综放工作面工艺方式优化.pdf

第期 ,, 年月 东北煤炭 技 术 ’ ,是一 一一 飞飞〕 , 一于 、 一 综放工作面工艺方式优化 中国矿业大学屠世浩 摘要通过对综放工作面工艺过程 的分析提 出 了几种综放面采放循环作 业方式的循环工时及工作面各环节煤流量计算公式 , 为综放工作面工艺设计 , 设 备选型 , 提高顶煤回收率 , 避免采放工序的相互干扰和影响 , 提高单产提 出依据 。 关键词放顶煤开采放煤作业方式高产高效 目前放顶煤综采技术已在我国厚煤层 及 特厚煤层广泛使用 , 成 为具有我 国特色的综 采面高产高效的一大方向 。 目前在顶煤破 碎 规律 、 矿山压力显现 、 合理放煤步距 、 放顶 煤支架的合理设计 与选型 、 放顶煤工作面平 巷的支护方式等方面进行研究较多 , 但在放 顶煤工作面内部工序合理匹配及优化方面的 研究分析相对较少 。 事实上 , 由于采放工序 匹配不 合理 , 工时 占用时间长制约着回采 工作面产量 的提高有的还造成放煤不彻底 、 煤炭资源浪费 。 国内研究表 明采用多轮顺序放煤有利于提 高煤炭回收率 , 一般顶煤分 一 轮放 出 即 每一轮只放出支架上方顶煤的一部分 。 每 架 支架的放煤时间是放煤高度 、 放煤 口面积 、 放 煤方式和顶煤冒放系数的函数 。 综放工作面前部循环作业方式和普通综 采工作面相同 有单 向采煤循环作业方式和 双向采煤循环作业方式两种 。 放顶煤综采工艺过程分析 放顶煤综采工艺是 在普通综采基础上增 加了放煤工序 。 综放 工作面前部回采工序与 普通综采 完全相 同增加 的主要工序是前移 后部输送机和到达规定放煤步距后 的放煤工 序 。 目前普通综采工艺已趋 成熟 。 因此 , 放 煤工序的合理安排和放煤参数的确定 成了放 顶煤综采工艺的关键 。 我 国现用 的采放 关系主要有 一 两采一放和 一采一放 。 放煤顺序有 从工作而一端向另一 端进行和从 中部向两端进行两种放煤方式 通常有单轮顺序放煤和多轮顺序放煤两种 。 放顶煤开采采放工艺匹配方式分析 根据综放工作面工序作业方式可推得 不同循环作业方式的循环作业时间计劝 一 表达 式见表 。 表达式中函数 , ⋯ 的 前而 项大于后一项 时 , 说明该循环作业方式的放 煤速度满足工作面采煤速度 的要求要提高 工作面 一单产应提 高工作面采煤速度减少 作面因故停机等待时 间如函数 ⋯ ⋯ 、 中的后项大于前项时 , 说明该循环作业 方式的采煤速度大于工作面放煤 速度 , 应设 法提高工作面平均放煤速度避 免工作而采 放工序之间的相互 干扰 。 单向采煤循环作业方式 由于采煤机割 煤和进刀工艺与放煤工序之间能错开 一 定距 循环作业方式 十, ‘ 卜一 ︸ 一故 了 盛﹃ 了乙一 双向采煤二采一放顺序 放煤 循环作业时间表达式 ‘ 二 “ 军 ‘一 十 叫十 卜十 飞 下 十 厂 一 奋 一 ,二二二 侍 月认 馨鱿弩 严 一放顺序分 气一万二二 一 乙 十 夕 , 十 一 百一一 十 瓦 一 一 双向采煤二采一放放煤 从工作面中间向两端进 一 一 行 一一 放 双向采煤一采一放放煤 从工作面中间向两端进 一 一 不 一‘井 卜 女 一一 ‘ 十 行 一一 。 