大采高综采设备在较大倾角工作面开采实践.pdf

大采高综采设备在较大倾角工作面开采实践 胡长青 国投新集公司 刘庄煤矿, 安徽 颍上 236234 [摘 要 ] 大采高一次采全厚采煤法通常适用于倾角在 12 以下的工作面, 而国投新集公司刘 庄煤矿, 经过不断探索成功地将该采煤法应用于倾角 25 的工作面, 为类似条件工作面采煤法的选取 提供了借鉴。 [关键词 ] 大采高; 大倾角; 开采实践 [中图分类号 ] TD82325 4[文献标识码 ] B [文章编号 ]1006 -6225 200706-0039-02 Practice of Full-mechanized Equipment for LargeM iningHeight in LargeAngle Face [收稿日期 ] 2007- 08- 16 [作者简介 ] 胡长青 1968- , 男, 湖南常宁人, 工程师, 现任刘庄矿副总工程师。 35 50m 厚煤层开采的发展趋势是采用综采 一次采全厚。近几年来,随着大采高综采设备配套 技术的成熟, 大采高一次采全厚在我国许多矿区得 到了应用。但是该种采煤法一般适用于地质构造简 单, 煤层倾角小于 12 和顶板较稳定的煤层。 国投新集公司刘庄煤矿 13- 1煤层首采工作面 平均倾角 25 ,采用大采高综采设备对最大煤厚 45m,平均煤厚 421m煤层实施整层一次性开采, 取得了很好的效果。 113- 1煤层首采面开采条件 该面位于第 1水平, 第 2采区,为刘庄煤矿第 1个开采工作面。工作面开采煤层为 13- 1煤层, 井 下标高 - 7430 - 6480 m。 该面煤层赋存稳定,总体为一单斜构造,走向 上略有起伏, 煤厚变化较小。工作面平均可采走向 长 16227m, 平均倾斜长 2435m;煤层厚度为 24 45m, 平均 421m;煤层平均倾角 25 。全工作 面两巷和切眼实际揭露断层 13条, 落差均在 15m 左右,且多集中分布于工作面的东翼边缘, 对工作 面开采影响较小。 基本顶为粉砂岩、细砂岩、砂质泥岩,厚度 1133m; 直接顶为泥岩,厚度为 834m;直接底 为炭质、砂质泥岩,厚度为 22m; 老底为粉砂岩, 厚度为 50m。 工作面风、机两巷均沿顶板掘进。风巷为拱型 断面,宽 高为 46m 38m, 净断面 152m 2, 采 用锚网支护; 机巷为拱型断面,宽 高为 50m 40m,净断面 173m 2, 大部分采用 U型钢架棚支 护、部分采用锚网支护。 主要设备配备有 SL500型采煤机,ZZ10000/ 22/45型液压支架,SGZ1000/1710型交叉侧卸式 刮板输送机,SZZ1000/315型转载机,PLM3500型 破碎机,DSJ -1400型胶带输送机,BRW400/315A 型乳化液泵 3泵 2箱 ,KPB315/16A 型喷雾泵 2泵 1箱 ,PROMOS自动化系统,PM 31电液控 制系统。实行远距离供电、供液。 2 工作面采煤方法与回采工艺 该工作面选用单一走向长壁、区内后退式综合 机械化采煤法, 沿煤层顶板, 一次采全高。工艺流 程为 割煤 进刀方式 推溜 装煤 移架。 进刀方式 对大采高、较大倾角综采面, 为克 服采煤机重力分力引起的设备下滑和保证良好的过 煤效果,选用机尾斜切进刀、下行割煤的进刀与割 煤方式。实践证明, 在大采高、倾角较大的工作面 选用机尾的进刀方式,不但可提高采煤机的割煤速 度和割煤效率, 而且在采煤机上行扫底煤时, 可加 大运行速度,提高工时利用率。 推输送机方式 支架的 PM31电液控制系统可 实现 3种推溜方式,该工作面根据其地质条件及工 人操作熟练程度,选用成组自动推溜,每组 6架。 移架方式 支架的 PM31电液控制系统可实现 4种移架方式, 该工作面根据其地质条件及工人的 操作熟练程度, 选用双向邻架控制, 每次移 1架。 3 几个关键问题的分析与处理方法 31 片帮问题 由于该工作面走向上有起伏, 开采以来经历仰 采和俯采,仰、俯采幅度达 5 。