[摘要]在厚煤層下分層回采工作面，使用ZF-4600輕型放頂煤支架及其配套設(shè)備，井下現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)成功，為同類(lèi)型工作和采煤方法新的選擇。

 

[關(guān)鍵詞] 放頂煤    支架    開(kāi)采

 

      煤峪口礦于20世紀(jì)90年代初期采用上下分層開(kāi)采技術(shù)開(kāi)采厚煤層，到目前為止，上分層工作面以全部結(jié)束，乘下了大量的下層工作。在以往的下分層開(kāi)采中，一般采用ZPL-6000型支架，由于該支架不能放頂煤，造成下層工作面1—3米的頂煤無(wú)法回收；部分工作面采用了ZFD-4400型高位放頂煤支架，由于該種支架開(kāi)天窗頂放式放煤，存在放煤效果差、頂煤回收率低，且易造成工作面機(jī)道漏頂、架間浮煤多、粉塵大等諸多不利因素。為了提高頂煤回收率和減少端頭維護(hù)工作量，進(jìn)一步提高單產(chǎn)、效率，煤峪口礦于2003年6月采用ZF-4600型放頂煤支架在11^#層408盤(pán)區(qū)8810下工作面進(jìn)行試采，獲得成功，最高月產(chǎn)70760T，2003年10月24日最高日產(chǎn)4306T，取得了較好經(jīng)濟(jì)效益。

 

1、  工作面概括

11、12^#合并層8810下工作面位于西二風(fēng)井的東北部，北鄰8812工作面（上下層均以開(kāi)采），南為8808工作面（上下層均以開(kāi)采），西與盤(pán)區(qū)皮帶巷、回風(fēng)巷相接，東隔礦界煤柱與忻州窯礦相臨。該工作面切割巷長(zhǎng)124.2米（中一中），運(yùn)輸順槽長(zhǎng)620米，回風(fēng)順槽長(zhǎng)612米，11、12^#合并平均煤層8.4米，該工作已采，采高3.0米，下層剩余煤厚4.0-6.6米，平均5.4米。工作面設(shè)計(jì)為下層放頂開(kāi)采，采高3.0米，放頂煤厚度1.0-3.6米，平均2.5米。工作面沿傾斜的可采長(zhǎng)度為430米。工業(yè)儲(chǔ)量40.43萬(wàn)噸，設(shè)計(jì)采出量32.34萬(wàn)噸，全煤回收率為80%。8810下工作面設(shè)計(jì)為綜采工作面，采用雙巷布置形式，兩順槽均沿著11、12#合并層板掘進(jìn)。2810下為運(yùn)煤和進(jìn)風(fēng)順槽，長(zhǎng)620米，為機(jī)軌合一巷，與408盤(pán)區(qū)皮帶巷聯(lián)系，巷內(nèi)靠工作面一側(cè)釘900MM軌距軌道。2810下巷為拱形斷面，支護(hù)為U29型鋼拱型可縮支架，棚距1.0米，凈斷面規(guī)格為寬4.5米，高3.0米。為滿(mǎn)足皮帶防火要求，從皮帶頭以里20米范圍采用工字鋼棚，混凝土背板密背頂幫。5810下巷為回風(fēng)兼運(yùn)料順槽，長(zhǎng)度為612米，經(jīng)8812系統(tǒng)巷與回風(fēng)巷溝通。5810下巷為拱型斷面，支護(hù)為U29型鋼拱型可縮支架，棚距1.0米，凈斷面規(guī)格為寬3.5米，高3.0米。切割垂直于2810下布置，長(zhǎng)度124.2米（中一中）。掘巷時(shí)巷荒斷面為上寬4.2米，下寬4.7米，高3.0米。8810下工作面與5810上、5810上的內(nèi)錯(cuò)煤柱分別留9米、7米。工作面切割巷與8810上切留8米煤柱（均為中一中）。巷道布置見(jiàn)工作面布置面示意圖。