放 单向采煤一采一放顺序一 一十 尸 十岁 宝 切砖矛,、,、志丫产 月义 人长 、夕 式中 工作面长度 , 工作面斜切进刀段长度 , 认 一采煤 机 割煤运 行速 度 面采放工序协调进行 , 避免采放工序相互十 扰 , 阳泉矿务局根据综放工作面割煤速度快 放煤速度相对滞后的特点 在原有循环作业 方式的基础上木文方式 , 人为地将工 作 面从中部一分为二 , 前半部分割煤时后半 部分放煤 , 割煤和放煤始终错开一定距离 在 半个工作面内仍采用割两刀放一次顶煤这 种循环作业方式 克服 了放 煤 作业的滞后 影 响 , 不但工作面回采率有所提高而且产 量 有新的突破 , 实现了综放工作面的高产高效 。 同一工作面放煤速度依据工作面放煤方 式的不同有所差别 , 如采用单轮顺序放煤作 业方式时 , 工作面沿长度方向平均放煤速度 为 。、 采用多轮顺序放煤作业方式时的工作 面平均放煤速度可近似地表示 为 、 , 欣七放 式中为放煤量 最多一轮放 出煤量占顶煤 应放煤量的百分比 。 一 采煤机空行速度 , , 一一采煤机调 向时间 , 一一采煤机端头停机等待时间 , 放 沿工作面平均放煤速度 , 。 一一工作面不放煤段长度 , 、 中部放煤起始点到工作面始 采一端的距离 , 一 一 放煤滞后采煤机割煤 距离 , 离 , 可避免采放工序之间的相互干扰 。 特别 是 中部斜切进刀单向采煤循环作业方式 , 可 以实现采放全工时平行作业 , 保证工作面前 后刮板输送机 、 转载机过煤的均衡性 。 单向 采煤的几种循环作业方式的循环作业时间计 算式相同 。 除上述几种循环作业方式外 , 为使工作 综放工作面设备能力匹配 采煤机运行速度 、 放煤作业方式及参数 与工作面前后刮板输送机能力及外部运输设 备运煤能力有关 , 这些环节 的生产能力应 与 采煤机运行参数 、 工作面放煤作业方 一 式及参 数相适应 。 设计工作面前部刮板输送机能 力要求满 足 李 , 。 厂 坑 式中 入 , 一考 虑运输方向的倾角系数 茂 , 一 采煤机 与刮板输送机 相 同 方 向运行时的修正系 数 月 一 采煤机平均割煤高度 川 一 采煤机平均截深 、 一煤体容重 , , ,、 、 认 、 一采 煤机割 煤 时最 快 运 行 速 度 , 、 工作面后部刮板输送机能力要求满足 , , 一 、、 咖笋 欠蠕十 ” ’ 几孺万 ” 人 。 式 中 移架时每架支架放出煤量 , 一 每架支架范围的顶煤放出量 , 法提高工作面放煤速度当坐标点位于曲线 上方时 , 说明放煤速度充分满足采煤速度 的 要求 , 要进一步提高工作面单产 , 应尽可能 加快采煤机割煤运行速 度 减少事故 停机 , 工作面单架移 架最短时 间 , 架 介 单架最短放煤时 间 , 架 一 一 工作面同时放煤口数 。 平巷运输设备能力要求满足 、 一 、 ,, 叽笋丁一十 ’ 一丁一 十八 , 月 ’ 万 ‘ 加 ‘ 而 下 式中符号 同前 。 实例分析 路安 矿务 局 王庄煤矿工作面长 , 采用双输送机收尾梁低位放顶煤一次 采全高采煤法 , 机采高度 , 平均放煤高 度 , 滚筒截深 , 工作面采用 双 向采煤一采一放顺序放煤循环作业方式 。 工 作面采煤机为 一 , 前输送机为 , 运煤能力 为后输送机为 一 运煤能力为平巷运输 设备运煤能力均为 。 工作面端头斜 切进刀段长 。 实测采煤机平均割煤速度 最大速度 , 空行平均 速度平均每架 支架的放 煤时 间 架 , 最短放煤时间架平均 移架时间架 , 最短移架时间架计 算平均每架支架范围 的顶煤放出量 , 移架时平均每架支架放出煤量 采煤 机停机转 向时间 , 端头平 均等待时间 。 