李 剛

(潞安環(huán)能股份公司 王莊煤礦，山西 長(zhǎng)治 046031)

我國(guó)的低位綜采放頂煤技術(shù)經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展，目前已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，全國(guó)范圍內(nèi)綜放工作面的數(shù)量和產(chǎn)量都居于較高水平，但是如何提高綜放工作面回收率，仍然是煤礦從業(yè)者一直在研究的課題。目前公認(rèn)的走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化低位放頂煤工作面回收率的損失主要存在于以下四個(gè)方面[1]：一是在工作面初采期間，由于頂板初次來(lái)壓沒(méi)有顯現(xiàn)，不能放煤或不能充分放煤；二是在工作面收尾期間，煤墻和頂板都上網(wǎng)和鋼絲繩，也不能放煤；三是在回采過(guò)程中，工作面端頭和端尾不能放煤；四是在后溜放煤過(guò)程中進(jìn)入到下一個(gè)循環(huán)時(shí)，后溜溜槽幫后面形成一道溝壑，下一個(gè)循環(huán)開(kāi)始放煤時(shí)需要將這個(gè)溝壑填充后才能將煤流入后溜，即后溜浮煤損失。本文針對(duì)第四方面引起的損失，提出了一種提高回收率的方法并得到較好的應(yīng)用。

1 工作面概況

王莊煤礦7106工作面位于該礦71采區(qū)，地面標(biāo)高900～902 m，工作面標(biāo)高496～524 m。該工作面北為實(shí)體煤，南為實(shí)體煤，西為8101已采工作面及8102綜采工作面，東為井田邊界。工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化低位放頂煤一次采全高全部垮落采煤法。整體上看，該工作面是一個(gè)南北走向的單斜構(gòu)造，煤層傾角在1～5°之間，所采3號(hào)煤層厚度穩(wěn)定，煤層下部夾矸最厚的一層為0.2 m，總煤厚為6.2 m，容重為1.42 t/m3。7106工作面進(jìn)風(fēng)巷長(zhǎng)1 481 m(可采長(zhǎng)度為600 m)，回風(fēng)巷長(zhǎng)1 481 m(可采長(zhǎng)度為600 m)，運(yùn)巷長(zhǎng)1 486 m(可采長(zhǎng)度為600 m)；工作面切眼長(zhǎng)240 m；工業(yè)儲(chǔ)量126.8萬(wàn)t，設(shè)計(jì)采出量117.9萬(wàn)t；采高(3±0.1) m，循環(huán)進(jìn)度0.8 m，頂煤平均高度3.2 m，底分層回收率為98%，頂煤回收率為85%，一采一放為一個(gè)循環(huán)，一個(gè)循環(huán)產(chǎn)量為1 544 t。該工作面屬高瓦斯礦井，煤層具有爆炸性，為不易自燃煤層，地壓正常，地溫正常，煤質(zhì)類(lèi)型為低磷、低硫、中灰、具粘性、高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力用煤。

2 后溜放煤丟失原因分析

綜采放頂煤工作面，后溜放煤完成一個(gè)循環(huán)之后，如果放煤工將后溜煤放得太徹底，就會(huì)將頂板大塊矸石落入后溜，一方面混入矸石影響煤質(zhì)及發(fā)熱量，另一方面后溜連續(xù)出現(xiàn)矸石會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定的損傷。按照放煤標(biāo)準(zhǔn)架架見(jiàn)矸原則，每一架放煤完成一個(gè)循環(huán)之后，收起尾梁，伸出插板(插板與后溜溜槽幫間距在300～500 mm之間)，對(duì)后溜進(jìn)行遮掩，防止大塊矸石落入后溜。下一個(gè)循環(huán)開(kāi)始前需要將后溜拉過(guò)來(lái)，拉過(guò)后溜之后，溜槽幫后面會(huì)形成一道溝壑，此溝壑的縱向長(zhǎng)度為一放煤步距長(zhǎng)度，即0.8 m，高度與溜槽幫高度一致。下一個(gè)循環(huán)開(kāi)始，采煤機(jī)割煤后，在移架過(guò)程中會(huì)有浮煤首先填充到后溜所形成的溝壑中，在放煤過(guò)程中，落煤在所填充的溝壑上形成三角形煤堆(槽幫以上部分)，此三角形煤堆大致形狀為一等腰三角形，底邊長(zhǎng)為一放煤歩距，即0.8 m；煤體自然形成的兩個(gè)斜坡，坡度約為40°，放下來(lái)的煤體隨著該坡度流入后溜。針對(duì)在移架和放煤過(guò)程中流入溝壑填充溝壑的這一部分煤的損失，我們經(jīng)過(guò)反復(fù)思考和試驗(yàn)，本著簡(jiǎn)單實(shí)用原則設(shè)計(jì)了一種后溜回收浮煤裝置，將填充溝壑的這部分煤進(jìn)行回收。

