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悬移支架式采煤法在大倾角复杂煤层的研究与应用

2014-08-27

中国新技术新产品 2014年12期
关键词:托梁壁式顶梁

刘 磊

(唐山开滦赵各庄矿业有限公司,河北 唐山 063102)

1 悬移支架采煤法工艺概述

(1)采煤方法。根据煤层赋存条件以及现场的地质条件,将长臂悬移支架采煤法应用到生产实践中。(2)采煤高度。工作面采高:煤层厚度小于等于2.5米的时候,采煤高度设定为1.6米至2.5米;如果煤层厚度超过了2.5米的时候,将300毫米的加长节安装到工作面现有柱腿上,见顶、底时,采高设定为2.7米。对留底煤进行回采的时候,支柱必须穿上柱鞋。回采工作面循环步距设定为1米。(3)回采工艺。落煤方式:先进行打眼,然后进行爆破方式落煤。

装煤方式:通过爆破自装以及人工攉煤两者相结合的方法进行。

运煤方式:如果煤层倾角超过了30度,那么将SGB-620/40T型刮板运输机运煤安装到工作面上进行;如果工作面不足30度,那么采用搪瓷溜板方式进行运煤。(工作面采用SGB-420/30型刮板输送机出煤。)

采面支护方式:采面所使用的支护方式是通过ZH1600(2000)/16/24Z型和ZH3000/16/24Z整体顶梁组合悬移支架进行支护。

回采工艺流程:首先进行安全检查,将安全隐患予以处理,随后进行打眼,放炮处理,对梁临时支护顶板进行翻转,然后进行攉煤,将转梁、移顶梁及前、后柱进行收转,最后对托梁进行移动。(工作面采用爆破落煤,人工攉煤至工作面刮板输送机,工作面采用SGB-420/30型刮板输送机出煤。)

2 各方面的优越性对比分析

(1) 生产过程和产量方面的优势。悬移支架壁式采煤法工作面长度通常设置在80米左右,这样有助于实现三班回采循环作业,另外悬移支架的操作工具是通过乳化液进行集中控制操作阀,从打柱、移动主子及架子直到升柱整个过程,员工对液压操作阀进行操作即可,降低了劳动强度,提高了生产效率,工作面月产超过700吨,单产超过10000吨;单柱壁式操作复杂,劳动强度很大,效率低,整个过程包括人工回柱、打柱、挂铰接顶梁,煤层倾角超过25度时,扒煤打柱几乎不可能实现分段平行作业,且工作面煤层厚度变化幅度较大,须及时更换单柱,75米的工作面要想完成一个循环至少两三天,月产能力为400吨。耙装工作面设定长度一般不会超过45米,即工作面每推进一二十米必须对耙道进行重新开通,影响生产效率。所以,悬移支架采煤法在产量方面的优势非常明显。(2) 回采率方面的优势。悬移支架壁式采煤法工作面的推进方式是沿着煤层顶板进行的,将加长节加装在支架支柱后工作面最大采高达到了2.7米,用于单柱壁式采煤法要求工作面的支柱高度一般不会超过2.8米,采高一般不会超过2.5米;由于煤层顶板直接顶垮落步距一般在10米到20米之间,耙装采煤法工作面每推进10米就必须重新开耙道,回采率最低。(3) 掘进率方面的优势。相比起单柱壁式采煤法巷道布置方式,悬移支架壁式采煤法大体相同,通过沿空留巷方式支护进行上壁工作面的下顺槽回采,可用于下壁工作面的上顺槽运用,要实现个班正规循环作业,对于单柱壁式采煤法工作面,长度不得大于60米;对于耙装采煤法,工作面长度不超过45米,不仅要将上下顺槽掘进出来,还要将一条或者几条中顺槽进行掘进,一旦工作面直接顶发生垮落,必须重新开耙道,同时下顺槽很难将沿空留巷方式予以运用,万吨掘进率相对比较高。(4) 材料消耗方面的优势。悬移支架壁式采煤法需要消耗的就是用于响炮的火药;单柱壁式采煤法不仅需要消耗火药,还有一些塑料柱鞋或者一些柱帽,这些均用于支柱脚柱安装或者局部变化带的支护顶板,单柱支撑强度不理想,采空区如果发生垮落会导致局部切顶排单体支柱埋压,很难被取出,损耗一些单柱;耙装工作面同样消耗火药,还需要一些钢丝绳以及滑轮,这些用来耙矿绞车以及导向滑轮使用。总而言之,悬移支架壁式采煤法最节省材料。

3 近年推广应用过程中的工艺改进

悬移支架是采煤法在生产实践应用的过程中,我们对其施工工艺进行了研究与分析,并加以改进。具体主要体现在以下几个方面:(1)(我没见过这个翻转顶梁)加长翻转梁临时支护顶板。加长支架翻转梁的长度,由原来的60毫米加长到80毫米,在响炮前把翻转梁予以回收以便对液压管路进行掩护,免遭响炮的振动毁坏,响炮后扒煤时将翻转梁升起增加临时支护顶板空间,如果顶板来压或者发生垮落,加长的支架翻转梁将发生作用,对于支架的趴架起到预防作用。

工作面上下出口加以端头支架的支护

端头支架要比普通支架长600毫米,它能保护工作面上运输机的电机装置,避免响炮后,大量的落煤埋住运输机电机装置,不仅给运输机的电机装置造成损害,还会滞后响炮后输送机的开启,影响生产效率。它也能很好的控制上下出口的支护情况,避免上下出口在走架子过程中,出现垮塌和高度不够等现象,保障了两个顺槽跟工作面成一个整体进行推移。(2)固定前柱滑动量。原先悬移支架上的支架前柱可以自由滑动,这样会影响到滑动梁,容易引发安全事故,顶板发生垮落或者受压时,支架容易滑向煤壁,引发支架趴架伤人,将其固定后可有效预防安全事故的发生。(3)支架托梁滞后。通过托梁将悬移支架工作面支架联系在一起,工作面悬移支架托梁可以算作一个整体,在面对顶板垮落或来压时不会出现局部支架趴架,有效抑制整体支架移动量,降低趴架伤人事故。(4)挡矸链治窜矸。采煤区的煤层倾角较大,在初期进行回采的过程中如果发生顶板垮落,特别是在进行移架的时候会发生矸石掉落工作面的现象,对人身安全带来不利影响。对于此种情况,相关的技术操作人员予以研究分析,将22型废旧电溜子链条用螺杆挂在悬移支架挡研板上,形成网状连接,有效的对采空区研石进行阻挡。

结语

在今后的发展应用过程中,我们还要继续对悬移支架各方面的采煤工艺和技术参数进行研究分析,并不断改进,使悬移支架采煤法不断优化与完善,为全国的煤炭开采做出应有的努力,为国家和社会创造出更多更好的价值和效益。

[1]徐永析.煤矿开采学[ M ].中国矿业大学出版社, 2004.

[2]王海涛.分体顶梁组合悬移液压支架在新铁煤矿的应用[J].煤矿技术,2010(1):47- 49.

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