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刘庄煤矿高产高效综采工作面回采关键技术 曹伟巍 1, 潘永刚2, 李 帅1 （1. 国投新集能源股份有限公司 口孜东矿， 安徽 阜阳 236153；2. 国投新集能源股份有限公司， 安徽 淮南 232000 ） 摘要本文根据国投新集刘庄煤矿 121301 工作面的回采实践， 阐述了高产高效综采 工作面设计和设备选型配套的科学合理性， 介绍了通过在工作面生产过程中新技术、 新工艺 的使用， 达到了简化生产工序、 实现生产过程中的连续性、 最大限度地提高采煤机开机率的 目的， 从而实现了安全高效生产， 为其他一井一面矿井综采工作面的设备配套及组织高产提 供了参考。 关键词效率；技术；管理 中图分类号 TD822文献标志码 B文章编号 1009- 0797 （2011 ） 01- 0016- 03 刘庄煤矿 121301 综采工作面装备大采高、大功 率、 大流量、 高效率综采自动化设备， 采取各项有效措 施， 取得了良好的效果。 1工作面概况 121301 工作面倾斜长 279.2m， ，平均走向长 1426.5 m， 平均煤厚 4.2m， 倾角 16.5～21.5,平均 倾角 18。伪顶为厚度 0.20～0.67m的炭质泥岩， 直 接顶为平均厚度 7.27m的泥岩或炭质泥岩， 老顶为平 均厚度 13.48m 的厚层状砂质泥岩或厚层细砂岩、 粉 砂岩， 底板为平均厚度 2m的泥岩和砂质泥岩。 老顶来压明显， 直接顶不稳定， 回采过程中表现 为顶板极破碎。本工作面位于两条大的分区断层 F19、 F31 断层之间， 工作面内总体为一宽缓的向斜构 造。 工作面回采顺槽断面均为拱形断面，破顶施工。 轨道顺槽断面拱顶高 3.8m， 墙基宽 4.6m。 胶带顺槽轨 道顺槽断面拱顶高 4.0m， 墙基宽 5.0m。 工作面采用单一走向长壁、后退式采煤方法， 沿 煤层顶板采用综合机械化开采， 一次采全高， 全部垮 落法管理顶板。 2工作面设备配套 大功率、 大流量、 大运量、 高强度综采设备为实现 高产高效综采工作面提供坚实的保证。 121301 工作面采用 SL500 采煤机，装机功率为 1715kW， 截深 1.0m， 返空刀牵引速度达 20m， 运行可 靠。 工作面装备的 ZZ10000- 22/45 型支撑掩护式支 架， 工作阻力为 10000kN， 支架中心距为 1.75m， 配置 抬支架底脚油缸， 可有效解决底板松软支架陷底难以 拉移问题。支架采用电液控制系统， 实现了操作中双 向邻架自动伸收前梁、护帮板及自动推溜等功能， 配 合 BRW400/31.5 型大流量乳化泵，在顶板正常情况 下平均拉移速度为 12- 15s/ 架， 加快了工作面推进速 度。 工作面装备的 SGZ1000/1710 可弯刮板输送机， 装机功率 2855kW，整机长度 285m，运输能力为 2500t/h， 富余系数大， 采用阀控液力软启动调速耦合 器， 能在任何条件下重载启动， 自工作面投产以来未 发生过运输机压车现象； 与转载机联接采用交叉侧卸 式机头， 转载效率高， 卸煤高度低， 解决了端头顶板压 力大时难以保证搭接高度而带回头煤问题和端头架 高度不够而影响出煤问题。 SZZ1000/400 型转载机， 装机功率 400kW， 运输 能力 3000t/h， 与运输机头及顺槽 DSJ- 1400 皮带机尾 联为一体， 推移工作面运输机头时， 可以实现在不停 机的情况下转载机、 皮带机尾整体前移， 同时顺槽皮 带机实现了自动储带涨紧功能， 极大提高了工作面开 机率， 省去了人工拉移转载机、 缩皮带尾工序， 达到自 动化的效果。 DSJ- 1400/3450 型顺槽皮带机带宽 1.4m， 装机 功率 3450kW， 采用 CST 软启动， 实现自动监测监 控， 自动张紧， 能保证重载顺利启动。 3回采关键技术 3.1优化工作面系统设计，为工作面快速推进创造 条件 工作面胶带顺槽皮带机与采区集运皮带直接搭 接运煤进入采区煤仓， 简化了出煤系统， 解决了满眼 造成的工作面三机频繁启动问题， 采区煤仓设计容量 为 2500t， 提高了生产系统的可靠性， 为工作面连续生 产创造了条件。 回采顺槽设计为拱形断面锚网索支护， 顶板压力 大处加补锚索吊梁， 一方面拱形断面巷道有效控制两 巷压力， 减少超前段内人工卧底、 开帮量， 另一方面相 对 U 型棚支护，省去了在生产过程中需回撤三角煤 处的背帮单体这一道工序。 煤矿现代化2011 年第 1 期总第 100 期 16 采用远距离供电、 供液， 为安全快速拉移专列创 造条件。 采用远距离供电就是将移动变电站固定在胶 带顺槽中部一硐室内， 通过控制台组合开关向工作面 设备供电， 工作面整个回采过程中仅需拉移动变电站 一次。采用远距离供液， 就是将泵站及其配电设备集 中放至一硐室， 采用高压钢管向工作面供液。控制台 向工作面方向的供液管路及供电的电缆在单轨吊上 随工作面推进同时拉移。 工作面每推进 120m左右掐 一次供液管路，减少了回撤管路次数及对乳化液浪 费。