìn)行操作:

        1) 每排移架必須進(jìn)行吊架(端頭支架更是如此)。吊架的方法有3種:①使用支架頂梁、掩護(hù)梁調(diào)架千斤頂,降架時(shí)將千斤頂伸出撐死,然后降柱將支架底座吊起;②使用一、二級(jí)護(hù)幫板,降架前將前梁探出,一、二級(jí)護(hù)幫板緊逼煤壁,然后邊降架邊移動(dòng)支架;③使用單體支柱吊架。這3種方法的最終目的是使支架底座的前端在移動(dòng)時(shí)始終處于底板浮煤上。

        2) 液壓支架的拉移必須做到一步三調(diào),將支架立柱的角度和刮板輸送機(jī)的角度之和控制在91°~96°范圍內(nèi),并且要求做到動(dòng)態(tài)測(cè)量與控制。同時(shí),班班執(zhí)行拉線移架,保持支架的直線度。

        4.4 防止刮板輸送機(jī)下滑的措施

        1) 刮板輸送機(jī)要保持平直,出現(xiàn)局部超前或滯后時(shí)要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

        2) 執(zhí)行班班端頭進(jìn)尺測(cè)量和交接班制度。每刀煤進(jìn)尺為800 mm。動(dòng)態(tài)控制超前量。

        3) 工作面出現(xiàn)下滑嚴(yán)重時(shí),將頂刮板輸送機(jī)的方向全部改為自上而下,并使用好防滑千斤頂;或采用下行單向割煤,上行跑空刀頂刮板輸送機(jī)的方法給予解決。

        5 對(duì)設(shè)備選型的建議

        1) 從設(shè)備配套上看,刮板輸送機(jī)變頻一體機(jī)應(yīng)在地面聯(lián)合調(diào)試后入井安裝,杜絕安裝后不配套問(wèn)題。2) 建議膠帶機(jī)安裝可靠的液壓抱閘裝置,防止下運(yùn)膠帶飛車。3) 建議工作面使用純凈水,并安裝反滲透裝置和無(wú)錫水過(guò)濾器,提高液壓系統(tǒng)可靠性。

        6 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)成莊礦4321大傾角大采高工作面設(shè)備合理選型和配套,合理調(diào)整回采工藝,根據(jù)工作面坡度控制采煤機(jī)臥底量、刮板輸送機(jī)機(jī)頭的超前距、支架的平直度等一系列措施,防止了工作面回采過(guò)程中出現(xiàn)倒架、咬架、壓架等不安全因素發(fā)生。本文從工作面設(shè)備配套及大坡段回采工藝上,分析了大傾

        角大采高工作面回采過(guò)程中遇到的困難以及應(yīng)對(duì)措施,改進(jìn)設(shè)備和回采工藝,有效提高了大采高設(shè)備在大傾角綜采工作面的應(yīng)用效果,對(duì)條件復(fù)雜礦井回采工作面有一定的借鑒意義。

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