同忻矿8203综放工作面调头调尾技术的研究.pdf

152017 年第 8 期 同忻矿 8203 综放工作面调头调尾技术的研究 郝建军 （大同煤矿集团公司马脊梁矿，山西 大同 037027） 摘 要 通过对同忻矿 8203 综放工作面调头、调尾技术的研究，主要解决了工作面上窜下滑而出现的前溜窜头、窜尾和 支架相互挤压的现象，保证工作面在调头、调尾的同时尽量保证 “三直两平”。 关键词 综放工作面 调整 中图分类号 TD823.9；TD528.3 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2017.08.008 Study on Tongxin mine 8203 fully mechanized caving face adjusting Technology Hao Jian-jun Datong Coal Mine Group Co., Ltd.majiliang coal mine, Datong, Shanxi, 037027 AbstractThrough the research of 8203 fully mechanized caving face turning technology, mainly solves the phenomenon that the convoy slide and the supports extrude , adjusts the convoy tail and head to ensure that the working face is three straight two flat“. Keywords fully mechanized caving face adjust 收稿日期 2017-03-27 作者简介 郝建军（1975-），男，山西大同人，助理工程师， 本科文化。 矿用刮板输送机是应用最为广泛的原煤连续运 输设备，刮板输送机作为中间过渡设备主要衔接了 工作面原煤的运输与转载机的转载功能。文献 [1] 针 对工作面刮板输送机出现上窜下滑的现象进行了受 力分析，表明造成其 “ 上窜下滑 “ 现象的原因是输 送机受力不平衡。当刮板输送机承受的合力为下滑 力时，输送机出现下滑，当其合力为向上方向的力 时，输送机则出现上窜。文献 [2] 针对综采工作面刮 板输送机、支架出现窜动状况进行了分析，表明导 致工作面设备出现窜动在于刮板输送机的运行推移 环节，采用调伪斜布置采用激光定位法可以很好地 解决此类状况。文献 [3] 从综采面的三机设备液压 支架、采煤机、输送机综合分析，认为液压支架为 三机系统的基础，若能保证液压支架站稳了，才能 拉住输送机使其不下滑保持稳定，从液压支架入手 考虑大倾角采煤工作面设备的防倒防滑措施。 1 8203 综放工作面概况 8203 综放工作面为同忻矿北二盘区首采面， 工作面为“一进二回”三巷布置，三条巷道与盘区 三条大巷呈 79 2226“，其中 2203 巷、5203 巷沿 35煤层底板布置， 8203顶抽巷沿35层顶板布置。 工作面走向长度 2231.5m，倾斜长度 200m，平均煤 层厚度 16.89m，煤层倾角 03.5，平均 1.75。 工作面采用走向长壁后退式综合机械化低位放顶煤 采煤法，Eickhoff SL-500AC 型采煤机落煤、装煤， JTAFC1050 421000268AFC 型前部刮板运输机 和 JTAFC1050 421250268AFC 型后部刮板运输 机运煤， ZF15000/27.5/42 型低位放顶煤支架支护 顶板。 2 工作面刮板输送机“上窜下滑”的危害 采煤工作面刮板输送机运行时，受到液压支架 的拉力与自身重力沿工作面倾斜方向向下的分力呈 现出不平衡状况，增加了设备的运行阻力，整体出 现向工作面两个端头方向位移，最终导致刮板输送 机堵塞采煤工作面的安全出口，影响工作面正常生 产。 2.1 易引发机械事故 工作面出现 “上窜下滑” 现象一般呈现出 “同时、 反向”状况。当前部刮板输送机出现整体下滑状况 时，在同一时间段内后部刮板输送机会出现相对上 窜的状况。当前部刮板输送机出现上窜状况时，在 同一时间内会使得后部刮板输送机出现下滑状况。 当前、后部刮板输送机“上窜下滑”现象后将会使 162017 年第 8 期 得在运输巷转载机转载搭接处出现应力集中现象， 刮板输送机底链会把原煤带入底槽，最终刮板输送 机过载，很可能导致刮板输送机断链条。 2.2 影响工作面工程质量 当工作面刮板输送机出现“上窜下滑”状况后， 若不及时采取措施将会导致煤壁大线不直、支架调 斜等问题，所以必须将工作面两端按比例调采，工 作面刮板输送机是否能够调整合理，关乎工作面工 程质量。 2.3 降低了工作面原煤开采效率 当工作面刮板输送机出现“上窜下滑”现象后， 即使能够合理调整工作面刮板输送机也会增加机械 设备维护环节，严重降低了工作面原煤开采效率。 当工作面两端按照比例调采，会导致工作面一端推 进困难，降低采煤机的开机时间，正规循环作业被 缩短，工作面割煤循环数减少 [4]。 2.4 增大井下安全生产隐患 当工作面刮板输送机出现“上窜下滑”状况后， 打破了工作面一线采煤机正常的割煤正规循环，煤 壁上方悬露顶板支护被延迟，顶板容易出现下沉， 支架受载加大，煤壁片帮率加大。 