井工二礦11煤大采高工作面設(shè)備適應性分析

摘 要：作為平朔集團億噸煤炭基地的主力礦井之一，井工二礦率先探索大采高綜采技術(shù)。本文簡要介紹了井工二礦大采高綜采開采技術(shù)現(xiàn)狀，對大采高綜采設(shè)備適應性進行了分析，為大采高綜采技術(shù)在平朔礦區(qū)11煤開采的推廣應用提供實踐經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：大采高；綜采技術(shù)；設(shè)備適應性

大采高綜采已成為我國高產(chǎn)高效礦井的主要采煤方法之一。與綜放開采技術(shù)相比大采高綜采具有工序簡單、資源回收率高、煤炭含矸率低、采面煤塵少、生產(chǎn)管理集中，以及受采空區(qū)瓦斯和煤層自然發(fā)火威脅小等優(yōu)點。煤厚小于7m時，大采高綜采是一種經(jīng)濟、科學的開采方法，在我國的神東、晉城礦區(qū)早已得到驗證。井工二礦根據(jù)11煤地質(zhì)特征于引進大采高綜采設(shè)備，布置了平朔集團首個一次采全厚大采高綜采工作面，進行大采高綜采開采試驗。

1 井工二礦大采高開采技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 工作面概況

21103工作面是井工二礦首個大采高工作面，東為21102工作面，西為21104工作面，北為安太堡露天礦，南為11煤輔運大巷。工作面長度300m，推進長度1496m；設(shè)計采高4.2m，采煤方法為傾斜長壁后退式全部垮落綜合機械化采煤法。工作面所采煤層為石炭系上統(tǒng)太原組11煤，普式系數(shù)f=2.1，產(chǎn)狀平緩、裂隙較發(fā)育，煤厚3.26～6.31m，平均4.2m，煤層傾角1.3°～3.6°，平均2.3°。工作面直接頂為1.4m厚的砂質(zhì)泥巖，單軸抗壓強度62.8MPa，直接頂為Ⅱ類穩(wěn)定頂板；底板為厚度4.6m的粉砂巖，呈灰白色，單軸抗壓強度83MPa。

1.2 工作面設(shè)備配套情況

設(shè)備配套采用國產(chǎn)和進口相結(jié)合方式，采煤機采為進口設(shè)備，液壓支架、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機等全部采用國產(chǎn)設(shè)備，如表1所示。

2 大采高綜采設(shè)備應用效果分析

為檢驗大采高設(shè)備應用效果，與普通采高21102工作面設(shè)備應用情況對比分析，結(jié)果如下：

2.1 工作面回采率、含矸率

21103大采高工作面沿11煤底板推進，平均采高4.2m，并能結(jié)合煤層厚度變化隨時調(diào)整采高，能夠一次采出全煤厚，工作面回采率達到97%，且含矸率低。21102工作面采高3.5m，頂煤厚度0.5～1.3m，工作面回采率86%。由于后溜空間大，頂煤薄，放煤效果差，僅在局部頂煤較厚處能放出部分頂煤。生產(chǎn)期間，煤矸分離困難，后溜竄矸嚴重，拉架時大、小塊矸石很難控制，極易竄入后溜，煤炭含矸率高。

2.2 支架工作阻力、底板適應性

21103大采高工作面能夠?qū)崿F(xiàn)11煤一次采全厚，液壓支架跟底接頂，支架阻力增阻類型多為一次增阻，支架阻力有一定的富余量，整個工作面加權(quán)阻力均值為7855kN，占支架額定工作阻力的72%。選用的ZY11000/25/55D兩柱掩護式液壓支架類型合理，能夠適應11煤的頂板條件。21102工作面最大采高為3.7m，頂煤厚度小于0.6m地段易在煤機割煤和支架拉架時破碎并自行垮落，由此造成支架難以接頂，支架上方空頂，工作阻力增阻類型多為二次增阻及多次增阻，阻力富余量大，整面加權(quán)阻力均值為6150kN，占支架額定阻力的61.5%。

2.3 煤機割煤效果

大采高工作面液壓支架為雙伸縮兩柱掩護式液壓支架，采用JOY7LS6C型煤機，滾筒直徑2.8m，煤機割煤順暢，割出的煤壁和頂板平直，且落煤粒度大，裝煤效果好，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向割煤。

普通采高工作面支架端面距較大采高支架小，煤機割煤時，前滾筒易割頂梁或搖臂碰到護幫板，需適時調(diào)整煤機前滾筒高度，采用艾柯夫SL-750型煤機，割煤速度慢，滾筒直徑2.2m，落煤粒度小，裝煤效果不好，推溜前滾筒需反向掃底，很難實現(xiàn)雙向割煤。

2.4 護幫及控頂效果

大采高支架有伸縮梁和二級護幫板，工作面煤壁片幫以結(jié)構(gòu)面滑落片幫為主，全部打出二級護幫板對煤壁保護作用有效，端面漏頂偶爾發(fā)生，支架底座無鉆底現(xiàn)象，工作面在回采過程中若遇煤壁片幫或漏頂嚴重時，大采高支架能很好的發(fā)揮其作用。普通采高工作面支架為整體頂梁和一級護幫板，由于頂煤厚度較薄易隨采動在支架頂梁上方冒落，支架支撐高度范圍內(nèi)難以有效接頂，中上部煤壁在礦壓作用下易片幫，端面片幫加大了支架與煤壁之間的端面距，打出一級護幫板僅僅起到支護端面頂板的作用，且回采遇煤層厚度變化及頂、幫條件差時更難以控制。

2.5 經(jīng)濟效益分析

從價格考慮，大采高工作面支架要遠高于放頂煤支架。但大采高工作面設(shè)備運行效率高，日進12刀，日產(chǎn)量為19478噸。普通工作面日進10刀，日產(chǎn)量為15786噸，且含矸率高，對礦井運輸、轉(zhuǎn)載系統(tǒng)影響較大，同時也影響煤質(zhì)和洗選加工，經(jīng)濟效益相對較差。

3 結(jié)語

與普通采高工作面相比，大采高工作面在回采率、含矸率、煤機割煤效果、護幫及控頂效果等方面均取得良好的應用效果。11煤21103工作面大采高綜采技術(shù)的成功應用，使工作面回采率提高了11%，回采工效提高了38t/工，豐富了井工二礦開采工藝，發(fā)展了大采高綜采技術(shù)，開創(chuàng)了平朔集團11煤高效開采先河。

參考文獻：

[1] 胡國偉.大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)特征及控制研究[碩士學位論文][D].太原：太原理工大學，2006（4）.

[2] 高玉斌，李永學.寺河礦6.2m大采高綜采工作面設(shè)備選型研究與實踐[J].煤炭工程，2008（5）：5-7.

作者簡介：郭大臣（1983-），男，山西山陰人，助理工程師，畢業(yè)于太原理工大學電氣自動化專業(yè)，現(xiàn)在井工二礦綜采隊從事機電工作。