機炮聯采技術在北皂煤礦煤1油2工作面的應用

周心剛

（山東能源龍礦集團，山東 龍口 265700）

北皂煤礦1405工作面推進長1449.8m，平均面長96m，回采面積139181m2，平均煤油厚度5.15m，工作面儲量為95.7萬t。工作面采出量為90.5萬t，其中煤1采出量為13.3萬t，油2上2采出量為51.6萬t，油2上1采出量為25.6萬t。工作面平均采高為4.15m，工作面回采率為94.6%，損失量為5.2萬t，損失率為5.4%。

油2呈灰褐～棕色，為泥質膠結，致密堅硬、層狀結構，韌性大，水平層理發育，層位穩定，平均厚度4.03m，油2為煤1層的底板，下距煤2平均19.05m；依據上下質量不同和物理特性，將油2自上而下分為油2上2、油2上1。

1 工作面生產技術條件

1405工作面采用走向長壁后退式采煤法，綜合機械化厚煤層一次采全高回采工藝，工作面主要開采設備有MGTY400/930-1.1D采煤機、SGZ-764/630刮板輸送機、ZTZ6600/18/32輕型端頭支架、ZY4800/23/42基本支架、ZYG4800/23/42過渡支架、超前支護支架1組。

2 1405工作面機械化回采工藝

2.1 落煤方法

采用MGTY400/930-1.1D雙滾筒采煤機雙向穿梭式割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。根據煤巖賦存及工作面設計要求，工作面的回采層位為煤1平均厚度0.78m、油2上2平均厚度2.73m、油2上1平均厚度1.30m，沿煤1頂板進行回采，確定該面采高為4m，截割深度為0.6m。

2.2 回采工藝

據油頁巖工作面回采經驗，采煤機自溜尾向溜頭割煤過程中，造成大塊較多，人工破碎大塊影響生產。在煤壁片幫嚴重，大塊較多，人工破碎困難的情況下采取中部斜切進刀的方式，斜切進刀段長度35m，進刀深度0.6m，具體操作如下：工作面煤壁為直的，采煤機處于溜尾直刀上行，溜尾割透后，追機移架，采煤機開始下行，下行后開始將溜尾向下17m刮板運輸機全部推出，18m至35m位置刮板運輸機推出18m彎曲段，為下一循環斜切進刀做好準備。采煤機下行正常割煤，支架滯后采煤機2～3架前移，直至割透溜頭。采煤機割透溜頭回機上行，停機推移轉載機、端頭架，推移溜頭后，采煤機上行，推溜追機作業。上行至距溜尾35m處，通過刮板運輸機18m彎曲段斜切進刀，使得采煤機達到正常截割深度0.6m，工作面刮板運輸機全部推出，工作面為直刀，采煤機溜尾上行，進行下一個循環。

2.3 裝煤、運煤

采煤機截割裝煤采用采煤機滾筒和工作面刮板輸送機前移配合裝運，工作面刮板輸送機運煤到轉載機和帶式輸送機。

3 增加油頁巖出塊率措施

（1）為提高油頁巖出塊率，成立專項領導小組和現場跟班小組，負責油頁巖出塊率的總體協調，包括井下震動爆破參數的試驗及試驗參數優化調整、機電設備的改造和改進、安全技術措施的監督落實、油頁巖出塊率的篩分、測定和出塊率數據統計。

（2）自油頁巖面進行爆破預裂工作以來，建立健全措施落實、現場管控檢查、考核獎懲兌現制度，在工作面放炮期間全程落實安全監督工作，使放炮安全管理達到制度化、程序化、規范化、無縫隙管理的要求。

（3）在油頁巖面生產期間，首先從改進回采工藝入手，在回采工藝上，采取了爆破提前預裂、機組下行割煤、上行割底、溜尾插機進刀的回采工藝方式。通過回采工藝的改進來減少采煤機割煤時對油頁巖的破碎，進而增加出塊率。

（4）預裂爆破方面，使用毫秒微差雷管，提高爆破效果，并根據爆破效果不斷試驗、調整、優化爆破參數，先后對工作面爆破試驗的參數從打眼數量、打眼位置、打眼深度、單眼裝藥量上共優化調整11次，并根據試驗情況對工作面爆破預裂參數從打眼時間、裝藥爆破時間、處理瞎炮時間、工作面實際生產時間、處理大塊時間、每天生產組織和爆破成本方面進行了綜合對比，以確定最佳的爆破參數。

（5）在油頁巖成塊率篩分測試方面，據井下進行的每個試驗，分別對每個試驗每天的油頁巖出塊率進行了篩分測試，并分析匯總出每個試驗的綜合出塊率數據，為下一步試驗參數調整提供依據。

