宏远煤矿急倾斜厚煤层液压柔掩支架应用技术 -.pdf

第4 6 卷 第9 期 2 0 1 4 年 第9 期 煤炭工程 C0AL ENGI NEERI NG Vo 1 ． 4 6， No ． 9 No ． 9，2 01 4 do i 1 0．1 l 7 9 9 ／c e 2 01 40 9 0 2 2 宏远煤矿急倾斜厚煤层液 压柔掩支架应 用技术 谢德瑜 ，董华斌。 ，赵博生 ，姜俊 山 1 ．冀中能源峰峰集团有限公司，河北 邯郸0 5 6 1 0 7； 2 ．中国矿业大学 北京资源与安全工程学院，北京1 0 0 0 8 3 ； 3 ．新疆拜城县峰峰煤焦化有限公司，新疆 阿克苏8 4 3 0 0 0 摘要 为 了解决传统 柔掩 支架支护强度低、挤 架、咬架、摞架、架斜、啃顶、扎底 等 问 题 ，根据宏远煤矿急倾斜厚煤层赋存条件 ，提 出了液压柔掩支架采煤方法，采用箱板结构及液压 系统，提 高了支架支护强度 ，降低 了工人 劳动强度 ，缩短 了工作面循环作业时间，提 高了支架放 煤机构的灵活性 ，与传统柔掩支架采煤方法相比，最大开采厚度达到 了4 ． 5 m，煤炭回采率提 高 2 0 ％ ，单产提 高了5 0 ％ ，取得 了很好的技术经济效益。 关键词 急倾斜厚煤层；柔掩支架；液压柔掩 支架 中图分类号 T D 8 2 3 ． 2 1 3 文献标识码 A 文章编号1 6 7 1 0 9 5 9 2 0 1 4 0 9 - 0 0 6 4 - 0 3 Ap p l i c a t i o n Te c h n o l o g y o f Hy d r a u l i c P o we r e d F l e x i b l e S h i e l d S u p p o r t i n St e e p I nc l i n e d Tl I i c k S e a m o f Ho n gy ua n M i n e XI E D ey u ，D ONG Hu ab i n ，Z HAO B os h e n g ，J I ANG J u ns h a n 1 ． J i z h o n g E n e r g y F e n g f e n g G r o u p C o r p o r a t i o n L i m i t e d ，H a n d a n 0 5 6 1 0 7 ，C h i n a ； 2 ． S c h o o l o f E n e r gy，C h i n a U n i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d T e c h n o l o gy B e ij i n g ，B e r i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ； 3 ． Xi n j i a n g B Mc h e n g F e n g f e n g C o a l C o k i n g C o m p a n y L i mi t e d，Ak s u 8 4 3 0 0 0 ，C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o s o l v e a l o w s u p p o r t s t r e n g t h， s u p p o rts e x t r u d e d， s u p p o rts b i t t e n， s u p po rt o v e fl i e d ， s u p p o rt i n c l i n e d，r o o f c u t t i n g ，fl oo r d i n t i n g a n d o t h e r p r o b l e ms e x i s t e d i n t h e c o n v e n t i o n a l fl e x i b l e s h i e l d s u p po rt， b a s e d o n t h e d e p o s i t i o n c o n d i t i o n s o f t h e s t e e p i n c l i n e d s e a m i n Ho n g y u a n Mi n e ， a c o a l mi n i n g me t h o d wi t h h y d r a u l i c p o we r e d fl e x i b l e s h i e l d s u p po rt s wa s p r o v i d e d ． Wi t h a b o xb o a r d s t ruc t u r e a n d h y d r a u l i c s y s t e m，t h e s u p p o r t s t r e n g t h o f t h e p o