3 工作面调头、调尾技术 为了解决工作面上窜下滑而出现的前溜头窜 头、窜尾和支架相互挤压的问题，通过查阅相关资 料和根据现场实际情况决定，对 8203 面进行调头、 调尾技术的研究。以工作面设备出现窜头现象为例。 （1）调头前的准备工作机组从尾上头将头 割通，清理干净前溜头附近浮煤，将机组完成斜切 式进刀后停在 2030支架之间，将工作面所有前溜 和支架拉至一条直线后，将红外线激光所在支架提 前超拉 0.8m（一刀煤的距离），用激光架和 61支 架（61支架保持原来的位置不动）把激光线对好， 如图 1 所示。 图 1 调头前工作面示意图 （2）调头按照正常割煤的方法从头向尾前 滚筒割煤至 60支架，割煤的同时按照激光线拉支 架和推前溜， 如图2所示；机组割至60支架后停机， 超前拉激光架，对好激光；激光对好以后，机组开 机返回向头割煤至头部（如图 3 所示），此过程中 不准拉支架和推前溜，等工作面头部割通以后，机 组空刀开至 60支架开始按正常工艺割煤，机组空 刀向尾过程中，从头向尾开始拉支架和推前溜，调 头工作结束， 如图4所示。 如工作面还存在窜头现象， 重复此过程，直至工作面正常。 图 2 机组正常割煤至 60架示意图 图 3 机组从 60向头割煤过程示意图 图 4 调头完成后机组空刀到 60架开始正常割煤示意图 在此过程中，工作面头部多割了一刀煤，使工 作面前半部存在一个小角度，增加了工作面的长度， 同时从头往尾推前溜，推溜的时候使前溜缓慢的向 尾部移动，同时使支架也存在一个向尾移动过程， 完成了工作面窜头的调整工作，保证了工作面的正 常生产。由于角度很小，肉眼无法观察出来，在调 整工作面的同时也保证了工作面的三平两直，保证 了工作面的标准化工作。 4 结论 8203 综放工作面调头、调尾技术的研究，成功 地解决了上窜下滑而出现的前溜窜头、窜尾和支架 相互挤压的现象，推进 660 多米的过程中应用调头、 调尾技术 50 多次，保证了工作面的正常生产。 【参考文献】 （下转第 19 页） 192017 年第 8 期 本次深孔预裂爆破共设计炮孔 59 个，其中切 眼 55 个（有 2 个孔未打设，实际布置 53 个），胶 带顺槽端头 2 个，回风顺槽端头 2 个，施工炮眼总 长 980.2m。 炮孔编号分别用数字1、2、3、4、5、6、 9、1053、54、55 表示。切眼 53 个炮孔总长 909.5m。炮孔轴线方向与切眼轴线方向平行。炮孔 距开切眼外帮0.51.0m。 胶带顺槽布置炮孔2个 （胶 1、胶 2）。胶 1 和胶 2 均位于开切眼胶带顺端头顶 板上，孔口距胶带顺槽外帮约 1.7m，胶 1 和胶 2 距 切眼外帮的 55 号炮孔距离分别为 2.5 和 4.5m。炮 孔轴线方向均与开切眼方向平行， 仰角均为65 （炮 孔仰角指炮孔与顶板之间的夹角，指向切眼内）， 炮孔长均为 16.6m。回风顺槽布置炮孔 2 个（风 1、 风 2）。风 1 和风 2 均位于开切眼回顺端头顶板上， 孔口距回风顺槽外帮约 1.7m，风 1 和风 2 距切眼外 帮的 1 号炮孔距离分别为 2.5 和 4.5m。炮孔轴线方 向均与开切眼方向平行，仰角均为 60，炮孔长均 为 14.2m。 顶板深孔预裂爆破起爆药卷、炮棍及装药结构 如图 4 所示。 a 起爆药卷示意图 b 炮棍示意图 1- 导爆索；2- 炸药卷；3- 炮泥；4- 水炮泥；5- 雷管；6- 脚线 c 装药结构示意图 图 4 深孔预裂爆破技术示意图 4 爆破效果数值模拟 针对开切眼位置顶板按照设计方案实施深孔卸 压爆破后的致裂效果，可以应用有限元非线性动力 学软件 LS-DYNA 对爆破后不同时间内的应力演化 规律进行模拟研究，模拟结果如图 5 所示。由图 5 可知，深孔预裂爆破后，在爆破后瞬间 3.0ms 内就 能形成大范围的卸压区域，当爆破发生后 7.5ms 后 顶板已经完全实现致裂需求，顶板致裂效果良好， 为后续工作面回采过程中顶板的垮落起到了很好的 引导作用。 图 5 深孔预裂爆破顶板剖面应力演化规律 5 结论 （1）潞安矿区余吾 S1203 工作面顶板存在坚 硬较厚的粉砂岩层，为了使该层顶板容易垮落，在 S1203 切眼位置处和两侧胶带顺槽中对顶板实施了 深孔预裂爆破。 （2）本次顶板深孔预裂爆破炮孔的垂直高度 确定为切眼中部顶板处理高度 13.0m，靠近两端 开切眼顶板处理高度 14.0m，端头最大垂直高度 15.0m。 （3）数值模拟结果表明在爆破后瞬间 3.0ms 内 就能形成大范围的卸压区域，当爆破发生后 7.5ms 后顶板已经完全实现致裂需求，顶板致裂效果良好。 【参考书目】 ［1］ 杨增强．煤体高压射流钻割卸压原理及其防冲研 究 [D]．徐州中国矿业大学，2014． ［2］ 左建平，孙运江，姜广辉 , 等．浅埋工作面顶板 预裂分形爆破力学与模拟分析[J]． 煤炭科学技术， 2016，44（6）33-37． （上接第 16 页） ［1］ 刘建辉 . 综采工作面刮板输送机“上窜下滑”机 理及其控制 [J]. 煤炭工程，2013，S163-65. ［2］ 赵启安，李亚军 . 激光定位在综采工作面刮板 输送机防滑的应用 [J]. 煤炭科学技术，2009， 593-94. ［3］ 张超 . 大倾角采煤工作面设备的防倒防滑措施 [J]. 煤矿机械，2011，3171-173.