大采高綜采工作面開采關鍵技術研究

李順達

(山西鄉寧焦煤集團有限責任公司，山西 臨汾 042100)

引 言

煤炭開采過程中，由于煤層厚度不同采取的開采方式也不同。針對厚煤層我國一直使用分層開采技術，該技術有一定的缺點，投入成本比較高，設備的搬家率高，而且開采中工藝復雜，操作中容易出現故障，整體開采效率下降。為了解決這些問題，引入了一次性開采技術，下面就進行深入的分析。

1 案例分析

1.1 礦井開采情況

某企業開發了7 m的大采高綜采工作面，進行回采過程中，主要在三個煤礦進行開采，回采出工作面共有17個，生產出的源煤共1.5億t，如表1所示，開采工作安全可靠，達到了理想的開采效果[1]。

表1 開采情況統計表

1.2 工作面配套的設備

工作面的配套設備主要以JOY-7LS8型采煤機為主，具體參數如表2所示。

表2 JOY-7LS8型采煤機技術特征表

2 對生產工藝進行分析

對于這一工作面而言，使用了綜合機械化采煤方法，使用雙滾筒進行割煤，進刀方式是端部斜切進刀，前滾筒切割頂煤，后滾筒切割底煤，通過后滾筒和刮板輸送機的作用，就可以將煤炭裝入到運輸機中，提高了工作效率。再利用破碎機將煤炭運輸到巷膠帶機中，使用超前液壓支架進行支護，其主要參數如表3所示。

表3 某煤礦7 m大采高工作面主要的技術參數

在施工過程中，技術人員還使用了兩端頭垂直過渡技術，一般都使用平緩過渡方式，導致在這一段頂煤出現較大的損失，為了節約煤炭資源，開采中技術人員使用了垂直過渡方式，端頭架和過渡架使用垂直過渡，如圖1所示。在過渡段使用了大臺階過渡架，可以有效將頂煤回收，可以從工作面直接進行運輸，提高了回采效率，由于這一舉措，實際操作中每刀可以多采煤58.5 t，全工作面可以多回采煤炭30.5萬t。

圖1 7 m大采高綜采工作面兩端頭垂直過渡示意圖

3 管理和控制頂板的技術操作

3.1 分析初步回采頂板的控制技術

為了有效對開采質量進行控制，可以優化工作面兩巷斷面，將之前設計的回風巷斷面尺寸由6 m×4.2 m，優化為現在的5.2 m×4.2 m。在此基礎上，技術人員還有了支護參數，例如對于頂錨桿而言，從之前使用的6根變為當前的5根，使用的錨素長度從之前的8 m優化為當前的6.5 m。除此之外，工作面巷道的間距也進行了重新設計，之前設計為50 m，技術人員通過綜合分析之后，確定將其設計為150 m，這樣不僅提高了頂板的控制效率，而且降低了施工量，提高了施工進程，為以后的工作奠定了良好的基礎。在施工初期進行頂板控制過程中，第一點，初采時對頂板進行強制放頂，并嚴格對頂板進行管理，例如初撐力度要到位，設置的護幫板要到位，設置的伸縮梁要到位，跟機拉架要設置到位。第二點，進行第一次加壓之前，對巷道可以先不進行密閉墻的施工，進行頂板跨度加長時，要有效降低颶風強度。第三點，初采操作中所有工作人員都要佩戴安全頭盔[2]。

3.2 正常回采頂板的控制技術分析

進行回采操作中，工作人員必須加強設備操作的規范性，對設備進行保護，避免設備出現故障。定期對設備進行檢修，尤其要對液壓系統檢修，對綜采設備進行檢修，施工操作時不能出現跑、冒、滴、漏等問題，當供壓之后保證設備運轉的安全性，如果支架立柱安全閥比開啟的壓力低，要及時進行更換，避免出現故障。具體生產過程中，對于控制臺司機有很高的要求，觀察乳化泵的壓力，其壓力必須達到37.5 MPa，可以24 h對高壓過濾站進行反沖，如果發現多架初始撐力升不到位后，要及時關閉開關，停機檢查具體的原因，完全查明故障原因之后才能開機使用。在開采過程中對生產技術有嚴格的要求，第一點，生產過程中嚴格對頂板進行管理，五個方面都要到位。第二點，對工作面的礦壓進行有效的觀測，對其進行系統性的分析，對來壓的位置進行準確的預報和預測，相關工作人員在開機之前將來壓的具體位置通告給大家，這樣工作人員員工心理有數，不會出現意外而驚慌失措。工作面是否來壓，都要按照操作規定進行跟機邁步移架，一般初始工作時，升力必須一次性升高到25.2 MPa，當來壓之后，結合實際情況，可以帶壓擦頂移架。當工作面來壓之后，積極對現場人員進行組織協調，快速進行甩壓，司機確保可以正常跟機拉架的時候，要適當的提高割煤的速度，有效進行甩壓。無論工作面是否來壓，當梁端距離達到800 mm時，就應該執行超前拉架操作，當工作面來壓之后，推刮板機滯后煤機8架，將超前支架及時拉出。當工作面來壓的時候，所有工作人員都不能二次動架，避免出現冒頂范圍進一步擴大等問題[3]。

4 分析輔巷多通道的搬家倒面技術要點

對于7 m大采高綜采工作面而言，也引入了輔巷多通道的搬家倒面技術，該技術運用提高了工作效率，滿足生產要求。例如撤回綜采設備時，對設備進行搬遷和調試時，或者對設備進行安裝時只需要5 d～8 d的時間，搬家倒面非常快速高效，具體操作中使用的特種車輛較多，車輛參數如表4所示。在這一工程中，使用了各種輔助車輛共435臺，同時可以進行3安和3撤，可以同時對三個通道進行支護，同時使用三臺膠帶機進行安裝等，技術非常先進，受到廣大一線技術人員的青睞。

表4 7 m大采高綜采工作面快速搬家特種車輛參數表

5 結語

通過以上分析得知7 m大采高綜采工作面開采技術作用非常大，可以以此開采全厚煤層，煤炭的采出效率得到了很大的提升，有效控制了噸煤的開采成本，為企業提供了巨大的經濟效益。除此之外，這一技術的應用還有效控制了采空區遺煤問題，降低了后續的管理費用，增加了企業的經濟收入。

參考文獻：

[1] 張子飛,楊俊哲,代貴生,等.7 m大采高綜采工作面開采關鍵技術研究[J].煤炭工程,2015,47(3):1-4.

[2] 孫強,童向陽.7m大采高綜采工作面國產設備節能降耗分析[J].煤炭科學技術,2015(s2):135-138.

[3] 裴愛科.7m大采高綜采工作面采煤機的安裝及維護探析[J].科技創新與應用,2014(29):131-132.