（6）為增加油頁巖的出塊率，在井下機電設備改造方面主要進行了以下工作：①在面轉載機與皮帶機搭接處、下順1#與2#皮帶機搭接處、面破碎機與煤1上山皮帶機搭接處、煤1上山皮帶機與煤1上倉皮帶機搭接處及主倉入口處分別安裝緩沖裝置，減少油頁巖沖擊破碎量；②將目前在用的轉載機上的二級破碎撤除一套，改為一級破碎，降低油頁巖的破碎程度；③減少采煤機滾筒上的截齒數量，每個滾筒葉片上的截齒減少兩個，即每個滾筒上的截齒減少8個，目前每個滾筒截齒數量保持在56把。

4 煤1油2工作面機械化回采期間存在問題及措施

4.1 煤1油2工作面回采期間存在問題

由于油頁巖的硬度和比重較大，在回采過程中，油頁巖對工作面采煤機、刮板運輸機、轉載機、皮帶等設備的沖擊、磨損、負荷較大，導致工作面設備損壞較重，具體表現為：

（1）采煤機滾筒磨損嚴重，截齒及齒套甩掉，調高油缸頻繁斷裂，搖臂與機身連接的銷軸襯套磨損嚴重，機架各部位連接螺栓斷裂。

（2）溜頭堆積大塊時，采煤機機身整體振動、晃動嚴重，對刮板輸送機溜頭和溜尾二過渡處的齒條元寶座造成嚴重損壞。

（3）油頁巖通過轉載機和皮帶轉載點運出的大塊在各轉載點下落過程中，大塊對皮帶沖擊、砸傷、負荷較大，造成了三連輥壓斷、皮帶H架變形、皮帶吊掛鋼絲繩斷裂、運輸順槽皮帶損壞等現象。

（4）油頁巖回采大塊較多導致運輸系統堵塞，影響油頁巖工作面正常回采。

4.2 油頁巖機械化回采工藝調整及采取措施

（1）工作面回采工藝確定采用中部斜切進刀，采煤機下行牽引割煤，上行空機牽引至溜尾，以減少刮板運輸機和采煤機的負荷，減少大塊對采煤機和刮板運輸機鏈的沖擊和損傷。

（2）針對采煤機損壞現象采取了加固采煤機機身，加固調高千斤頂，更換搖臂銷軸襯套，更換滑動油封，減振和固封電控系統，機身連接螺栓更換成液壓防松螺栓，滾筒葉片補焊耐磨塊、焊接加強筋板、焊接截齒與齒套、更換截齒規格等措施，保證截割效果，減少采煤機所受沖擊損壞。

（3）工作面層位出現變化時，盡量順平工作面刮板運輸機，防止起伏過大，造成采煤機牽引負荷過大，引起采煤機震動大，造成刮板運輸機銷排損壞。

（4）為有效控制工作面大塊，今后工作面在安裝支架時，在支架二級護幫上直接安裝加長護幫板，對煤壁進行防護。

（5）設備選型進行了優化：①購進了B87C重型氣鎬破碎大塊，由于B87C重型氣鎬的投入使用，大大提高了溜頭破碎大塊效率，節省了溜頭破碎大塊時間，提高了設備開機率；②刮板運輸機加大了功率，由以前的315×2kW總功率，改為400×2kW總功率；③刮板運輸機連環，由以前Φ30mm改為Φ34mm；④轉載機破碎機加大了功率，采用PCM110型破碎機（功率110kW），并提高了過煤高度，減少對轉載機連環的沖擊；⑤為了保證運煤系統的暢通，在1#皮帶頭安設了系統破碎機（功率320kW）。

（6）對轉載機卸載點和2#皮帶卸載點設計并加工了緩沖裝置，很好地解決了皮帶砸傷、損壞問題。

（7）采取綜合措施將沿線的三連滾加密，由以前一組皮帶縱梁安設2組三連滾，改造增加為3組；將H架的輔助拖輥全部加齊，并將H架兩側與縱梁綁扎牢固，沿線個別擺動較大的地點施打錨桿進行固定；將皮帶機頭大架上的三連輥，改造成緩沖托輥架；將皮帶吊掛繩都更換為整股Φ12.5mm鋼絲繩，并定期涂油，防止其銹蝕；每天檢查皮帶H架和縱梁，有彎曲或變形的及時更換，保證油頁巖工作面運輸系統完好暢通。

5 效果

煤1油2工作面機炮聯采的成功開展，解決了上行開采、油頁巖硬度大、大塊多、出塊率低等技術難題，提高了油頁巖出塊率，在預裂爆破參數優化、機械化回采技術及管理方面積累了豐富的經驗，基本上摸索出了一套提高回采油頁巖出塊率、適合油頁巖工作面的機炮聯采技術研究成果，為油頁巖工作面的高效回采提供了較好的技術借鑒，推廣應用前景比較廣闊。