圖1：工作平面布置示意 

 

2、  支架參數(shù)及工作面裝備情況

      工作面布置ZF-4600/19/30型支架76架，ZT-6900/21/32型端頭支架1架，ZGF-5600/21/32型過(guò)渡支架7架（頭3尾4）。

ZF-4600/19/30型放頂煤支架主要參數(shù)見(jiàn)表1。

表1    ZF-4600/19/30型放頂支架主要參數(shù)

項(xiàng)目	單位	參數(shù)
支架高度	mm	1900-3000
支架寬度	mm	1465
工作阻力	KN	4600
處撐力	KN	3941
推溜力	KN	305
移架力	KN	483
最低高度外形尺寸	mm	5250×1465×1900
支護(hù)面積	m2	6.345
支護(hù)強(qiáng)度	MPa	0.706
對(duì)底板比壓	MPa	2.05

工作面配套設(shè)備有MG300/690-W型采煤機(jī)；SGZ-764/400型前、后兩部刮板輸送機(jī)；SZZ-830/220型膠帶輸送機(jī)；WRB-200/31.5乳化液泵站。

 

3、  放頂煤工藝

      工作面采用每循環(huán)割一刀煤放一茬頂煤的工業(yè)方式，割放頂煤的循環(huán)進(jìn)度為0.5米，移架后及時(shí)放頂煤。

3.1松動(dòng)煤的參數(shù)

      松動(dòng)煤的參數(shù)為炮眼角度：仰角70⁰—80⁰垂直工作面向古塘側(cè)；炮眼直徑：36MM，炮煤眼數(shù)：71個(gè)，裝藥量：400G—1000G；炮眼深度：根據(jù)頂煤厚度確定，保證眼底與上部采空區(qū)留有0.5米以上的煤頂。

3.2放煤方式

      放煤采用單輪間隔順序放煤的方法，兩人相距5架支架，第一人放奇數(shù)（5^#、7^#、9^#......），第二個(gè)人放偶數(shù)（4^#、6^#、8^#......），放頂煤順序由平行作業(yè)方式。放煤時(shí)，放煤工將支架放煤擺梁收回，頂煤就會(huì)自動(dòng)流入后溜子，同時(shí)根據(jù)后邊溜上的煤量適當(dāng)調(diào)整后擺梁上下擺動(dòng)角度控制放煤量。$Page_Split$

 

4、  產(chǎn)量及回收率統(tǒng)計(jì)

8810_下工作面2003年6月1日投產(chǎn)，11月20日開(kāi)采結(jié)束，累計(jì)采出煤量350973T，全煤平均回收率86.81%，頂煤平均回收率80.7%，其逐月產(chǎn)量、回收率情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2    產(chǎn)量和回收率情況統(tǒng)計(jì)表

日期	推進(jìn)度（M）	實(shí)際產(chǎn)量（噸）	頂煤回收率（%）	全煤回收率（%）
6月份	57.25	42326	68	84.3
7月份	85	70095	89	94
8月份	68.75	57001	90.1	94.5
9月份	83.5	66156	81.1	90.3
10月份	78.75	76760	84	92.2
11月份	59	44635	72	86.2

從表2統(tǒng)計(jì)情況可以看出，6月、9月、11月頂煤回收率低，主要由于6月為試產(chǎn)期間，對(duì)放煤工藝處于摸索階段；9月處于過(guò)煤柱階段，有10米范圍放頂煤；11月工作停采，有15米未放頂煤。

 

5、  工作面礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律分析

8810_下工作面采用山東省泰安市尤洛卡自動(dòng)化儀表有限公司生產(chǎn)的ZYDC-Ⅲ型綜采壓力記錄儀進(jìn)行連續(xù)觀(guān)測(cè)。全工作面布置6條測(cè)線(xiàn)，分別布置在10^#、28^#、46^#、55^#、73^#支架上，綜采壓力記錄儀分別連接支架的前、后立柱上。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析，本工作面基本無(wú)明顯礦壓顯現(xiàn)，上覆巖層頂板巖石金屬網(wǎng)假頂在采動(dòng)過(guò)程中均能隨采隨冒，冒高達(dá)采高的2倍—3倍，處次來(lái)壓步距為16米，周期來(lái)壓步距為6米—8米，礦壓顯現(xiàn)不明顯。

