如何實(shí)現(xiàn)薄煤層工作面高產(chǎn)高效

【摘 要】通大公司根據(jù)薄煤層的具體情況，采取針對(duì)性生產(chǎn)技術(shù)措施，在平均厚度不足1.0m的煤層中，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效。

【關(guān)鍵詞】薄煤層；采煤工作面；高產(chǎn)高效

0.前言

通大公司煤礦位于伊敏河鎮(zhèn)境內(nèi)，經(jīng)改擴(kuò)建后，核定能力為169萬t，現(xiàn)有井田走向長度7.5km，傾斜寬6.5km，面積48km2。礦井開拓方式為斜立混合多水平開拓，采煤方法為走向長壁采全高.自然垮落法管理頂板。

經(jīng)過多年的探索，在炮采機(jī)裝方面取得了良好的效果。主要生產(chǎn)工藝是：使用單體液壓支柱，切頂墩柱及垛式支架進(jìn)行支護(hù)，爆破落煤，溜前鏟裝，溜后擋裝.爆破的煤炭95%擋在溜前，并有50%的煤炭被溜子拉出。工作面出煤時(shí)間由2.5h減少到1h，顯著減輕了工人的體力勞動(dòng)，提高了工效。在創(chuàng)建薄煤層炮采高產(chǎn)高效礦井實(shí)踐中，取得了豐碩的成果.2003年全礦原煤產(chǎn)量151.6111萬t，比上年同期增長12.18萬t，增幅11.02%.其中五采區(qū)原煤產(chǎn)量完成58.1166萬t，比上年同期增長9.0163萬t，增幅17.64%，平均回采工效達(dá)到17.7t/工，材料消耗4.47元/t，比計(jì)劃5.032元/t節(jié)約0.562元/t，降幅達(dá)11.17%，工程一級(jí)晶率達(dá)到100%，機(jī)電設(shè)備完好率達(dá)到91.46%，工作面浮煤回收率達(dá)97.56%.并多次創(chuàng)出日產(chǎn)，月產(chǎn)歷史最好水平，各項(xiàng)材料消耗，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到集團(tuán)公司的規(guī)定要求。

新興礦63、67層煤，平均厚度不足1.0m，且煤層中含有堅(jiān)硬的夾矸，普氏系數(shù)/值高達(dá)9，由于硬夾矸的存在使機(jī)械落煤成了世界性難題。機(jī)械化程度低。勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低、效益差、安全可靠程度小等因素一直制約著新興煤礦的生存與發(fā)展。

炮采工作面勞動(dòng)強(qiáng)度最大，占用時(shí)間最長的工序就是攉煤工序。在整個(gè)炮采工作面正規(guī)循環(huán)中攉煤時(shí)間占整個(gè)循環(huán)時(shí)間的50%，是其它工序時(shí)間的總和，也是影響勞動(dòng)生產(chǎn)率提高的關(guān)鍵因素、核心因素。為解決人工攉煤問題，新興煤礦先后成功解決了輸送機(jī)后擋裝煤和輸送機(jī)前鏟裝煤問題，采煤工人基本從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來，裝煤時(shí)間縮短60%，勞動(dòng)強(qiáng)度降低80%，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高30%；煤炭回收率提高5%，具體從如下六個(gè)方面做了研制和改進(jìn)工作：

1.擋煤板的選擇和研制

1.1擋煤板的選擇

1.1.1擋煤板的作用

擋煤板是擋住爆破落煤時(shí)沖向采空區(qū)方向煤炭的裝置，它安裝在刮板輸送機(jī)靠近采空區(qū)側(cè)溜槽的護(hù)管架上，當(dāng)爆破落煤時(shí)把沖向采空區(qū)的煤擋在刮板輸送機(jī)內(nèi)運(yùn)走，實(shí)現(xiàn)炮后煤自動(dòng)擋裝的目的。