根据该工作面实际条件 , 结合表中列 出 的循环作业时间计算表达式 , 可算得几种综 放面循环作业方式的采放速度匹配关系曲线 图 。 当采 、 放速度确定的坐标点位于曲线下 方时 , 说明工作面放煤工序相对滞后 , 应设 工作面几种循环方式采速度匹配关系图 一循环作业方式 、 采放速度匹配关系曲线 一循环作业方式, 、 采放速度匹配关系曲线 综放工作面采用单轮顺 序放煤方 式 时 , 实际放煤速 度 , 坐标 点 , 位于曲线下方 , 据此 , 工作 面改用两轮顺序同时放煤工艺 , 放煤速度提 高到 , 循环作业时 间 由原来的 综短 到 , 放煤速度充分满 足采煤机割煤运行速度要求 。 采用两轮顺序 同时放煤作业方式 , 比单轮顺序放煤作业方 式增加了一个放煤口 , 工作面后输送机煤流 量明显增加 , 验算可知工作面前刮板输送机 最大煤流量, , 后刮板输送机最大煤流 量 , 平巷运设备最大煤流量 工作面前后刮板输送机能力满足该采放循环 作业方式要求 , 平巷运输设备能力偏小 , 转 载机在最大煤流量时应有个放煤 口停止放 煤 。 循环作业方式改造后 , 该工作面单产明 显提高 , 平均日产达 。 进一步分析表明 , 该工 作面如能采用单 向采煤一采一放循环作业方式 , 循环作业时 间缩短到 , 而且单向采煤能避 免采放 工序之间相互干扰 , 采 、 放工序之间能做到 全方位平行作业 , 各环节煤流相对均匀 , 现 有设备能力能得到充分利用 , 工作面单产可 望得到进一步提高 。 结束语 综采放顶煤工艺的实践证明 , 该工艺具 有产量高 、 效率高 、 材料消耗少 、 设 备投资 相对较少 、 经济效益好等优点 , 是 厚煤层 及 特厚煤层开采实现高产高效的有效手段 , 在 我 国煤矿有广阔的发展前景 。 在对综采放顶煤工艺的顶煤移动规律和 破碎规律 、 矿山压力观测 、 合理 的放煤参数 确定 、 放顶煤工作面设备的进一步完善 、 放 顶煤工作面煤尘和瓦斯的控制等方 面进行进 一步研究的基础上 , 加强放顶煤工作面工序 匹配方式 、 采放匹配关系 、 工作面生产系统 各环节能力匹配关系 的研究 , 对提高综放工 作面单产 、 回收率 、 实现放顶煤工作面的高 产高效有决定性的作用 。 参 考文献 贾悦廉关 几我国特厚煤层综 采放 顶煤于「采技术发 展的 前景煤炭科学技术 几 王最安 、 李伟林缓倾斜厚煤层采川综放艺是 实现 高 产尚效的有 效途径高产高效综采 一芝 术国 际 讨论 会论文 集 , ”乙 孟 士通 、 张长根 、 孙保绪双输送机放顶煤工艺分折谋 亏 屠世浩 张东升 综采工作面采煤机作业方式 的选择东 北煤炭技术 元 飞 、一 , 、、。 、。 。 、 、 ,, 一 飞 , 〔〕一 ,, 一 一 一 竖井变形自动 综合测量仪通过鉴定 由煤科总院唐山分院和河北理工学院共 同研制的 “ 竖井变形 自动综合测量仪 ” 已通 过技术鉴定 。 该仪器是用来测量煤矿 竖井罐道变形的 综合型测量仪器 。 其测量内容包括罐道的偏 抖量值和偏抖方 向 , 罐道间距的变化情况及 罐道磨损情况 。 它是通过安装在行走机架上 的倾角传感器和位移传感器并以罐笼做载 体沿罐道上下运行进行罐道变 形的自动测 量 , 同时用数据采集器对自动 测量数据进行 采集 , 最后用微型计算机通讯联机进行 成 果计算和图表打印 。 该仪器能在较短时间内 一纬 侧 出竖 井罐道变形情况 , 便能 实现对 井筒罐道变形 的检测及时提供井筒变形的情况有矛于 井筒的安全生产 。 摘自新技术推广报