郭榮柯,李小靜,杜朝陽,王豐陽,艾彥華
(1.平禹煤電公司一礦, 河南 禹州市 461670; 2.河南省禹州市煤炭局鈞都設計院, 河南 禹州市 461670)
平禹煤電公司一礦位于禹州市龍屯鎮(zhèn),是個水文地質極其復雜的老礦井,主采二1、二3煤,其中二3煤層平均厚度為1.2~2.3 m,煤層結構簡單,無夾矸,回采區(qū)域內煤層穩(wěn)定,局部有起伏,對后期回采影響不大。但該礦受村莊壓煤較多,一部分煤田采用條帶開采,二3煤在回采過程中存在單產水平低、噸煤工效低等瓶頸問題,為此在開采二3煤層的過程中提高單產水平,降低勞動力、合理設置回采率尤為重要。
平禹煤電公司一礦井田范圍條帶布置二3煤綜采工作面,二3-15010綜采工作面位于五采區(qū)下山東翼第1個工作面,該工作面北臨未開采區(qū)域,南部是技改井未開采區(qū)域,東臨南水北調運河保護煤柱,西臨五采區(qū)軌道下山保護煤柱。二3-15010綜采工作面標高-217~-169 m,地面標高+128~+138 m。可采走向長780 m,傾斜長91.5 m,煤厚1.6~2.0 m,平均煤厚1.8 m。二3-15010綜采工作面采用走向長壁后退式綜合機械化采煤,采用壓支架支護頂板,全部跨落法管理頂板。采煤機雙向割煤,綜采工作面煤壁割煤落入刮板輸送機運輸,綜采工作面的架間、機頭、機尾及輸送機的浮煤靠人工裝至輸送機運走。刮板輸送機與膠帶輸送機之間使用轉載機進行轉載運輸出煤。
按照綜采工作面進刀方式為端頭斜切進刀,其程序為:
(1)采煤機向下(上)割透端頭煤壁;
(2)按上(下)推移刮板輸送機,及時依次順序移架,移架滯后采煤機的距離不大于15 m,將兩個滾筒上下位置調換,向上(下)進刀,通過15 m的彎曲段至25 m處,使得采煤機達到正常截割深度。頂板破碎段及時采用帶壓移架,移架步距0.8 m,滯后采煤機至少12 m將運輸機移向煤壁,并保證運輸機彎曲段長度不小于15 m,按要求推移刮板輸送機至平直狀態(tài);
(3)將兩個滾筒上下位置調換,向下(上)割三角煤至割透端頭煤壁;
(4)割完三角煤以后,將兩個滾筒的上下位置調換,采煤機空機返回,進入正常割煤狀態(tài)。
增大采煤工作面的采煤機截深,采煤機滾筒的截深由600 mm增加到800 mm,通過對采煤機截深的加大,使回采過程中采煤機能夠更深地對煤壁割煤(見圖1),提高單刀產量,穩(wěn)定回采率。由于截深加大,快速拉移支架可以有效地把工作面頂板壓力甩進采空區(qū),減少煤墻側承載力,有效控制綜采工作面頂板來壓及兩巷動壓。
圖1 采煤機構造
該礦自使用綜采工藝以來,液壓支架推溜行程一直為600 mm,造成采煤機截深與液壓支架推溜距離不能匹配,通過升級改造,支架推溜千斤頂?shù)耐七M行程量由原來的600 mm增加到700~900 mm,這樣可以實現(xiàn)煤機截深與推移運輸機行程達到一致,有利于回采進尺的加大(見圖2)。
圖2 推溜千斤頂行程(單位:mm)
通過參觀學習、實地考察,選用液壓自移電纜單軌吊,由原來的“吊掛式”絞車拉移或人工拉移單軌吊升級改造為“液壓自移式”液管與電纜分層吊掛。使巷道內管路布置不僅整齊、美觀,還避免了高壓膠管的振動對電纜干涉影響。液壓自移式單軌吊效果顯著、操作方便靈活,極大地減輕了工人的勞動強度,不僅可以吊掛電纜,還可吊掛乳化液高壓膠管和水管。簡化勞動工序,減少了電纜的占用空間與電纜的移動次數(shù),避免了人工拖動電纜。
通過采用短面薄煤層高產高效開采技術,工作面推進速度快,單產水平高,材料成本低,優(yōu)化了勞動組織,月產量最高達7萬t,真正實現(xiàn)了高產高效回采,值得推廣及應用。
(1)通過升級改造采煤機滾筒截齒,使得采煤機單刀推進深度得到提高,單刀產量也隨之提升,合理優(yōu)化了正規(guī)循環(huán)率,為礦井安全高效生產夯實堅定的基礎。
(2)短面薄煤層高產高效開采技術縮短了回采時間,解決了單產水平低、兩巷來壓大、職工勞動強度負荷大、噸煤工效低等問題,在開采工藝方面取得了實質性的效果,大大緩解了采掘接替緊張的局面。有效地提升了礦井整體產量及經濟效益,使礦井綠色環(huán)保開采邁上新的起點,實現(xiàn)了安全高效及可持續(xù)發(fā)展。