从工作面的开采 39 第 12卷 第 6期总第 79期 2007年 12月 煤 矿 开 采 CoalM ining Technology Vo112 No 6 SeriesNo79 Dece mber 2007 实际发现,工作面煤壁片帮发生具有以下规律 工 作面来压期间易片帮; 仰采时比俯采时易片帮; 工 作面上部特别是接近机尾处 比中部和下部易 片帮;支架状态不好和初撑力小处易片帮; 正断层 交面处易片帮;煤层增厚、坡度增大处易片帮等。 基于以上分析,防止工作面煤壁片帮可以采取 以下措施 1 加强来压预测、预报,加快工作面来压 时的推进,以减轻矿压对煤壁的影响; 2 工作面尽可能设计成 3 5 的俯采; 3 严格工作面工程质量管理,确保支架具 有良好的支撑状态和足够的初撑力; 4 尽可能减少调伪斜开采幅度,使下巷超 前上巷的量尽可能少; 5 减少顶板暴露的时间,在采煤机割煤后 及时伸出支架的伸缩梁和护帮板。在工作面煤壁出 现片帮时,要迅速带压、超前拉架。 32 设备的防倒防滑问题 引起设备下滑的主要原因是综采工作面设备自 重沿工作面底板真倾斜方向产生下滑分力, 在下滑 分力的作用下,每进行一个循环将使设备沿倾斜方 向产生微小的下滑。大采高综采设备因其外形尺寸 大、重心高、重量大, 其稳定性差,特别是在大倾 角条件下使用,极易产生歪倒、下滑。 为防止设备倾倒、 下滑, 主要采取以下措施 1 实行伪斜开采,在大采高、大倾角工作 面, 合理确定工作面的伪斜距离是关键; 2 调正支架稍往工作面上方斜,利用支架 与输送机相互制约关系达到防滑目的; 3 采用机尾斜切进刀方式,即采煤机向下 割煤,往上空刀的办法来减少设备的下滑分力; 4 对支架侧护千斤顶增设截止阀,利用支 架的侧护板来调整支架; 5 严格拉架顺序和操作方法,正常情况下 均采用带压由下向上逐次移架。 33 超前压力及两巷支护问题 通过在工作面和两巷设点观察发现, 该工作面 矿压显现具有以下特点 1 周期来压步距 21m 左右,来压时支架的 工作阻力是平常的 131倍, 支架最大承压 35 MPa ; 2 支架的工作阻力在工作面的上部比中部 和下部大, 煤壁片帮的次数也多; 3 两巷的压力显现比工作面强; 4 采动压力影响范围机巷 0 30m, 以 5 15m段影响最大, 支柱的最大承压 37MPa 。风巷 0 50m,以距工作面 10m范围影响最大。由于超前 压力的影响,两巷顶板下沉、鼓底鼓帮严重, 特别 是在 U型钢棚支护段。 为保证两巷安全及足够的断面, 主要采取了以 下措施 1 超前工作面 200m, 采用在 U型棚的棚档 之间打锚索,每隔两棚施工 2根锚索,上下肩窝各 1根,对巷道提前进行加固; 2 根据矿压的超前影响范围调整两巷超前 支护的长度和强度, 机巷的长度增至 30m,风巷增 至 50m, 所有超前铰接梁托棚都采用一梁两柱; 3 机巷在 U 型棚支护段,替棚后巷道两帮 鼓帮严重, 造成替棚木梁挤断,对此每班安排专人 挑肩窝,进行松帮; 4 当超前支护段的压力特别大,支护用的 木梁在失去支护能力时, 及时在失效的木梁侧套工 字钢梁; 5 风巷卧底时可在巷道中铺设小链板机向 工作面运卧底煤,降低工人劳动强度和提高工效。 4 结束语 刘庄煤矿 13- 1煤层首采工作面成功开采,充 分证明大采高综采可以适用于倾角达 25的煤层, 大采高一次采全厚采煤法适用条件可进一步拓宽。 [责任编辑 邹正立 ] 上接 85页 约 166 MPa ; 有安全阀时中缸最大压力一般不会超过 2倍中 心载荷 140 MPa。 43 密封组件最大受力 由以上计算可得, 密封圈和挡圈受力最恶劣状 态, 在 2倍中心载荷时。导向环的受力在偏心加载 时受力最大弯矩最大 。 5 结束语 密封和密封可靠性研究是一个永恒的课题,随 着对其要求的提高和技术进步,研究方法、手段都 会有所变化和提高。本文仅仅从工作过程中遇到的 问题和处理并得到验证的方法在此简单介绍, 仅供 同行参考以便共同研究。对密封和密封可靠性的研 究目前还不完善,需要多方面进一步深入探讨、试 验、分析和研究。[责任编辑 邹正立 ] 40 总第 79期煤 矿 开 采2007年第 6期