1.1.2對(duì)擋煤板的基本要求

由于擋煤板的作用是擋住爆破落煤時(shí)沖向采空區(qū)方向的煤，擋煤板瞬間承受的爆破沖擊力相當(dāng)大，所以要求擋煤板既能擋住煤，又不能產(chǎn)生塑性變形，同時(shí)還必須具備便于操作，便于更換，不增加職工的額外勞動(dòng)強(qiáng)度為目的。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)高分子聚乙烯材料具備這種要求，目前尚未發(fā)現(xiàn)其它材料比高分子聚乙烯材料能更好地具備上述要求。

1.1.3擋煤板的幾何尺寸

為便于安裝和高度調(diào)節(jié)，以適用不同采高的煤層，根據(jù)工作面溜槽高度和工作面采高，確定擋煤板幾何尺寸為：長1.5mx高0.4mx厚0.03m的高分子聚乙烯擋煤板。

1.2擋煤板的安裝

為簡化擋煤板的操作，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況.擋煤板采用一擋加二擋的安裝方式，當(dāng)工作面煤層變薄時(shí)，放低二檔，當(dāng)工作面煤層變高時(shí)，升高二擋，以達(dá)到擋煤板既能有效全封閉又能適應(yīng)不同的采高變化。為便于人員和支護(hù)材料跨越刮板輸送機(jī)，工作面每6m設(shè)一個(gè)安全出口。

1.2.1一擋的安裝

一擋下部用規(guī)格為∮20x 80mm的刮板螺絲穿過擋煤板上的卸力孔，與兩個(gè)刮板圓環(huán)鏈固定在一起，圓環(huán)鏈用刮板螺絲與刮板鏈連接環(huán)連接在護(hù)管架的孔上，這種連接方式既能使一擋和工作面溜槽一體化，起到隨時(shí)前移的作用，又能使擋煤板只能向采空區(qū)側(cè)方向傾斜而不能向煤壁側(cè)傾斜，防止響炮時(shí)擋煤板擋不住煤或被大塊煤刮壞擋煤板。

1.2.2二擋的安裝

二擋敷設(shè)在—擋的采空區(qū)側(cè)，一擋上部的卸力孔與二擋下部的卸力7L之間通過一條錨鏈和鎖板聯(lián)結(jié)，二擋可利用鎖板沿錨鏈自由移動(dòng)，起到升降的目的.當(dāng)二擋達(dá)到預(yù)定高度后，利用鎖板旋轉(zhuǎn)錨鏈鎖住二擋，二擋就牢固固定在一擋上，因一擋牢固固定護(hù)管架上，因此，一、二擋都被牢固固定，不會(huì)傾倒在輸送機(jī)上，且便于擋煤板不同采高時(shí)有效擋煤。

1.2.3擋板的操作及工作原理

工作面前移刮板輸送機(jī)時(shí)，擋煤板隨機(jī)前移。然后支護(hù)工在新移刮板輸送機(jī)后支上一排正規(guī)排柱，并扶正擋煤板，若發(fā)現(xiàn)擋煤板高度不夠，可按照二擋的安裝操作方法調(diào)節(jié)二擋到合適高度，以達(dá)到擋煤板有效封閉。響炮時(shí)，爆破工從有安全出口的地方聯(lián)線，而后從工作面機(jī)頭依次響到機(jī)尾，使爆破落煤過程中本來拋擲到刮板輸送機(jī)后及采空區(qū)的煤被擋煤板擋在刮板輸送機(jī)內(nèi)運(yùn)出，完成擋煤板自裝過程。

2.鏟煤板的改進(jìn)和研制

原使用的鏟煤板的結(jié)構(gòu)為：高度和刮板輸送機(jī)槽幫高度一致，長度與溜槽長度一致（1500mm），鏟煤面高度中心線上下各采用45°，鏟煤面為折線結(jié)構(gòu)。鏟煤板鈍角為100°，下插角10°，在鏟煤過程中容易扎底，且阻力大。經(jīng)研究，進(jìn)行了如下改進(jìn)：長度縮短為1460mm，鏟煤板鈍角由100°改為92°，下插角由10°改為2°，鏟煤面高度中心線以下采用30°，中心線以上采用45°，中間部分圓弧過渡。改變了原來的折線結(jié)構(gòu)。

