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全自动化刨煤机在工作面劈帮收尾中的应用 王大志 铁法煤业集团 生产技术部， 辽宁 调兵山 112700 摘要 如何优化刨煤工作面收尾作业过程中的铺网、 劈帮工艺， 合理组织生产， 为回撤设备创造 安全的作业空间， 是充分发挥刨煤机工作面在薄煤层高效开采的关键问题。 关键词 刨煤机; 收尾劈帮; 优化技术;薄煤层 中图分类号 TD823． 25 1 文献标志码 B文章编号 1003 －496X 2013 01 －0137 －03 Application of Fully Automatic Plow in Rib － enlarging and End － mining Technique of Mining Face WANG Da － zhi Production Technology Department of Tiefa Coal Industry Group，Diaobingshan 112700，China Abstract How to optimize the steel net laying and rib － enlarging technique， to organize production reasonably and to create safe and e- nough space for equipment withdrawing is the key problem for the face coal plow to give full play in thin seam efficient mining． Key words plow;rib － enlarging and end － mining;optimize technique; thin coal seam 目前， 薄煤层综合机械化开采所占的比重越来 越大， 但是， 薄煤层刨煤工作面在收尾阶段， 特别是 复合层顶板， 顶板管理难度大， 作业空间小、 工艺环 节复杂、 铺网劈帮等作业环节操作难度大， 人员劳动 强度大、 工期长， 效率低， 安全没有保证。薄煤层刨 煤机工作面收尾作业一直是刨煤工作面安全、 高效 回采的制约瓶颈。 1工作面概况 铁煤集团晓明矿 N2416 工作面于 2011 年 10 月 17 日试刀开采， 12 月 5 日进入收尾阶段。此时工作 面有 2 条断层 1 条落差 2． 8 m， 在 10支架处; 1 条 落差 1． 0 m， 在 64支架处， 岩性以灰色粉砂岩为主， 坚硬难刨， 需打眼放炮， 对工作面影响较大。工作面 顶板淋水， 顶板裂隙发育。回采期间采用托伪顶开 采工艺， 充分利用煤层粘顶的特点， 化缺点为优点， 留 30 ～50 mm 煤顶， 保护顶板。工作面日推进平均 8 m， 克服了在 N2419 工作面回采时掉顶事故的发 生。工作面推进距采止线 10 m 时， 顶板基本完整， 只有 84支架处伪顶脱落 500 mm 高， 对收尾铺网稍 有影响。工作面设备 刨煤机 BH38/2 400、 输送机 SGZ880/800、 ZY520008/18D 掩护式支架 99 组。 2工作面收尾工艺 2． 1薄煤层刨煤机工作面劈帮工艺 目前， 铁法矿区使用过的薄煤层刨煤机劈帮工 艺有 3 种。 1 人工劈帮。即采用人工打眼放炮劈帮， 人工 攉货、 锚顶、 锚帮。适用条件 顶板破碎 局部有掉 顶 ; 工作面煤层较薄、 破岩量较大， 岩石厚度在 700 mm 以上， 且坚硬; 构造较多; 工作面较短 150 m 以 下 ， 倾角较大 17以上 ， 综掘机难以发挥效率的。 优点 适应性强。缺点 劳动强度大、 效率低、 工期 长; 放炮作业安全风险高， 且易诱发工作面劈帮期间 “二次来压” ， 造成压死架。在 N2419 工作面使用， 目前较少使用。 2 综掘机劈帮。即人工放炮劈帮开缺口约 30 m， 安装综掘机， 使用综掘机掘进劈帮， 人工锚顶、 锚 帮， 目前普遍采用。适用条件 工作面较长; 岩石较 厚地质条件较复杂; 顶板较差。优点 适应性较强， 一次劈帮达到回撤高度， 不需二次拉底; 安全性较 高。缺点 人工开缺口约 30 m， 增加了综掘机安、 拆 工序， 费用高; 工作面较短则效率明显降低。 3 刨煤机劈帮。即采用人工推溜， 刨煤机刨煤 劈帮， 人工锚顶方法。属于新工艺， 目前使用较少。 适用条件 顶板中等以上， 压力不明显; 地质构造较 简单， 岩石厚度不超过 700 mm 且硬度普氏系数不 大于 5 以上 经过 N2416 工作面实践， 只要合理组 织， 采取适当的顶板管理措施， 对顶板较差， 地质条 件较复杂的工作面依然适用 。优点 无需增加设 备， 施工连续性较强， 工期短， 劳动强度低， 效率高。 