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深部矿井综采工作面改进小面回采管理的方法研究

2014-12-25

科技视界 2014年21期
关键词:风巷小面支柱

曹 苏

(淮北矿业集团公司 桃园煤矿,安徽 宿州 234116)

目前有些综采工作面为了尽可能的利用资源,在进行设计时采用不等长布置,这种布置方式将导致回采过程中出现小面,小面施工过程中耗费的人力及物力较多,同时给顶板管理带来困难和隐患,为了小面施工时提高煤炭资源回收率,减少无效成本投入,必须积极采取措施强化过程及源头控制,充分发挥技术和管理降成本的作用,提出了切实可行的方案。

1 概况

工作面随回采出现小面后,使用单体配合金属铰接顶梁支护,小面机头、机尾用长度为Φ0.24m×3m 半圆木过顶,中间地段使用小笆、塘材过顶,由于底板为煤底,为保证支柱初撑力及工作阻力达到要求,必须在柱鞋下下底梁(成捆大笆或半圆木);机尾小面与大面搭接处采用两根π 型梁对棚迈步,进行端头支护;小面长度达到10m 时铺设链板机配合出货。

因而,导致施工过程中爆破作业较多,人员进入煤帮打眼、装药存在较大的安全隐患。使用木料较多、材料回收率低,每峒小面平均使用3.0m 半圆木4 块、塘材5 根、小笆4 片、大笆3 片。煤炭资源回收率较低,工作面煤厚平均3.7m,此种办法施工小面,回采高度不能超过2m,施工过程中资源回收率低。单体支柱损坏多,施工过程中单体支柱使用较多且频繁,容易出现单体压坏的情况,压坏的单体支柱不利于安全生产。劳动强度较大、作业时间长,施工过程中人员需搬运大量木料及单体,增加职工劳动强度,小面较长时人工攉煤需要的时间较多,降低循环进度。

2 综采工作面改进小面回采管理方法

桃园煤矿Ⅱ1025 工作面为Ⅱ2 采区第五个工作面。工作面标高为-620.6~-679.0m,走向长738m,倾斜长119~155m 平均129.2m。煤层平均倾角22°,煤厚0.6~4.6m,平均3.6m,回采面积99386 m2。老顶为砂岩,厚4.44m;直接顶为泥岩,厚4.26m;直接底为碳质泥岩岩,厚0.52m;老底为粉砂岩,厚2.54m。工作面,回采至F11 点时开始出现小面,一直到预计收作线小面共长达43m。工作面开始回采时有ZY6800-19/40 支撑掩护式液压支架57 架,在F11 点前77m 处、F7 点前52m 处及F4 点前18m 处共有三个改造切眼,分别有支架21 架、11架、11 架。为提高安全生产效率,经矿研究后,对Ⅱ1025 工作面小面回采管理方法进行了改进。

2.1 Ⅱ1025 工作面小面回采管理方法

在风巷内安设好一部绞车,将准备接的液压支架用绞车拉移至风巷小面出现位置,待小面出现后用风巷内支架支护顶板,将风巷内第一架液压支架供液,采用绞车挂回头滑子及单体配合支架本身使支架与工作面同步,放炮后及时伸出液压支架前梁、护帮板及侧护板进行支护,确保支护到位后再进行人工攉煤,以保证安全。之后随工作面推进利用舌板及风巷内绞车使支架向前拉移,直至小面内有足够需要接的支架后再进行接架(一般每次接架2~4 架)。

采用这种方法施工小面,不需要使用木料及塘材,大大减少了材料的使用。节约了大量的人力进行清理及来回搬运木料及单体的时间,减轻了职工的劳动强度,减少了职工的撇勾延点。支架支护顶板,减少了空顶作业时间,减少了安全隐患。小面施工进行爆破作业时,由于支架护帮板已经伸出,有效的支护了顶板降低了打眼及装药过程中的隐患。增加了小面部分的采高,提高了原煤产量,由原来的采高2m提高到3.3m,每平方米小面多出2.1 吨煤。

2.2 工作面小面回采管理方法改进前后安全经济效益分析

用工量及工人劳动强度大大减少,每圆班节约用工8 个,每月节省用工240 个,当月平均每工260 元,每月节省用工费用62400 元。同时加快了循环进度,如按原来方案施工,小面施工用人用时较多,制约循环进度。

施工过程中小面面积约为10430m2,炮采小面支护时柱距为500mm-550mm,排距为1000mm(偏差不超过±100mm),改进方案后小面木料及笆片使用量得到大幅度节约。

表1

小面施工时支架支护效果比单体支护效果好,减少了爆破作业及火工品的使用,同时减少了链板机的使用,安全系数大幅度提高。

单体支柱使用数量及损坏数量均减少,租赁费用及赔付单体费用均大幅度减少。工作面风巷压力大,每圆班按损坏一棵计算,每月减少损坏支柱30 棵。

表2

资源回收率大幅度提高,从出现小面开始至工作面收作,预计能够多出22289 吨煤。每吨煤按430 元计算,可多收入9584270 元。

3 结语

通过对深部矿井综采工作面小面管理方法的改进,即在工作面小面出现后采用液压支架对顶板进行支护的先进方法,更有利于顶板管理及安全管理,同时能够创造更多的经济效益。值得同类综采工作面的采用推广。

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