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大傾角綜放工作面核心生產(chǎn)工藝探索
近年來,在地質(zhì)條件允許的井田建設(shè)特大型礦井已成趨勢,國內(nèi)煤礦的生產(chǎn)規(guī)模日益向大型化發(fā)展,礦井井田面積規(guī)模同樣也快速增大到100km2以上;采(盤)區(qū)尺寸和工作面長度逐步加大,以國產(chǎn)設(shè)備為主的工作面順槽長度一般為2000m~2500m,工作面長度200m~250m。
山西焦煤集團的第4座千萬噸礦井——霍州煤電集團呂臨能化公司龐龐塔礦,成立于2003年末,是臨縣人民政府與霍州煤電集團有限責(zé)任公司雙方合作的成果,井田面積約103km2。2006年礦井改擴建形成300萬t的年生產(chǎn)能力,但實際產(chǎn)煤能力卻連續(xù)兩年達(dá)不到,經(jīng)過對生產(chǎn)工藝長期的探索實踐,終于2009年8月起實現(xiàn)了日產(chǎn)萬噸的目標(biāo)。
1綜放工作面無法達(dá)到日產(chǎn)萬噸能力的原因分析
1.1地質(zhì)條件復(fù)雜多變
龐龐塔礦煤層賦存屬于緩傾斜和中傾斜煤層,傾角在16°~38°,大部分情形下傾角小于25°,多為緩傾斜煤層,直接頂為一層40cm~50cm泥巖,工作面多有數(shù)條甚至10條以上落差2m~3m的斷層,局部地段煤層傾角達(dá)33°~38°,現(xiàn)有的兩個工作面煤層平均厚度分別為6.3m、11.8m,順槽長度超1000m,工作面長度超200m,這樣的地質(zhì)條件極易打破生產(chǎn)的連續(xù)性和均衡性。
1.2機電事故頻發(fā)
兩個工作面機組均為上海產(chǎn)的MG400/930型交流電牽引采煤機,前后刮板輸送機為山西產(chǎn)的SGZ-800/750型刮板輸送機,支架為鄭州產(chǎn)的ZFG6400/18/35H型掩護式液壓支架,在使用過程中,采煤機時常發(fā)生操作不當(dāng)造成的故障;前溜子大鏈鏈環(huán)配件雖為進口高強度備件,卻頻繁發(fā)生斷鏈,曾出現(xiàn)2周內(nèi)8次斷鏈;液壓支架前掩護板有近20%損壞無法更換,這些情形經(jīng)常造成工作面長時間停產(chǎn)。
1.3支架、溜子上竄下滑
在前兩個工作面推進綜放工藝探索中,始終無法解決工作面支架與溜子上竄下滑這個大難題,如何對工作面進行適當(dāng)調(diào)斜這個“度”始終把握不好,不斷發(fā)生支架歪斜、局部距離拉大造成支架歪倒、機頭溜子頂住順槽溜槽無法放煤、溜子上竄機頭拉回煤、溜子上竄機尾頂幫無法推溜、機頭或機尾安全通道不暢等情形,最終形成綜放工藝長期混亂無序、效率低下,甚至不如普綜效率高。這一原因是決定綜放工作面能否實現(xiàn)正常循環(huán)最最至關(guān)重要的因素。
1.4兩個端頭維護管理困難
隨著支架溜子的上竄下滑、工作面坡度的變化,兩個端頭的維護成了非常棘手的難題,當(dāng)工作面支架溜子上竄時,機頭端頭管理難度加大,支架不僅發(fā)生歪斜、支撐力不夠,而且架間距拉大,機頭端頭頂板維護成了重大安全隱患源;當(dāng)工作面支架溜子下滑時。機尾端頭出現(xiàn)空頂,支架傾倒;當(dāng)工作面坡度變大時,工作面長度相應(yīng)變長,溜子長度不夠,控頂支架數(shù)量不夠,給兩個端頭仍帶來維護難題;當(dāng)工作面坡度變小時,工作面長度相應(yīng)變短,溜子兩端可能頂幫,工作面支架咬架。要處理好這些可預(yù)測卻無法避免的情形,采取措施不當(dāng)必將費時費力費工。
1.5工作面過構(gòu)造無正確應(yīng)對措施
