王喜晨

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)晉城煤炭事業(yè)部陽城晉圣潤東煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048000）

引言

在晉能控股煤業(yè)集團(tuán)某礦的第3#煤層中，煤層厚度的平均值是5.6 m，有矸石存在于煤層內(nèi)，而且該矸石的穩(wěn)定性較好，其厚度是0.28 m，和煤層底板的距離是0.6 m。炭質(zhì)泥巖與泥巖構(gòu)成了煤層底板與頂板，而且頂板中主要是粉砂巖與砂質(zhì)泥巖，個別部分存在的砂巖的粒級有所差異，底板的主要成分就是泥巖與砂質(zhì)泥巖，個別部分存在的砂巖的顆粒比較小，量也不大，整個煤層的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性比較小，具有穩(wěn)定性的是其厚度，一般沒有太大的變化?，F(xiàn)在，該礦選取的采煤工藝是大采高，在該工藝中，一般要求的頂?shù)装迮c煤層所具有的厚度是非常高的，當(dāng)進(jìn)行開采時，極易有片幫出現(xiàn)在煤壁中，在管理頂板時困難程度比較大，由于不斷上升的開采高度，就大幅度降低了回收頂煤的效率[1]。

1 布置巷道

在該礦的工作面中，當(dāng)順煤層的頂板來對其進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷進(jìn)行掘進(jìn)時，所體現(xiàn)的布置是傾斜的。現(xiàn)場采煤的工作面，如圖1 所示。

圖1 現(xiàn)場采煤的工作面

從圖1 中可以看出，回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷、切眼走向三者的長度分別是756 m、678 m、234 m?；仫L(fēng)巷斷面所體現(xiàn)的形狀是矩形，選用的支護(hù)為全錨的聯(lián)合支護(hù)，而且斷面所具有的凈高、毛高、凈寬、毛寬分別是2.8 m、3.2 m、4.1 m、4.2 m，把電纜與管路敷設(shè)到巷中，而且電纜與管路是專用的，可以把氣、電、水供給給工作面。進(jìn)風(fēng)巷斷面所體現(xiàn)的形狀是矩形，選用的支護(hù)全錨的聯(lián)合支護(hù)，而且斷面的所具有的凈高、毛高、凈寬、毛寬分別是2.95 m、3.2 m、4.66 m、4.78 m；而且，在同一時間對單軌吊、輸送機、轉(zhuǎn)載機等設(shè)備進(jìn)行鋪設(shè)，作為通道來對材料進(jìn)行運輸，對電纜與管路進(jìn)行鋪設(shè)，而且電纜與管路是專用的，可以把氣、電、水供給給工作面中[2]。切眼斷面所體現(xiàn)的形狀是矩形，對布置各種類型的綜采設(shè)備的幫助比較大，并提供有關(guān)開采的服務(wù)，把進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷進(jìn)行相連，這就促進(jìn)了采煤體系的形成。

2 介紹采煤工藝

按照煤層所屬于的地質(zhì)狀況，并和布置巷道的方式相結(jié)合，一種選取放頂煤采煤的工藝被設(shè)計出來，放頂煤開采的形式，如圖2 所示。把刮板輸送機型號為SGZ-1000/1400z 使用到工作面的之前與之后，并把頂梁當(dāng)做界限，把采煤機使用到上部進(jìn)行割煤，把割煤之后的頂煤放到刮板輸送機中，并運出來，就是開采出來就放出來。

圖2 放頂煤開采形式

2.1 割煤的研究

當(dāng)對工作面的煤層割煤時，選用的采煤機是雙滾筒的，在截割其兩端時，選用的方法是斜切。通常的采煤機在進(jìn)行截割時的深度大概在500 mm～800 mm之間，采煤的最高高度是2 400 mm，反復(fù)循環(huán)的速度是800 mm。當(dāng)割煤時，雙滾筒彼此之間的協(xié)調(diào)是需要保證的，而且左、右兩個滾筒所截割的分別是底煤、頂煤，在把煤壁割通之后，要把右滾筒的高度下降一定的值，然后在截割底煤，當(dāng)有浮煤存在于空刀表面時，要對浮煤進(jìn)行清理，繼而與輸送機發(fā)生彎曲的方向相同的方向來割煤，而且割煤是反向的，把左滾筒的高度升高一定的值，然后在截割底煤，一直截割至煤壁為一條直線段，推直輸送機，然后在把滾筒的位置進(jìn)行調(diào)換，然后再次回至其機頭，按照上述狀況多次反復(fù)進(jìn)行，就會使割煤操作得以完成[3]。