缺点 增加了刨煤机的磨损; 一般情况需二次拉底; 731 应用实践 2013 －01 一次劈帮的高度较矮， 锚顶作业相对难度大。 2． 2N2416 工作面收尾劈帮工艺选择 基于以上劈帮工艺的分析及 N2416 工作面收尾 时的工作面地质情况和晓明矿当时施工队伍紧张的 实际情况， 决定采用刨煤机劈帮。工作面收尾技术 要求及支护技术参数如下。 1 开帮净尺寸。宽度3． 3 m， 中高2． 0 m。采用 锚网与锚索支护， 顶锚杆间距 1． 5 m， 排距 0． 75 m。 锚索沿开帮巷道中心交替布置， 间距为 3． 0 m， 排距 为 1． 5 m。 2 顶网铺设长度 9． 6 m， 铺设单层菱形网， 菱形 网规格 1 000 mm 10 000 mm。在支架顶梁上、 金 属网下铺设 5 道钢丝绳， 钢丝绳直径在 18． 5 ～ 22． 5 mm 之间。 3 工作面运、 回顺支架 不包括端头支架 各 5 组， 顶梁上铺设 3 道钢梁。 4 工作面运顺、 回顺抹角为 3． 5 m 3． 5 m， 采 用锚网与锚索支护。 5 工作面机头、 机尾抹角处顶板补打锚索梁加 强支护。锚索采用 22． 0 mm， 长度 5 m， 药卷 CK2360 1。帮、 顶锚杆使用 22 mm 1 800 mm ， 药卷 CK2360 1。 刨煤机铺网、 劈帮时工作面采高控制在 1． 65 m， 刨头需更换高块， 使刨头高度满足施工需要。 2． 3刨煤工作面收尾工艺流程 工作面距采止线 10 m 铺网 铺钢丝绳 5 道→ 支架梁端距采止线 3． 3 m 支架到位， 开始劈帮→自 动推刮板输送机推进 0． 6 m 加上 0． 60 m 梁端距实 现劈帮为 1． 2 m→锚顶 锚、 网、 索联合支护， 1 次 锚 2 排， 分 4 茬作业→摘支架连接头、 回撤 PM4 电 控系统、 安装单体→人工单体推刮板输送机、 刨煤机 刨煤、 逐排锚顶→劈帮到位锚帮→人工放炮拉底 400 mm 中高 2． 0 m 。 采用刨煤机劈帮， 简化了收尾劈帮工艺， 仅用了 11 d 完成了收尾工作， 创造了刨煤工作面收尾作业 的记录。 3刨煤机劈帮存在问题及处理 3． 1铺网难问题及处理办法 因采高矮、 作业空间小， 引网、 联网困难， 刨煤机 采煤机 易刮网， 铺网难是矮综采工作面、 刨煤机 工作面普遍存在的难题。 经过对工作面设备配套参数的分析， 得出刨煤 支架梁端距大 0． 6 m， 刨体骑导轨的部分距梁端 0． 3 m， 只要网在梁端出漏不超过 200 mm， 则可以避免 刮网的问题， 同时免去收网的工序。铺网工艺 刨煤 － 联网 － 拉架， 采用1． 0 m 或0． 8 m 网， 同时控制好 循环进尺， 以网在梁端出露的长度为准， 采用小循环 刨煤、 拉架的方法铺网。 铺引网时， 在复合层顶板下， 传统的引网方法， 降架铺网， 1 次降架 3 ～5 组， 空顶面积大， 往往会发 生顶板掉块， 引网困难且经常会发生引网脱落， 进度 不一致的现象， 安全风险大。采用间隔拉架引网法， 即， 每隔 3 ～4 组拉超前架， 将引网托住， 然后依次顺 序拉架， 网自动铺到支架上的方法。减少了空顶面 积， 降低了安全风险。 铺网时采用 3 个小组流水作业， 第 1 组展网 2 人; 第 2 组联网 联引绳 5 ～8 人; 第 3 组引网上架、 拉架 6 人， 每组要保证一定安全距离。大大加快了 铺网的速度。 另外， 采用每隔 5 组支架在梁端架间打短锚杆 固网方法， 保证引网同时到位， 防止掉块造成顶网脱 落现象。 3． 2推刮板输送机难的问题及处理办法 刨煤机劈帮， 支架摘掉连接头后， 无法自动推 溜， 人工使用单体推刮板输送机每次 30 ～40 mm， 操 作频繁、 进度难掌握， 人员劳动强度大， 分散作业无 法进行推刮板输送机。采用了串联单体分段集中控 制的推刮板输送机方法， 解决了推刮板输送机难的 问题。用工作面辅助供液管路和调节控制阀及特制 三向阀， 每 4 根单体串联在一起， 每隔 1 组支架安装 1 根单体， 形成每片控制阀控制 4 根单体 8 组支架， 每组调斜阀 2 片控制8 根单体16 组支架 实践应用 每隔 2 组支架 1 根单体也可 。工作面 5 名架工操 作单体即可完成推刮板输送机作业。每根单体上做 好标尺， 确保推刮板输送机进度一致， 有效解决了推 刮板输送机难的问题。 3． 3锚顶难的问题及处理 选用 930 mm 矮腿锚杆钻机， 顶锚杆 1． 8 m， 解 决了打眼高度的问题， 矮腿钻机全高 1． 5 m， 配合加 长注眼器 300 mm， 解决了注眼高度不够的困难。 3． 4顶板控制难的问题及措施 工作面在劈帮过程中， 随着控顶面积的增大， 均 要经历 1 次顶板大面积突然来压的过程， 来压时顶 板急剧下沉 一般 100 ～300 mm ， 底鼓、 片帮严重。 是典型的收尾过程的顶板“二次来压” 。二次来压 对薄煤层收尾工作面的影响是巨大的， 增加了支护 的难度和拉底工作量。