采用远距离供电、供液后的专列，仅有一台 KE3004 组合开关、 一个集中控制室和电缆车， 总重 量不超过 15t， 相对原来重为 60t 以上的专列情况， 极 大地减少工作面专列长度及重量， 加快了拉移控制台 的速度，提高了拉移的安全性，原来拉移一次需要 56 个小时， 现在仅需要 1 个小时左右。 3.2积极使用新技术装备， 进行设备改造， 提高操作 安全性及快捷性 3.2.1工作面轨道顺槽采用 ZT24400/19/28 型超 前支护液压支架 ZT24400/19/28 型超前支护液压支架安装于切 眼向外 20m内的轨道顺槽两侧， 相对于原来的单体、 木料配合金属顶梁进行的超前支护， 工作阻力提高了 近 1/3， 有效地控制了顶板下沉， 省去了原有支护形式 下的架棚及频繁改打、 回撤单体支柱等工作， 大大降 低了工人的劳动强度， 保证了人身安全。同时为工作 面快速推进创造了条件， 并较原来架棚、 运料、 回撤单 体支护圆班可节约施工人员 10 人, 万吨节约木料 1500 元。 3.2.2交叉侧卸式运输机头机尾改造 针对工作面运输机与转载机之间为硬联接， 转载 机始终与运输机头保持夹角为 90， 无法偏转， 导致 运输机与转载机连接耳座频繁开焊， 无法保证正常生 产。经过现场改造， 将机尾 1.75m的长溜槽更换成更 容易调节弯曲度的 1m 短溜槽，加大转载机的偏转 角， 完善了运输机与转载机交叉侧卸搭接方式， 保证 了生产的需要， 创造了数十万元的经济价值。 针对 SL500 艾克夫采煤机滚筒割不透上运输机 尾， 将运输机尾煤壁侧机尾大轴挡板更换， 将伸缩油 缸后的筯板进行改造,并另外加设一节销排， 解决了 上出口压力大时运输机尾推移前需停机在三角煤处 人工卧底的问题， 既安全又能保持工作面生产的连续 性。 3.2.3工作面胶带顺槽加设除铁器， 减少工作面停机 时间 胶带顺槽皮带机带面上方安装的除铁器投入使 用后， 省去了停机人工捡锚杆、 锚网等铁器的工序， 减 少了采区煤仓上口蓬眼问题， 为工作面连续生产创造 条件。 3.2.4两顺槽的的运输采用无极绳绞车 为了保证两顺槽超前及工作面物料的安全快速 打运， 在两顺槽同时安装无极绳绞车， 相对原来的多 部绞车对拉情况， 一方面减少了打运人员投入， 可以 在巷道内任何地点随时停车， 省去了摘、 挂勾头等不 安全流程环节， 安全程度大幅提高； 另一方面节省了 打运时间， 原 1400m巷道内打运一勾 （4 车 ） 物料最低 需要 1h， 现在仅需 13min。 根据生产情况， 原打料班作 业人员需 12 人，而现在仅需要 5 人即可完成两顺槽 的物料供应及回撤升井任务。 3.3严格控制工程质量， 强化设备检修， 精心培养人 才队伍 工作面要做到持续安全高产， 工程质量控制是关 键。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， 同时工作面顶、 底板为泥岩， 顶板极 易破碎， 支架易陷底， 特别是在大倾角条件下使用， 极 易产生歪倒、 下滑。 采煤机司机严控采高及货量， 支架 工严格支架良好支撑状态及推溜顺序是生产组织管 理中的重要内容。 采煤机司机及支架工操作上稍不注 意， 就极可能发生因超高而造成倒架、 冒顶事故， 处理 时， 轻则几班， 重则半月。拉架及推溜顺序稍不控制， 将造成运输机上窜下滑，从而造成两顺槽开帮现象。 针对这些情况， 在管理中， 严格验收考核制度， 要求验 收人员每班量收工作面采高、支架初撑力、倾角、 偏 差、 调斜情况。将工程质量分作为小班割煤评分的重 要组成部分， 真正做到制度对事不对人， 强化执行力， 不按要求施工的， 发现一起处理一起， 逐渐让职工在 操作上养成一个良好的习惯。同时为防止设备的倾 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。 该工作面倾角为 20时伪斜距离按 15m控制， 倾角为 15时按 8m控制， 效果良好；（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， 从而达到防滑的目的；（4 ） 增大支架前后侧护油缸的 缸径， 对支架侧护油缸增设截止阀， 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。 4安全经济效益分析 121301 工作面在回采过程中实现月产原煤 70 万 t 以上，原煤日产最高 30600t，小班最高班产 16500t； 工作面回采实践表明， 工作面完全具有月产 70 万 t 的能力。与矿区其它综采设备比较， 月产可以 提高 40 万 t， 月增加直接经济效益 8 千万元以上， 经 济效益十分明显， 为刘庄煤矿简化开拓部署， 达到年 产 800 万 t 的生产能力奠定了基础。 煤矿现代化2011 年第 1 期总第 100 期 17 软岩巷道支护围岩控制技术 崔建井, 方体利, 陈立新, 刘 宁 （中煤 71 处，安徽 宿州 234000 ） 摘要文章介绍软岩巷道破坏原因及支护机理分析， 通过锚网喷索注联合支护技术， 提高软岩支护效果， 保证巷道稳定。 