23215 綜放工作面采煤方法設計

萬蘆葦 張玉起

（伊犁新礦煤業(yè)有限責任公司，新疆 伊犁 839300）

一些煤礦現(xiàn)有的采煤方法效率低，產(chǎn)能釋放不足[1]。23215 綜放工作面資源約16.8 億t，可開采的煤層共由三層構成，煤層傾角約5°～8°，可采儲量9.75 億t，已評估出30 年資源儲量4.35 億t，產(chǎn)出的煤炭資源大多為長焰煤，屬于中等熱值煤。在深入作業(yè)現(xiàn)場的研究中發(fā)現(xiàn)，如何實現(xiàn)工作面的規(guī)范化采煤作業(yè)，仍是工程方亟須解決的主要問題之一。本文將對煤礦23215 綜放工作面采煤方法展開設計研究，提高作業(yè)面效率與綜合水平。

1 工作面概況

23215 綜放工作面位于井田東北區(qū)的南部，西側為23217、23219 工作面采空區(qū)，東側為23213 工作面采空區(qū)，北部為停采線（停采線位于23215 輔運上山以南15 m），南部為伴生斷層（330°∠60°，H=12 m）。工作面位置相關內(nèi)容見表1。

表1 工作面位置

23215 上順槽斷面為直墻圓弧拱斷面，荒寬5400 mm，凈寬5200 mm，荒高3900 mm，采用“錨網(wǎng)帶+錨索”進行支護。頂板錨桿型號為MSGLD-400/20×2400（X）mm 等強螺紋鋼式錨桿，間排距為900 mm×900 mm[2]。頂板鋼筋網(wǎng)，優(yōu)選Φ6 mm 型號的鋼筋進行焊接，尺寸為1080 mm×2760 mm，網(wǎng)格尺寸為80 mm×80 mm，網(wǎng)片之間采用 1200 mm（8#）鍍鋅鐵絲連接。錨索為SKP22-1/1860，6.3 m 普通錨索，間排距1800 mm×1800 mm。

2 采煤設備選型與技術參數(shù)設計

為確保采煤工作的順利實施，根據(jù)23215 綜放工作面需求，按照表2 中的內(nèi)容選型采煤設備。

表2 采煤設備選型與主要技術參數(shù)

考慮到液壓支架是保障采煤工作順利實施的關鍵結構，為發(fā)揮支架更高的優(yōu)勢，參照下述公式，計算液壓支架在工作中的阻力[3]。

式中：P表示液壓支架在工作中的阻力，kN；Q表示支護強度，kN/m2；L1表示空頂距，m；L2表示頂梁長度，m；B表示支架中心距，m。

為滿足上述需求，選用ZQL2×10000/24/45D兩架一組中置式下順槽端頭支架、ZCZ30000/24/45D型兩架一組中置式超前支架、ZCZ40000/24/45D 兩架一組上順槽超前支架、ZQL10000/24/45D 中置式上順槽端頭支架，作為采礦作業(yè)中的液壓支架。

3 采煤機斜切進刀與割煤

采煤過程中，采用雙輥式采煤機，按順序由刮板輸送機、轉載機、破碎機和皮帶輸送機進行運輸，采用液壓支架對頂板進行支撐，使用全崩塌方法進行頂板的管理[4]。工作面采用雙輥式電拖式采煤機，先切下頂煤，后切底煤，回切兩次。采煤機頭上有一個切口，刀頭上有斜角。

設計采煤機進刀方式，23215 工作面共171 個支架，工作面下端頭進刀：吃刀前煤機位置設定為10#支架，截深達到0.8 m，運行至25#支架。以采煤機下行向機頭割煤為例：采煤機下行向機頭割煤→以后滾筒位置為參照跟機移架（降架、抬底、移架、升柱）→當采煤機運行至7#時→觸發(fā)13#～11#補充移架同時觸發(fā)12#～25#液壓支架區(qū)間自動蛇形段推溜→當采煤機反刀清浮煤時支架不動作→清浮煤至10#清浮煤結束→觸發(fā)1#～10#移架→采煤機繼續(xù)上行進行斜切進刀至20#→觸發(fā)1#～15#推溜→同時采煤機從20#架停止牽引反向下行割三角煤至5#時→清浮煤開始但支架不動作→上行到10#清浮煤結束→采煤機從機頭反向上行開始正常跟機移架→同時觸發(fā)1#～3#補充移架。