當(dāng)工作面遇到斷層或其他構(gòu)造時,可能會出現(xiàn)小量涌水、淋頭水、架前冒頂、有害氣體突發(fā)、粉塵增大,這些涌水、淋頭水處理不當(dāng),進人煤庫可能造成突庫事故;架前冒頂處理不好,會擴大冒頂范圍,造成重大隱患,對支架、溜子嚴(yán)重?fù)p壞,直至工作面無法推進;工作面無法正常循環(huán)推進后,將會對支架造成更嚴(yán)重?fù)p壞、頂板形成切頂、有害氣體大量涌出??傊?,過構(gòu)造不當(dāng)將造成一系列連續(xù)、次生災(zāi)害。
1.6前后溜子相對位置控制難
當(dāng)工作面前后溜子上下相對位置加大時,將給支架、溜子調(diào)斜帶來長時間難以消除的難度。
2大傾角綜放工藝探索
針對以上各種不利因素,我們通過長期的實踐摸索出了一套高效、切實可行的對策。
2.1開切眼時偽斜布置
大傾角工作面在生產(chǎn)時工作面溜子勢必下滑,為抵消此下滑量,我們采取開切時,下順槽超前上順槽,目前龐龐塔礦綜放面煤層傾角平均在16°~18°,下順槽相對超前量為5m~6m;煤層傾角大于30°時,下順槽相對超前量需為10m~12m。
2.2生產(chǎn)過程中的調(diào)斜方法
這是確保綜放正常生產(chǎn)最重要的一環(huán),需多種手段同時進行,才能收到實效,一是始終保持上下順槽的相對超前量,并根據(jù)傾角變化及時調(diào)整超前量的大??;二是割煤進刀方式的調(diào)整,采取由機尾(上順槽)進刀,割至機頭后空刀上行,然后繼續(xù)下一循環(huán)下行割煤,以此來平衡穩(wěn)固支架溜子下滑趨勢;三是移架時采取錯位移架,以每10架為一批次,首批移架位置選擇靠近機頭或機尾,支架溜子微量下滑時先移機尾,支架溜子微量上竄時先移機頭,以此來消除支架溜子大幅上竄下滑。
2.3支架的防倒防滑措施
做好支架的防倒防滑才能管理好工作面的頂板,應(yīng)采取的措施一是堅持帶壓拉架,只要是拉架千斤頂能拉動的情況下,就不要再向下落支架,盡量不使支架與頂板脫離;二是堅持從上向下移架,移架時,打開下架側(cè)護板收縮本架側(cè)護板,使支架移動時,有向上的空間,以抵消其下滑量;三是根據(jù)前部槽的上下移動情況,及時調(diào)斜就能防止前部槽的上竄下滑,也能調(diào)整支架的平衡狀態(tài);四是及時調(diào)整支架與后都槽連接鏈的長度肋止后部槽下滑帶動支架后尾下滑;五是及時調(diào)整支架狀態(tài),架間距不能超過30cm,當(dāng)發(fā)現(xiàn)支架有翻倒趨勢時,必須立即用側(cè)護板或單體柱進行調(diào)整,否則,使其發(fā)展到一定程度,就難以控制;六是必須確認(rèn)支架有足夠的初撐力,否則輕則煤壁片幫,重則發(fā)生冒頂;七是頂板破碎時必須及時打眼注漿,使碎頂人工凝為一體,避免冒頂;八是盡可能避免隨工作面傾角變化工作面長度變化時,增減溜槽,造成該處頂板無法即時維護。
2.4端頭的支架位及置頂板控制
端頭維護的好壞,將直接影響工作面的勞動量的大少,加強端頭管理一是采用高強度的端頭架,增加維護的強度、跨度;二是機頭端頭架與過渡架、中間架至少要有兩個變坡點。機頭處盡可能放緩坡度,使端頭架與過渡架處于同一坡度,達(dá)到對端頭頂板的最大支護強度;三是在把握好調(diào)的基礎(chǔ)上,機尾盡可能不用、少用單體柱維護,必要時可在副巷預(yù)埋綜放液壓支架,推進適當(dāng)位置后在增加工作面機尾增加掩護式支架。
3結(jié)論
大傾角綜放工作面開采過程中出現(xiàn)問題的較多,只要能找準(zhǔn)影響核心工藝的原因,采取合理措施,注意控制住頂板、溜子上竄下滑,就能大大減少機電事故,實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)性和均衡性,從而實現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)效益。
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