w e r e d s u p p o rt w a s i mp r o v e d， a mi n e r l a b o r i n t e n s i t y wa s r e d u c e d， c i r c u l a t i o n o p e r a t i o n t i me o f t h e c o a l mi n i n g f a c e w a s r e d u c e d a n d fl e x i b i l i t y o f t h e c o a l c a v i n g me c h an i s m i n t h e p o w e r e d s u p p o rt w a s i mp r o v e d ． I n c o mp a r i s o n w i t h t h e c o al mi n i n g me tho d w i t h t h e c o n v e n t i o n a l fl e x i b l e s h i e l d s u p p o rt， a ma x mi n i n g h e i g h t wa s 4 ． 5 m ，the c o al mi n i n g r a t e w a s i mp r o v e d Y 1 2 0 ％a n d a c o a l p r od u c t i o n o f s i n g l e c o al mi n i n g f a c e wa s i mp r o v e d b y 5 0 ％ wi t h a g o o d t e c h n i c al a n d e c o n o mi c b e n e fi t s ． Ke y wo r d s s t e e p i n c l i n e d t h i c k s e a m； fl e x i b l e s h i e l d s u p p o rt； h y dra u l i c p o we r e d fl e x i b l e s h i e l d s u p po rt 目前 ，以柔掩 支架 为主要 支护设 备 的伪倾斜 柔掩 支架 采煤方法是我国大倾角、急倾斜厚煤层的主要开采方法之 一 ，该方法具有生产系统简单、支护安全、工人劳动强度 低、瓦斯易管理、产量高、效率高等明显优点 ，在急倾斜 煤层开采中大量应用。柔掩支架开采实践过程中发现，传 统的钢丝绳柔掩支架具有支护强度低、支架易扎底、调架 困难等缺点 ，易造成支架挤架、摞架、架斜等现象 ，给工 作面安全生产带来隐患” I 3 J 。论文针对宏远煤矿急倾斜厚 煤层 B ， 煤层，研究了急倾斜厚煤层液压柔掩支架结构特征 及应用技术 。 1 工 程概 况 宏远煤矿位于拜城县以西 4 6 k m的天山南麓山前丘陵 区，井田东西长 3 ． 6 5 k m，南北宽 0 ． 4 k m，可采煤层两层 B 。 煤层厚度 4 ． 2 2～8 ． 6 9 m，平均厚度 6 ． 5 1 m，煤层倾角为 4 5 。 ～5 5 。 ，平均 5 1 。 ；C 2 煤层厚 度 0 ． 5 7～ 3 ． 1 5 m，平均厚度 2 ． 1 4 m，煤层倾角5 0 。 ～ 6 0 。 。 首采工作面位于宏远煤矿二采区东翼，工作面走向长 收稿 日期 2 0 1 3 0 81 9 作者简介谢德瑜 1 9 6 5一 ，男，河北沧州人，在读博士，现任冀中能源峰峰集团有限公司副总经理，主要从事煤矿 生产技术 管理 工作 ，Em a i l 8 0 4 5 5 1 4 1 q q ． e o m。 引用格式谢德瑜，董华斌，等．宏远煤矿急倾斜厚煤层液压柔掩支架应用技术 [ J ] ．煤炭工程，2 0 1 4 ，4 6 9 6 4 6 6 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 煤炭工程 2 0 1 4年第9期 度 或高度 4～8 m；相邻漏煤眼中心距 4～6 m；工作面下 端部保留两个漏煤眼，一个漏煤眼负责溜煤，另一个负责 行人和拆架。工作面支架沿法线安装；上端头及时补充支 架伸入上巷 ，从过渡段弧顶起不少于8 m，下端头支架要保 证 维护两个漏煤眼 以上 。 工作 面煤炭运出后 ，柔掩支架下 落 ，调整好支 架状态 。 工作面所有支架全部下落到位后完成一个循环。顶板管理 采用自然垮落法，上端头距回风巷通风眼 5 m时停采。 4 液压柔掩支架支护效果分析 宏远煤矿 B 。 煤层采用液压柔掩支架进行工作面开采 ， 取得了很好的技术、经济效果 ，与传统柔掩支架相 比具有 如下优势 1 由于支架尾梁采 用液 压 系统 ，尾梁 能够 随 时收起 ， 有利于支架上部煤炭顺利放出。液压柔掩型支架跨度大， 最大开采厚度达到了4 ． 5 m，比传统 2 ． 4 m柔掩支架煤炭回 采率提高 2 0 ％。 