3 后溜回收浮煤裝置和應(yīng)用

該裝置由回收的廢舊膠帶和夾板及鏈環(huán)制作而成，膠帶設(shè)計(jì)成1 700 mm長(zhǎng)和1 000 mm寬，兩個(gè)溜槽之間兩邊均可搭接100 mm長(zhǎng)，寬超過(guò)一個(gè)放煤步距800 mm，在溜槽幫上搭接100 mm，后面還多出100 mm，這樣使流煤全部落到膠帶上。再用扁鐵作為夾板夾到膠帶上，扁鐵上焊有兩個(gè)鏈環(huán)，后溜溜槽幫上也焊接兩個(gè)鏈環(huán)，膠帶上的鏈環(huán)和溜槽幫上的鏈環(huán)用銷(xiāo)子穿起來(lái)(見(jiàn)圖1)，這樣拉后溜時(shí)就能拖著膠帶往前行走，初次拉架放煤時(shí)，后溜溜槽幫后的煤全部落在膠帶上，拉后溜后就不會(huì)形成之前的溝壑，也就不存在填充溝壑的煤，在膠帶上的落煤形成一個(gè)自然的三角形，下一個(gè)循環(huán)開(kāi)始移架時(shí)落煤就自動(dòng)流入后溜中，膠帶上該部分煤就一直隨著一個(gè)一個(gè)循環(huán)往前移動(dòng)，這樣就把需要填充溝壑的那一部分煤基本全部回收了(通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，放完煤后在拉后溜過(guò)程中，膠帶上堆煤在形成自然三角形過(guò)程中會(huì)在采空區(qū)方向損失一定的煤量，即在槽幫以上部分的長(zhǎng)方形煤體中，回收了存在的三角形煤體和流入后溜的部分煤體，即回收了該部分3/4)。

圖1 回收裝置及連接方法實(shí)物

通過(guò)在7106工作面安裝該裝置后，綜采隊(duì)在采煤一個(gè)月之后專(zhuān)門(mén)做了跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)放煤完成一個(gè)循環(huán)后每架后面會(huì)有一個(gè)自然的三角形煤堆，停電閉鎖后溜，隨即選取四架支架，進(jìn)入后溜挖開(kāi)后，發(fā)現(xiàn)四架膠帶都在，達(dá)到了預(yù)期的效果。三個(gè)月后再次做了追蹤調(diào)查，膠帶均在，說(shuō)明該裝置連接穩(wěn)定而且耐磨，性能良好；又取煤樣進(jìn)行了化驗(yàn)，和工作面煤墻的煤進(jìn)行了比較(見(jiàn)表1)，回收的煤質(zhì)良好；從經(jīng)濟(jì)上衡量，既不用浪費(fèi)人力，也不用損耗電能，投資很少，而且該裝置應(yīng)用后不影響后溜啞鈴銷(xiāo)檢修和更換，安裝方便，非常實(shí)用。

表1 煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果

4 后溜回收浮煤回采率的計(jì)算

1) 回收浮煤平均厚度可由下式計(jì)算：

式中：h為浮煤平均厚度，m；H為后溜溜槽幫高度，取H=300 mm；D為放煤步距，800 mm；α為松散煤體自溜角，40°。

經(jīng)計(jì)算：h=300+3/4×800×0.42/2=426 mm=0.426 m。

2) 工作面后溜浮煤回收率P的計(jì)算?；厥章手礟與工作面切眼長(zhǎng)度、煤層厚度等數(shù)值有關(guān)，下面計(jì)算按綜放工作面切眼長(zhǎng)為240 m，老塘浮煤回收長(zhǎng)度為210 m，松散煤的容重為0.9 t/m3，工作面煤層厚度為6.2 m，工作面煤體容重為1.42 t/m3，工作面推進(jìn)長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)，則：P=L×210×0.426×0.9/L×240×6.2×1.42=3.81%

即頂煤回收率提高了3.81%。

5 結(jié) 語(yǔ)

王莊煤礦7106低位綜放工作面后溜浮煤回收裝置的應(yīng)用，不僅提高了頂煤回收率，且回收的浮煤各項(xiàng)指標(biāo)均合格，經(jīng)濟(jì)效益顯著。該裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、投資小，有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。