产生二次来压的原因 一是 831 第 44 卷第 1 期应用实践 拟流场测漏在煤矿水文地质勘探中的应用 苏明金， 李源 淮南矿业集团 地质勘探工程处， 安徽 淮南 232052 摘要 利用专门设计的拟流场测漏在煤矿水文地质勘探中应用的数据采集装置完成数据采集; 通过数据分析， 判断不同含水层之间是否可能存在水力联系， 并应用多种试验手段对判断结果进 行了验证; 同时针对数据分析存在的多解问题设计出新的试验数据采集方案。 关键词 拟流场测漏;煤矿水文地质勘探;水力联系;应用 中图分类号 TD326文献标志码 B 文章编号 1003 －496X 2013 01 －0139 －05 The Application of the Quasi － flowing Field Detection Leakage in Coal Hydrogeology Exploration SU Ming － jin， LI Yuan Geological Exploration Engineering Department，Huainan Mining Industry Group，Huainan 232052，China Abstract This paper completes data acquisition by using the specially designed data collectors of the quasi － flowing field detection leakage used in coal hydrogeology exploration． Based on data analysis，whether hydraulic connection exists among different aq- uifers could be judged and the results are verified by a variety of testing s． At the meantime，new data acquisition schemes for the problems of multiple solutions from data analysis are designed． Key words quasi － flowing field detection leakage ;coal hydrogeology exploration;hydraulic connection;application 拟流场测漏技术是基于研究水库或河流堤坝渗 漏探测而由中国工程院院士何继善教授提出的一种 全新的物理探测技术 ［1 ］。在湖南、 湖北、 江西、 福 建、 江苏等地的防洪大堤和病险水库管涌渗漏探测 中取得了重大实际效果， 共测出管涌入水口 100 余 个， 查明 10 余座病险水库渗漏部位， 檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵 为指挥决策提 控顶面积增加了 1 倍， 上覆直接顶重量加载平衡过 程， 二是掩护式支架对顶板支撑作用， 控顶距增大 后， 支撑点前移并于顶板有一夹角， 减弱了垂直支撑 力， 造成直接顶离层老顶回转下沉， 形成二次来压现 象。通过以上分析， 控制支架支撑力前移、 增大支撑 力是解决二次来压的关键。采取在支架顶梁与底座 之间打木点柱的方法 梁端打单体 ， 改变掩护式支 撑形式为支撑掩护式支撑顶板， 增加了支撑力， 有效 控制直接顶离层， 减弱了老顶回转下沉。 另外， 在铺网前要控制好工作面采高， 薄煤层工 作面采高对收尾的影响至关重要， 高了支架不接顶， 初撑力不足， 引发工作面冒顶; 采高低了无法进行铺 网、 锚顶等作业。通过几个工作面实践， 1． 4 m 厚煤 层， 0． 8 ～1． 8 m 支架， 工作面采高最优区间 1． 55 ～ 1． 70 m， 保证支架活柱 400 mm 以上的行程， 有效预 防压死支架。同时， 给老顶回转下沉一定的 100 mm 余量空间， 以利于上覆顶板形成新的支架 － 围 岩半拱式支撑体系。 当工作面较长且顶板破碎时， 应采用分段刨煤 劈帮的方法， 减小空顶面积， 降低二次来压对工作面 的破坏。 4结语 N2416 工作面收尾作业， 经过认真的分析、 对 比， 大胆的提出了在复杂地质条件下， 采用刨煤机劈 帮施工新工艺。经过精心组织、 优化施工程序， 顺利 的完成了收尾作业， 取得了 11 d 完成刨煤面收尾作 业的最好记录。为复杂条件下薄煤层刨煤机工作面 收尾工作积累的经验。 作者简介 王大志 1963 － ， 男， 辽宁法库人， 高级工程 师， 毕业于阜新矿业学院， 铁法煤业集团生产技术部生产处 主任工程师， 一直从事煤矿生产技术、 管理方面的工作。 收稿日期 2012 －09 －14; 责任编辑 李力欣 931 应用实践 2013 －01