2 Z R Y 3 6 ／ 4 5 L液 压柔掩 支架采用 高强度 Q 3 4 5板、 Q 4 6 0板箱体结构，同时使用了三环链作为架间连接，在架 间设置了限位板 ，杜绝了挤架、咬架、摞架现象，有效地 改善了工作面生产作业环境。 3 支架采用液压系统，在遇有特殊地质构造时利用支 架 自身液压系统可以随时调架，遇有支架啃顶、扎底现象 能够很容易使支架实现落架。 4 每个支架都有两个球形柱窝与双向球形柱头，单体 支柱通过销轴连接，大大降低了工人在工作面搬运、支设 单体立柱的劳动强度，也解决了安设支柱防倒绳的麻烦 ， 做到 了既安全又省力 。 5 工作 面 支护 空 间大 ，减 少 了长距 离 工作 面 爆破 次 数，缩短了工作面循环作业时间，提高了工作面推进速度 ， 上接 第 6 3页 5 ． 2工 业性试 验情 况 鄂庄煤矿二采区 2 4 0 3东面煤厚 2 ． 1 m，采用原生矸石 普采充填 ，通 过地表 岩移 观测 ，最 大下沉 值为 1 2 6 m m，地 表建筑物未见斑裂情况，地表下沉近似为均匀下沉，由此 引起的地表水平变形、倾斜和曲率极小 ，因而地表岩层移 动对建筑物影响较小 ，对地面建筑物起到保护作用。 5 ． 3 适用条件 原生矸石普采是新矿集团具早应用的充填开采工艺， 由于该工艺充填工艺系统简单，装备投入少，具有投入少， 机动灵活的优点，广泛适用于对充实度要求不高的中等稳 定 以上顶 板的采煤工作面。 6结语 新矿集团结合 自身条件，研究和探索 出适用于多种采 场条件、多种采煤工艺的五种充填开采工艺，解决了 “ 三 下一上” 压煤问题 ，延 长 了资源型 矿 区的服务 年 限，同时 6 6 与传统柔掩支架工作面相比，单产提高了约 5 0 ％。 6 柔性 掩护液压 支架在 宏远煤 矿 1 6 2 1一1 6 6 0 m回 采工作面的成功应用 ，为解决急倾斜厚煤层采煤提供了新 思路，为类似煤层条件使用柔性掩护液压支架积累了经验。 5结语 液压柔掩支架主要适用于急倾斜煤层，解决 了传统柔 掩支架支护强 度低 、挤 架、咬架 、摞架 、架斜 、啃顶 、扎 底等问题，采用液压系统，有利于支架弦长 的调整，更好 的适应煤层厚度变化 ，有助于维持柔掩支架稳定状态。液 压柔掩支架采煤方法降低了工作面落煤、装煤、运煤、支 护及移架循环时间 ，有利于上部煤炭的冒落放 出，与传统 柔掩支架采煤法相 比煤炭 回采率提高 2 0 ％，单产提 高了 5 0 ％，降低了工作面工人劳动强度，有助于实现急倾斜煤 层工作面安全高效开采。 参考文献 [ 1 ] 汪孝生 ，刘春平 ．柔 性掩护 支架采煤工 艺开切 收作 系统 的改进 [ J ] ．淮南职业技术学 院学报 ，2 0 0 3，3 4 4 O一 41 ． [ 2] 沈杰．伪 斜柔掩 工作 面支 架受力 分 析 [ J ] ．煤炭 工程 ， 2 0 0 3 4 4 44 6 ． [ 3 ] 朱红兵．柔性掩 护支 架采 煤方法 在次 急倾 斜煤层 中的应 用 [ J ] ．煤炭技术 ，2 0 0 5，2 4 1 2 72 9 ． [ 4 ] 李栖凤．急倾斜煤层开采 [ M] ．北京煤炭工业出版社， 1 9 8 4 ． [ 5 ] 徐永圻 ．采煤学 [ M] ．徐州 中国矿业大学出版社 ，2 0 0 3 ． [ 6 ] 蒲文 龙 ，张 国华 ．大倾 角 厚煤 层 柔 掩 支架 采 煤关 键 技 术 [ J ] ．采矿 与安全工程学报 ，2 0 0 6，2 3 3 3 6 63 6 9 ． [ 7 ] 方 建 ，李 国河 ．推 行掩 护支 架采 煤 的成 果与认 识 [ J ] ． 江西煤炭科技， 2 0 0 5 3 2 1 ． 责任编辑 张宝优 、 、 8 通过充填开采 ，实现了以矸换煤 ，走出了矿山企业健康、 绿色和可持续发展的新模式。 参考文献 [ 1 ] 朱恒银 ，庞计来 ，漆学忠．矿 山充填孑 L 及尾砂矿充填 回采技 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 术的应 用与 探讨 [ J ] ． 探矿 工程 一岩 土 钻掘 工程 ，2 0 0 9， 3 6 z 1 3 5 43 5 9 ． 邓代强，高永涛，姚中亮，等．水泥 一 分级尾砂充填材料渗 透性 能研究 [ J ] ．西安 建筑科 技 大学学 报 自然科 学 版 ， 2 0 0 9，4 1 5 6 9 4 6 9 8 ． 王新民．深井矿山充填里理论与技术 精[ M] ．长沙中 南大学出版社 ，2 0 0 5 ． 周瑞林．分级尾砂胶结充填在武山铜矿的应用 [ J ] ．有色 金属 矿山部分 ，2 0 1 0，6 2 3 1 2，5 ． 高建 科．大 规模 下 向胶 结 充填 采 矿法 在金 川 镍 矿 的应 用 [ J ] ．金属矿山， 2 0 0 5 9 3 6 3 9 ， 5 9 ． 责任编辑郭继圣 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m