2.2 移架的研究

當(dāng)有煤落到采煤機之后，一定要馬上把前溜向前推進(jìn)，一定要保證截煤的深度為0.8 m，當(dāng)移架在采煤機之后，并比采煤機的滯后15 架，當(dāng)進(jìn)行移架過程中，在對頂進(jìn)行擦拭時一定要帶壓，把支架所下降的高度減少，并對伸縮梁、護(hù)幫板進(jìn)行設(shè)計，當(dāng)進(jìn)行移架之后，要馬上把伸縮梁給伸出去，來支護(hù)頂板，由于護(hù)幫板不斷作用到煤壁，對于煤壁而言所起的作用是保護(hù)，保證支架在被移架之后始終處于同一直線，并且初撐力要不小于1 940 kN。

2.3 推移前部輸送機的研究

當(dāng)進(jìn)行移架之后，和采煤機的距離有15 m，在把前部輸送機向前推進(jìn)操作。若在這個過程內(nèi)，不少的輸送機被采用，而且這些輸送機之間是相互配合與協(xié)調(diào)的把推移操作完成的；把推移的過程分幾個階段實施，當(dāng)和采煤機有5 m 距離時就能實施推移了，推移一次的距離要在300 mm 以下，按順序在推移1～2次之后，把前部輸送機進(jìn)行推移，并慢慢推移至煤壁的位置；當(dāng)進(jìn)行推移的過程中，開始的位置是兩頭，在兩頭存在彎曲的那頭一定要在15 m 以上，把其前面與后面推移為同條直線，防止有急轉(zhuǎn)彎存在。

2.4 放頂煤的研究

按照頂煤的真實狀況，在對放頂煤開采的方法進(jìn)行選擇時，一定要具有合理性[4]。當(dāng)?shù)? 刀煤被采煤機截割結(jié)束之后，在實施放頂煤與移架，不管是割與放的順序是什么啊，采放的比例都是1∶3，而且放煤與放煤的距離是1.26 m。值得關(guān)注的是放頂煤所需要依據(jù)的步驟，要保證開始對頂煤進(jìn)行放出的是其機頭的位置，然后在就是機尾，當(dāng)進(jìn)行放煤操作時，當(dāng)頂煤的比較大，并把煤口給堵住時，能夠采用攪動桿，而且攪動桿屬于液壓支架，攪動桿可以攪碎頂煤，保證能夠使放頂煤順利結(jié)束操作。由于要把回收頂煤的效率提高，當(dāng)頂煤是不大的塊度時，過渡支架能夠?qū)斆哼M(jìn)行適當(dāng)?shù)姆懦鯷5]。

2.5 拉后溜

當(dāng)把煤截割到矸石與煤相遇處時，就要開始的操作就是拉后溜，使用的操作措施一定要具有合理性，把輸送機安裝的千斤頂進(jìn)行移動，一直移動至合適的區(qū)域中，在自機頭向上行一直到機尾的過程內(nèi)，一定要把連接采煤機的具體位置與溜槽與鄰架相連考慮進(jìn)來，防止發(fā)生安全事故，導(dǎo)致員工的生命安全受到威脅[6]。

3 使用成效

當(dāng)支護(hù)3#煤層的端頭與頂板時，把172 架液壓支架安裝在工作面中，而且1 臺液壓支架所具有的工作阻力、強度、高度分別是1 180 kN、365.8 kN/m2、2.33 m。液壓支架與頂梁彼此配合來支護(hù)頂板，而且頂梁是網(wǎng)狀的，選用的材質(zhì)是十字梁。在支護(hù)工作面兩個端頭的位置是上下巷與切眼進(jìn)行連接的主要部位，排頭架支護(hù)措施被使用到3#煤層中，使支護(hù)更加可靠，端頭支護(hù)，如圖3 所示。

圖3 端頭支護(hù)

當(dāng)放頂煤工藝被采用到3#煤層時，當(dāng)支護(hù)區(qū)域有效性較好，就能把不易操作液壓支架的難題給解決掉，就會把發(fā)生頂板事故的幾率降低，就能對布置的巷道進(jìn)行改進(jìn)，使采煤系統(tǒng)更加安全可靠，該礦3#煤層開采效率從4 t/工上升至13 t/工，頂煤實際回收率可達(dá)82%左右。

4 結(jié)語

關(guān)于該礦頂煤實際回收效率不高的問題，按照工作面布置巷道的方法，把可采用放頂煤采煤工藝給提出來，以下就是其結(jié)果：

1）研究主要工序，如拉后溜、放頂煤、推移前部輸送機、移架、割煤等，選取的是開采了就放出，其操作方式是隨著機放頂煤，把液壓支架不能對頂板進(jìn)行控制的難題進(jìn)行了解決，使采煤系統(tǒng)更加安全與可靠。

2）當(dāng)使用該工藝之后，該礦3#煤層開采效率從4 t/工上升至13 t/工，頂煤實際回收率可達(dá)82%左右。