赵继虎， 赵 杰

（大同煤矿集团同发东周窑煤业有限公司， 山西 大同 037101）

引言

大同煤矿集团同发东周窑煤业有限公司是一座设计达1 000 万t/年的大型现代化矿井。矿井综采工作面“三机一架”主要配套德国艾柯夫采煤机，卡特彼勒或山煤机刮板输送机、转载机、破碎机及自移皮带机尾，液压支架选用郑煤机ZF13000 架型放顶煤支架。矿井主采煤层C5 号、C8 号和山4 号层，主采采区为一采区、二采区和四采区。矿井按照采掘生产衔接，有2 个综采队分别在一、二、四3 个采区交替衔接生产。按照集团公司“开掘工作面单进上尺数，回采工作面单刀上产量”的要求，在工作面现有配套设备的基础上，2 个综采队分别在C5 号层8103、山4 号层8402 工作面合理确定采煤工艺，减少上、下端头及初采、末采煤炭损失，提高了工作面回采率及顶煤回收率。同时应用改造泵站供液系统、加大采煤机滚筒截深、提高煤机牵引速度等关键机电革新改造技术，有力提升了工作面设备开机率，极大提高了工作面单刀产量及生产效率，为矿井安全高效生产提供了有力的技术支撑和技术保障。

1 工作面机电装备

同发东周窑按照现代化矿井设计：两个综采工作面均采用单一走向长壁后退式放顶煤综合机械化采煤法和自然跨落法管理采空区顶板，工作面配套进口和国产自动化、智能化，大功率、大容量成套装备，为工作面提高单刀产量，实现矿井高产能高效率生产奠定了坚实基础[1]，具体装备参数见表1。

表1 成套装备参数

2 提高单刀产量关键技术

2.1 优化设备配套

2.1.1 实现两端头安全出口畅通

原工作面割煤时，上端头行人需跨越前运输机，存在安全隐患，且严重制约生产。为确保安全，改变行人时被迫停机现状。在原工作面“三机”配套设备的基础上，将端头支架中心线向头巷非煤帮侧偏移500 mm，转载机拱桥段中心线与机头中心线偏移1.6°～2°，将自移皮带机尾与皮带运输机布置在煤帮侧。同时将7 架过渡支架反四连杆机构改造为正四连杆，端头支架中部与第1 架过渡支架中心线处设计跨越转载机中部槽行人过桥。且工作面掘进期间，倾向长由原设计230 m 增加到230.5 m。通过一系列配套设计改进，工作面上、下端头出口畅通，消除了安全隐患，提高了设备开机率，增加了单刀产量，确保了工作面安全高效生产。

2.1.2 提高煤机牵引速度

工作面配套德国艾柯夫SL-500 型采煤机。采煤机在正常割煤情况下，原配套设计牵引速度为3.5～4 m/min。为提高单刀产量，在满足采煤机生产运行工况等各项技术性能指标的前提下，率先将采煤机牵引速度提升到4～5 m/min。采煤机割煤速度的加快，有效缩短了工作面割煤循环时间，割煤循环时间缩短了16%～18%，有效提升了工作面单刀产量。

2.1.3 加大煤机滚筒截深

原设计配套的采煤机截割滚筒截深为800 mm，为提高单刀产量，在不对原配套设备做大幅改造的情况下，将煤机截割滚筒的截深由800 mm 增大到900 mm，对过渡支架推移机构进行相应改造，即将原过渡支架850 mm 推移行程增大到950 mm，及时保证有效推移行程达到900 mm[2]，以确保机组割煤步距与支架推移步距协调统一，为实现快速移架奠定基础。

2.1.4 改造泵站供液系统

原工作面布置4 泵2 箱2 进2 回供液系统，工作面割煤、推溜、移架过程中，泵站工作为2 用2 备或3 用1 备。但随着煤机牵引速度的提升，移架速度加快，泵站流量明显不足，工作面4 台泵全部开启。为增加支架追机速度，克服中部支架压力不足问题。在原2 进2 回供液系统基础上，增加1 趟供液管路和1 趟回液管路，改造为3 进3 回供液系统。在工作面中部第60 号～70 号支架处，从2 个液箱的进液管处各增加1 个三通和截止阀，并串联接到新铺设的供液管路上，实现了分段供液，及时补充了中部支架流量，满足了液压支架初撑力及其快速移架的要求，保障了工作面单刀产量的提升[2]。

