提高綜放工作面產(chǎn)能的措施與實踐

顧 默

（同煤集團調(diào)度室，山西 大同 037003）

1 概述

大同煤礦集團有限責任公司是一個有著悠久煤炭開采歷史的大型國有企業(yè)，隨著煤炭開采時間的不斷延長，侏羅系資源已經(jīng)所剩無幾，開采深度不斷增加已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)入石炭系開采，石炭系放頂煤工作面現(xiàn)已成為同煤集團生產(chǎn)的主力軍。同煤集團在放頂煤尤其是石炭系特厚煤層放頂煤開采方面，在國內(nèi)一直處于行業(yè)主導領先地位，隨著科技的進步和不斷的進步鉆研探索，同煤集團在放頂煤開采方面不斷推陳出新、不斷地刷新放頂煤開采的新記錄。

2 縮短工作面割煤循環(huán)時間

為了進一步縮短割煤時間，給放頂煤留有充足的時間，從增加支架的追機速度和加快機組的割煤速度兩方面入手，而機組的割煤速度液壓支架的追機速度所決定，所以先增加支架的追機速度后加快機組的割煤速度。

2.1 改造液壓系統(tǒng)，增加支架追機速度

石炭系工作面的乳化液泵站系統(tǒng)配備為4套，兩用兩備，由于備用設備啟動次數(shù)較少，而且很少有用到兩臺備用泵站同時開啟的情況，所以兩套備用泵站的配備在一定程度上是一種浪費，為了改善這一狀況，盡可能地利用設備，減小浪費，同時為了增加液壓支架的追機速度，對支架供液管路進行了改造，在原來2趟進液2趟回液的基礎配備上，多增加1趟進液管路，改造為3進2回，泵站也由原來的兩用兩備變更為三用一備，這樣支架供液量增加，例如馬脊梁礦3#8111工作面的乳化泵型號為BRW400/31.5，經(jīng)過改造后泵站流量由原來的800L/min增加為1200 L/min，隨著工作面乳化液流量的加大，單架液壓支架移動的移動速度增加約15%，這就縮短了采煤機割煤速度，從而縮短割煤時間。

2.2 增加采煤機截割速度，降低割煤時間

石炭系工作面所采用的機組，截割電機功率均過剩，割煤速度的提升主要受支架追機速度影響，追機速度提高后，機組的割煤速度自然提高。采煤機在空載情況下，移動速度可以達到12.8 m/min（麻家梁礦艾柯夫機組），割煤過程中，在液壓系統(tǒng)未改造之前，麻家梁礦機組在正常情況下割煤速度在2.5～3.5 m/min（采高3.8 m），馬脊梁礦機組在正常情況下割煤速度維持在5.5～6m/min（采高3.3 m），經(jīng)過液壓系統(tǒng)改造，增大乳化液流量后，麻家梁礦機組的速度達到了5 m/min，馬脊梁礦機組速度也增加到了8 m/min，采煤機割煤速度的加快，給放頂煤提供了充足的放煤時間，不僅實現(xiàn)了“精采細采”的目的，提高了頂煤回收率，同時也進一步有效縮短了循環(huán)時間，為工作面高產(chǎn)高效提供了保障。

3 水壓致裂技術(shù)在工作面回采過程中的應用

水壓致裂技術(shù)通常應用在處理臨空巷道壓力大的情況（提前卸壓），通過不斷創(chuàng)新與探索，在放頂煤生產(chǎn)過程中也采用了水壓致裂技術(shù)。

3.1 初采期間對頂板進行水壓致裂

在工作面初采切巷進行水壓致裂，可以對頂板、頂煤進行弱化，工作面推進至15 m范圍內(nèi)頂煤便可以完全冒落，未采取水壓致裂的工作面頂煤完全冒落范圍大約在40～50 m之間，實施水壓致裂后，工作面正常達產(chǎn)的距離與時間縮短，產(chǎn)出的煤量增多，以長度200m，煤厚15 m的工作面計算，初采期間實行水壓致裂一個工作面可以增產(chǎn)約0.11 Mt煤。

3.2 末采期間對頂板進行水壓致裂

目前同煤集團正在大力推行小煤柱，石炭系放頂煤工作面停采線距最近的盤區(qū)巷道距離不得大于80 m，根據(jù)以往經(jīng)驗，停采線距盤區(qū)巷道距離一般為130～150 m，距離太短容易對盤區(qū)巷道造成損壞，工作面回采末采期間對頂板進行水壓致裂后，使工作面上方老頂卸壓，壓力不再向盤區(qū)巷道傳遞，既保護了盤區(qū)巷道，又使回采工作面煤量得到大大的回收，以長度200m，煤厚15 m的工作面計算，未采期間實行水壓致裂一個工作面可以增產(chǎn)約0.5 Mt煤。