煤機上端頭進刀時，吃刀前煤機位置設定為160#支架，截深達到0.8 m，運行至145#支架。作業(yè)順序為：采煤機上行向機尾割煤→以后滾筒位置為參照跟機移架（降架、抬底、移架、升架）→當采煤機運行至163#時→觸發(fā)159#～157#補充移架同時觸發(fā)158#～145#液壓支架區(qū)間自動蛇形段推溜液→當采煤機返刀清浮煤時支架不動作→清浮煤至160#清浮煤結束→觸發(fā)171#～160#移架→采煤機下行進行斜切進刀至150#架→觸發(fā)155#～170#推溜→同時采煤機從150#架停止牽引反向上行割三角煤至165#時→清浮煤開始，支架不動作→下行至160#清浮煤結束→采煤機從機尾反向下行開始正常跟機移架→同時觸發(fā)167#～171#補充移架。在此基礎上，按照圖1 所示的方式，設計采煤機斜切進刀方式。

圖1 采煤機斜切進刀方式（m）

采煤機割透下端頭，上滾筒運行至25#支架后，將采煤機以下刮板機至溜頭及支架調(diào)直后方可下行割三角煤。下行進刀過程中，下滾筒運行至145#支架后，將采煤機以上刮板機至溜尾及支架調(diào)直后方可上行割三角煤。

采煤機從工作面上切下的煤塊用滾筒裝進刮板運輸機，當移動輸送機時，煤壁一側的少量浮煤通過滑槽鏟進刮板輸送機[5]。工作面割煤及放煤時，經(jīng)前、后SGZ1000/2×1200 輸送機運至SZZ1200/700 轉載機，經(jīng)PLM4500 破碎機破碎后裝入下順槽膠帶輸送機上運出。

4 放頂煤與采煤移溜

放頂煤時由溜頭至溜尾或由溜尾至溜頭進行，頂煤要放干放凈，直至見矸關門。現(xiàn)場根據(jù)頂煤厚度以及刮板運輸機的能力放煤，但放煤量不能超過后部運輸機的運輸能力。放煤從工作面一端開始，放頂煤和移架的順序相一致。放煤期間，放煤工密切監(jiān)視放煤情況，做到見矸關門。

完成放頂煤后，進行采煤移溜設計。推進式前驅運輸機采用從前端到尾部，或者從尾部到尾部依次推進。推溜工序在卸架后進行，滯后10 個支架，運輸機彎曲段5～15 m，推移步距0.8 m。

在采煤機上斜進或向下斜切進刀切入煤壁規(guī)定的斷面深度后，由下至上的順序把運輸機尾推到煤墻，由上到下依次推進，保證運輸機械在一條直線上。若拉移后部運輸機困難時，不能強行拉移，安排專人排查并處理存在的問題，然后再拉移后部運輸機。前后部運輸機與支架之間存在大塊煤或矸石時，必須先進行清理，確保拉移通道暢通。

5 應用效果

以23215 綜放工作面月產(chǎn)出量作為評價指標，統(tǒng)計連續(xù)數(shù)月的產(chǎn)出效率，如圖2。

圖2 煤礦23215 綜放工作面產(chǎn)煤量統(tǒng)計

由圖2 可以看出，本文方法應用后，23215 綜放工作面每月平均產(chǎn)出量可以超過50 萬t，而之前23215 綜放工作面的產(chǎn)煤量相對較低。綜合上述分析可以證明，本文設計方法在實際應用中的效果良好，可以提高23215 綜放工作面的產(chǎn)煤量，使該作業(yè)面達到600 萬t/a 的超高采煤水平。

6 結語

本文通過設計煤礦23215 綜放工作面巷道順槽支護、采煤設備選型與技術參數(shù)設計、采煤機斜切進刀與割煤、放頂煤與采煤移溜，完成了煤礦23215 綜放工作面采煤方法的設計，該方法可以提高煤礦23215 綜放工作面的產(chǎn)煤量。