关键词软岩巷道；支护机理分析; 联合支护 中图分类号TD32文献标志码 B文章编号 1009- 0797 （2011 ） 01- 0018- 03 1概况 1.1工程概况 榆树井煤矿位于内蒙古自治区， 鄂前旗境内。榆 树井矿设计生产能力 3Mt/a， 采用立井开拓方式， 主井 井筒净直径 5m， 井筒全深 365m。回风石门揭露的岩 石条件较差。施工 500 多米巷道， 出现 4 次冒顶， 顶、 底板不同程度地出现淋水， 岩石遇水泥化。施工巷道 出现不同程度的变形、 开裂、 底鼓等现象。其中， 回风 石门部分断面施工 2～3 个月后，顶底板及两帮最大 变形量达 1030 mm，给以后巷道维护维修带来难度， 并导致生产成本的增加。 1.2地质概况 根据榆树井矿区水文工程地质条件， 侏罗系地层 垂直应力为 8.28.25MPa，第一应力为水平应力， 大 小为 15.6816.12 MPa， 方位角 81.684.3， 近于东西方向； 岩石主 要岩性为砂岩、 泥岩、 煤， 多为泥质胶结 （遇水泥化、 遇 风坍塌 ） ，单轴抗压强度；砂岩 13.9118.19MPa， 泥 岩 10.7812.8MPa， 煤 3.085.3MPa， 岩石主要矿物 成份为石英、 伊利石、 地开石及少量蒙脱石， 其中伊利 石、 地开石、 蒙脱石为遇水膨胀岩石。 2巷道变形特点及原因分析 2.1变形破坏特点 （1 ） 因为锚杆支护参数同围岩不匹配， 难以及时 形成有效的耦合支护； 同时支架后存在较严重的空顶 和空帮现象， 支架受力性能较差， 相对地降低了巷道 支护结构的承载能力，影响了巷道的整体稳定性， 造 成支架出现偏转、 折曲、 扭曲、 形成尖顶等各种变形破 煤矿现代化2011 年第 1 期总第 100 期 序号项 目单 位指 标备 注 1工作面走向长m1426.5平均可采走向长 2工作面倾斜长m279.2净煤壁 3可采储量万 t251.7 4循环产量t1852 5日产量t22233 6正规循环率96.7 7月产量万 t64.5按 30 天计算 8回采工效t/ 工143.3 Key recovery technology for full mechanized mining face with high output and high efficiency at Liu Zhuang Coal Mine CaoWeiwei1Pan Yonggang2 Li Shuai1 （1. Kou Zi Eastern Coal Mine, SDICXinji EnergyCo.,ltd.Fuyang, Anhei 236153 2. Production Division, SDICXinji EnergyCo.,ltd. Huai Nan, Fuyang, 232000 ） Abstract Based on the recovery practices on 121301 working face at Liu Zhuang Coal Mine of SDIC Xinji Energy Co.,ltd., this paper presents the scientific rationality of high output and high efficiency face design, and associated equipment selection. In this paper, newtech- nology and processes used during the face production process are described to attain the goal of simplified production, continuous production process, and maximum enhanced usage rate of miners. As a result safety and high efficiency production are achieved and the newtechnology can be taken as a reference for equipment association and high output in fullymechanized face at other coal mine with one face. Keywords efficiencytechnologymanagement 表 1121301 工作面主要经济指标 参考文献 [1]李辰龙． “三软”厚煤层大采高高产高效综合技 术[J]. 安徽科技,2007,12 [2]吴清法,袁磊,赵立柱. 高产高效综采设备配套技 术的应用与推广[J]．煤,2008,178 [3]贾维志, 徐伟. 大倾角大采高综采工作面高产高 效实践 [J]． 安徽建筑工业学院学报自然科学版, 2008,183 作者简介 曹伟巍 （1987-） ， 男， 安徽阜南人， 助理工程师， 2006 年毕业于昆明理工大学采矿工程专业，现在口 孜东矿从事技术管理工作。 （收稿日期 2010- 11- 18 ） 18