4 增加截深和步距，優(yōu)化工藝

4.1 增加截深和步距

目前石炭系放頂煤工作面采煤機的截深一般為800 mm，為了提高單產(chǎn)，對石炭系工作面割煤截深及放煤步距進一步優(yōu)化，麻家梁礦14205工作面在設備不做大幅改造的情況下率先將采煤機的滾筒截深由800mm變更為900 mm，割煤步距與放煤步距均由原來的800mm優(yōu)化為900 mm，工作面設備僅對過渡支架進行了改造：原過渡支架推移行程850mm，有效行程達不到900 mm，不改變過渡推移機構(gòu)的前提下，過渡支架必須分兩次推溜、兩次拉架，工作程序變得復雜，所以對7架過渡支架推移機構(gòu)進行改造，增加有效推移行程達到900 mm。

4.2 優(yōu)化放煤工藝

放頂煤工作面產(chǎn)量的關(guān)鍵在放煤，為了進一步提高石炭系工作面產(chǎn)量，同煤集團進行了深入的放頂煤研究與探討，并與相關(guān)院校開展了合作，切實可行地做到了一礦一策，主要成果如下：

麻家梁礦：之前麻家梁放煤工藝為機組前后各安排1名放煤工進行放煤，前部放煤量較少，塊矸較多，后部煤量初次放煤后，還存在少量頂煤不能充分放盡，針對這個問題，麻家梁著手對放頂煤工藝進行研究并改進，現(xiàn)采用單輪間隔放煤的放煤工藝，工作面仍布置2名放煤工，1#放煤工第一輪滯后機組10架進行間隔粗放，放1、3、5、7、9單號支架上部頂煤，2#放煤工第二輪滯后機組20架進行頂煤情況觀察并補放、精放，放2、4、6、8、10雙號支架上部頂煤。改變放煤工藝后，頂煤得到充分利用，通過第二次精放后，工作面頂煤充分放盡，有效提高工作面產(chǎn)量及洗選率。

馬脊梁礦：由于煤層相對其他千萬噸礦井煤厚較薄（6 m左右），之前采用“一刀一放”的工藝，頂煤回收困難且頂煤冒落不完全，不僅循環(huán)時間受影響，工作面的回收率也僅能勉強達到85%，改用“兩刀一放”的循環(huán)方式，放煤時采用兩輪間隔放煤，放煤工前后分成兩組，一組放單號支架頂煤，一組放雙號支架頂煤，重復兩次即可將頂煤放凈，不僅循環(huán)時間進一步縮短，也使提工作面回收率達到了87%。

塔山礦：塔山礦煤層屬于特厚煤層，煤層厚度平均在20 m以上，為了使放頂工作更加細致，使頂煤回收工作進一步完善，生產(chǎn)技術(shù)處與塔山礦開展合作，創(chuàng)造出了“大中小微放煤法”。該工藝采用“一刀一放”正規(guī)循環(huán)作業(yè)。采用分段間隔4級一次性放煤工藝，工作面分4段放煤，每班安排4名放煤工負責4個區(qū)域的放煤工作。每8個支架為一組，按照“大”、“微”、“小”、“微”、“中”、“微”、“小”、“微”順序逐架標志（大：大放支架；中：中放支架；?。盒》胖Ъ?；微：微放支架），每名放煤工分別在分段范圍內(nèi)先放“大”返回再放“中”；返回再放“小”，然后依次放“微”，必須放完一個支架再進行下一個支架放煤，做到“聽矸關(guān)窗”。

5 實踐情況及應用

1）乳化液供液系統(tǒng)由“2進1回”改造為“3進2回”，支架中的乳化液流量增大，支架的移動速度可以得到有效加快，為采煤機割煤速度進一步提高，循環(huán)時間進一步縮短提供了基本保障。

2）水壓致裂在工作面生產(chǎn)過程中的應用。初采使用水壓致裂可以弱化工作面頂板頂煤，使頂煤可以盡快有效地冒落，工作面可以很快達產(chǎn)；為了響應集團公司石炭系綜放工作面停采線距盤區(qū)巷道不得超過80 m，在工作面回采末期對工作面進行水壓致裂，可以有效地切斷工作面老頂與盤區(qū)巷道頂板的聯(lián)系，向盤區(qū)巷道傳遞的回采應力有效地衰減，既保護了盤區(qū)巷道，又提高了工作面回收產(chǎn)量。

3）不對工作面設備進行大規(guī)模改造地情況下，適當加大采煤機滾筒，使煤機截深加大，進一步改變工作面放煤步距，使工作面回收效率大大提高，也為進一步提高工作面產(chǎn)能提供了有效思路。放頂煤工藝的改進，也加快了工作效率，提高了工作面產(chǎn)量。