3.千斤頂?shù)倪x型與改進(jìn)

工作面一直使用SQD/1200型千斤頂，采用推進(jìn)鏟煤后必須改進(jìn)兩個(gè)方面：一是推進(jìn)缸的行程不夠，需加大行程，二是操作閥在最前端與輸送機(jī)相連.推進(jìn)鏟煤操作時(shí)人員在支護(hù)不完善的臨時(shí)空項(xiàng)區(qū)施工，存在較大不安全隱患.必須改進(jìn)。經(jīng)反復(fù)調(diào)研論證，與生產(chǎn)廠家共同改進(jìn)，研制出SDYZl60/70—1300型千斤頂，其行程1300mm，操作閥位置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足安全和生產(chǎn)需要。

采用SDYZ160/70—1300型千斤頂后，其操作閥經(jīng)反復(fù)調(diào)研論證，選用ZC型操作閥組，基位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況決定選在千斤頂?shù)闹胁浚磁c工作面第二排支柱一致，既便于操作，又保證了推進(jìn)鏟煤操作時(shí)人員在支護(hù)完善的控頂區(qū)施工，徹底消除了不安全隱患，滿足了安全和生產(chǎn)需要。但因千斤頂為圓柱體.操作閥組固定較困難，為此設(shè)計(jì)了操作閥組固定架，較好地解決了操作閥組的固定問題。

4.刮板輸送機(jī)的造型和改進(jìn)

工作面使用SGM—150型輸送機(jī)，使原輸送機(jī)溜槽寬度不變.增加溜槽的厚度.鏈條直徑由奴6mm變?yōu)闊焨，電機(jī)由50kW改為90kW，解決了過去使用的SGW—40T型輸送機(jī)所帶來的運(yùn)輸能力低，響炮擋煤時(shí)輸送機(jī)啟動(dòng)困難等問題.為解決刮板輸送機(jī)前移過程中的脫節(jié)，溜槽連接采用啞鈴銷連接，改造了溜槽端頭，增強(qiáng)了溜槽整體性能。

5.工作面支護(hù)方式的選擇和改進(jìn)

工作面原支護(hù)方式為：工作面最小控頂距時(shí)采用”222”支護(hù)方式，即輸送機(jī)后第一，二，三排支柱為兩棵，最大控頂距時(shí)采用“1122”支護(hù)方式，即輸送機(jī)前一排臨時(shí)支護(hù)，輸送機(jī)后第一排為單柱，輸送機(jī)后第二、第三排支柱均為兩棵對(duì)柱，基本支護(hù)柱距1.0m，排距1.0m，每6m加一墩柱。

采用推進(jìn)鏟煤后，為增加支護(hù)強(qiáng)度，加大安全系數(shù)，工作面支護(hù)方式改為：工作面最小控頂距時(shí)采用“322”支護(hù)方式，即輸送機(jī)后第一排支柱為三棵，第二、三排以柱均為兩棵。最大控頂距時(shí)采用“1222”支護(hù)方式，即輸送機(jī)前一排臨時(shí)支護(hù)為單柱，輸送機(jī)后第一，二、三排支柱均為兩棵對(duì)柱，基本支護(hù)桂距1.0m，排距1.0m，每3m加一墩柱。支護(hù)方式改進(jìn)后，加大了支護(hù)強(qiáng)度和安全系數(shù)，滿足了安全和生產(chǎn)需要。

6.結(jié)束語

通大公司技術(shù)人員調(diào)查研究認(rèn)真分析、保證了安全生產(chǎn)，為創(chuàng)建通大礦區(qū)薄煤層炮采高產(chǎn)高效礦井闖出了一條新途徑。