正常割煤期間工作面壓力曲線(xiàn)圖

 

 

 

 

 

 

 

 

 

過(guò)煤柱期間工作面壓力曲線(xiàn)圖

    該工作面在推進(jìn)至290米處，遇有上分層開(kāi)采時(shí)留設(shè)一煤柱，煤柱寬8-16米，貫穿整個(gè)工作面，往外工作面運(yùn)輸槽由內(nèi)錯(cuò)式變?yōu)橥忮e(cuò)式煤柱布置。工作面采至該區(qū)域時(shí)，壓力顯現(xiàn)較為明顯，通過(guò)壓力表數(shù)據(jù)分析，安全閥頻繁開(kāi)啟，經(jīng)采取加強(qiáng)超前支護(hù)、加快推進(jìn)速度等措施順利的通過(guò)了該壓力集中區(qū)。開(kāi)采實(shí)踐證明，采用該種支架和采煤方法對(duì)于下分層工作面是適宜的。

 

6、  經(jīng)濟(jì)效益分析比較

    8810_下工作面頂煤厚平均2.5米，工作面長(zhǎng)度120米，采長(zhǎng)430米，則頂煤應(yīng)有量為：120×430×2.5×1.354=17.467萬(wàn)噸。

6.1回收頂煤量比較

   ZF-4600型支架頂煤回收量：17.467×80.7%=140959噸

   ZFD-4400型支架頂煤回收量：17.467×50%=87335噸

   ZPL-6000型支架頂煤回收量：17.467×0%=0噸

6.2、頂煤回收創(chuàng)造價(jià)值比較

   ZF-4600型支架和ZFD-4400型支架相比：

  （140959-87335）噸×150元/噸=804.36萬(wàn)元

   ZF-4600型支架和ZPL-6000型支架相比：

   140959噸×150元/噸=2114.4萬(wàn)元。

 

7、  綜合評(píng)價(jià)

      通過(guò)8810_下工作面的開(kāi)采試驗(yàn)證明，ZF-4600型支架放頂煤支架及采煤方法在下分層工作中是適宜的，可創(chuàng)造出較高的經(jīng)濟(jì)效益，而且其放煤方式采用后放式，有利于工作面管理和控制矸石量，架型輕，有利于支架運(yùn)輸搬家和減少投入。同時(shí)，采用該種支架采煤極大地提高了頂煤回收率和工作效益，為厚煤層分層開(kāi)采積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。就該工作面開(kāi)采情況來(lái)看，受運(yùn)輸條件（礦車(chē)運(yùn)輸）和回采銜接等多種因素制約，其月產(chǎn)和日產(chǎn)遠(yuǎn)為達(dá)到最好水平，大有潛力可挖。

 

8、  存在問(wèn)題

      頂煤厚度介于2M-4M的煤層，采用該中3支架及采煤方法效果最佳，對(duì)無(wú)頂煤的下分層工作面不適應(yīng)；在上分層開(kāi)采中鋪?lái)斁W(wǎng)下分層放煤效果遠(yuǎn)好于不鋪?lái)斁W(wǎng)。

      后刮板輸送的運(yùn)輸能力偏小，放煤速度快或鄰架同時(shí)放煤是易壓溜，造成設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)，不能滿(mǎn)足多架同時(shí)放煤的需求，可以考慮加大后刮板輸送的電機(jī)效率。

      支架頂梁打鉆預(yù)留孔偏?。ㄔ撁嫖床捎茫?，不利于各種角度打鉆孔，在實(shí)際操作中無(wú)法使用。

 

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