2.1.5 增加中部支架顶梁预破顶板能力

改造工作面中部液压支架顶梁。在液压支架顶梁（与顶板的接触面）堆焊高强度耐磨钢材料，支架移架过程中高强度钢材“顶破”、“划破”坚硬顶板，增强支架破碎顶板的能力。特别是石炭系坚硬顶板，改造支架顶梁预破顶板技术后，加快了放煤时间，加大了放煤量，提升了单进水平。

2.2 优化开采设计

2.2.1 减少初采、末采煤炭损失

工作面初采时，放煤距离由原30 m 缩短至20 m，20 m 后初放顶煤，采用两刀一放多轮间隔折返放煤方式，等工作面顶板初次来压后，按一刀一放多轮间隔折返放煤的正规循环进行作业，循环进度、放煤步距由原800 mm 提高到900 mm；末采时，放煤距离由原40 m 缩短至30 m，距停采线30 m 只割煤不放煤，有效回收工作面初、末采煤炭资源[3]。

2.2.2 增加上、下端头放煤量

工作面设计倾向长230.5 m，布置135 架液压支架，其中过渡支架7 架。为提高单刀产量，将7 部过渡支架尾梁挡矸帘进行改造，在放煤工序中，严格执行“见矸关门”放煤工艺，增加过渡支架放煤量，减少上、下端头煤炭损失。

2.2.3 合理确定放煤工艺

随着采煤机截深及牵引速度的提升，工作面原配备“1 走1 放1 收”（1 个走架工、1 个放煤工、1 个收护帮板工）数量满足不了生产需求。为提高单刀产量，实现快速移架，支架操作工数量增加到“3 走2放1 收”。放煤时采用多轮间隔放煤。放煤工前后分成2 组，相距5 架支架（8.75 m）。每组一人，1 组放单号（5 号、7 号、9 号……）支架顶煤，放煤量为1/3，1组放双号（6 号、8 号、10 号……）支架顶煤，放煤量为1/3，重复多次，将顶煤放净，最后“见矸关门”，确保煤炭回收率。

3 提高单刀产量的生产实践

3.1.1 C5 号层8103 工作面实践应用

C5 号层8103 工作面设计走向长1 030 m，可采850 m，倾向长230.5 m，煤层厚度平均6.49 m，采高3.2 m，放煤厚度为3.29 m，采放比约1∶0.97，开采储量217 万t。2018 年11 月13 日开采，2019 年4 月9 日停采，生产期147 d。工作面优化开采设计，应用改造泵站供液系统、加大采煤机滚筒截深、提高煤机牵引速度等革新技术后，单进产量增加约14.1%，日平均产量增加约13.3%，月累计生产原煤230 万t，取得了良好的经济和社会效益。

3.1.2 山4 号层8402 工作面实践应用

山4 号层8402 工作面设计走向长1 230 m，可采1 000 m，倾向长230.5 m，煤层厚度平均5.98 m，采高3.2 m，放煤厚度为2.28 m，采放比约1∶1.4，开采储量196 万t。2019 年1 月10 日开采，2019 年5月21 日停采，生产期121 d。在C5 号层8103 工作面应用提高单产关键技术的基础上，山4 号层8402工作面又实现了头、尾两端头安全出口畅通，并应用改造过渡支架四连杆机构及尾梁挡矸帘，增加中部支架顶梁预破顶板能力等革新技术，有力提高了单刀产量，单产由原1.3～1.4 万t/d 提高到1.6～1.7万t/d，月累计生产原煤首次突破60 万4 t，取得了良好的经济和社会效益。

4 结语

同发东周窑煤业有限公司综采工作面，在原有工作面配套设备数量不变的基础上，通过应用加大采煤机滚筒截深、提高煤机牵引速度、改造液压支架顶梁、增加乳化液泵站供回液系统等关键技术，有力提高了工作面单刀产量，实现了矿井安全高产能高效率生产，值得千万吨矿井互相借鉴。