將放頂煤開采工藝應(yīng)用于松軟厚煤層的開采工作中,通常會(huì)出現(xiàn)放煤與支護(hù)不協(xié)調(diào)的情況,并且,因?yàn)橐簤褐Ъ苌戏骄哂休^為松軟的特點(diǎn),所以頂煤破碎或滑落的情況十分常見,從而導(dǎo)致頂部冒空的情況出現(xiàn),甚至可能導(dǎo)致倒架事故。在某煤礦中,其年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120 萬(wàn) t,且一直應(yīng)用的開采工藝為鋼梁與單體液壓支柱的放頂煤開采工藝,不僅生產(chǎn)效率較低,且難以保障工作人員的安全,所以應(yīng)積極對(duì)開采方式進(jìn)行改進(jìn)。
1 礦井概況
主要針對(duì)該礦的 3102 工作面位于 5 號(hào)煤層,煤層走向?yàn)闁|西走向,并且自西向東煤層越來(lái)越厚,煤層#薄處為 3.2 m,#厚處則達(dá)到 7.5 m,頂板與底板均處于較為松軟的狀態(tài),其中頂板主要為油頁(yè)巖,底板則主要為泥質(zhì)砂巖。該工作面的設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度為 825m,需要進(jìn)行回采的長(zhǎng)度為800 m,工作面的傾角在 21° ~24°之間,平均傾角為 22°,沿傾向的長(zhǎng)度為 121 m,可以進(jìn)行開采的儲(chǔ)量為 55 萬(wàn) t。巷道的斷面為 14 m 2 ,采用錨索、錨網(wǎng)以及錨桿共同進(jìn)行支護(hù)。
2 壓力變送器選型
在概況開展開采工作的過程中,3102 工作面為shou個(gè)應(yīng)用水平綜放開采技術(shù)的工作面,所以在開展工作的過程中無(wú)可借鑒的經(jīng)驗(yàn),由此,必須在其它條件較為相似的煤礦中進(jìn)行調(diào)研,并與該工作面的實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合,以保障能夠?qū)ε涮自O(shè)置進(jìn)行正確選型。
2.1 液壓支架選型
將先金的放煤頂技術(shù)與當(dāng)前該礦中所應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)行充分結(jié)合,并在其中應(yīng)用液壓支架支護(hù)技術(shù),與此同時(shí),將大流量快速移駕系統(tǒng)應(yīng)用于其中。
(1)基本支架
工作面上具有一定的傾斜度,因此,必須對(duì)相關(guān)工作人員的安全問題,是必須進(jìn)行考慮的重點(diǎn)內(nèi)容。在實(shí)施開采工作的過程中,應(yīng)用的放頂煤液壓支架的型號(hào)為 ZF5000/17/28,該支架的組成包括伸縮梁、護(hù)幫板、活動(dòng)側(cè)護(hù)板以及底座防滑連接裝置等,在活動(dòng)側(cè)護(hù)板的中間部分,留有一 Φ7 cm的炮孔。在規(guī)定采高達(dá)到 2.5 m 的情況下,對(duì)支架的尾梁進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,可以實(shí)現(xiàn)尾部過煤的高度在 90 m 以上。
(2)過渡支架
架內(nèi)運(yùn)輸壓力變送器中包含多個(gè)部門,其中的驅(qū)動(dòng)部具有良好的防護(hù)空間以及較高的便利性,其二者均需進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)工作,所以需要應(yīng)用反四連桿液壓支架,指定型號(hào)為 ZFG5300/18/29。以此同時(shí),該液壓支架中的立柱、千斤頂閥門等相關(guān)配件,均能夠 ZF5000/17/28 型放頂煤液壓支架的配件進(jìn)行通用,由此,對(duì)壓力變送器進(jìn)行檢修工作以及維護(hù)工作,均具有更高的便利性。
(3)端頭支架
因?yàn)楣ぷ髅娑祟^的情況必然各不相同,所以,為了保障運(yùn)輸順槽的超前支護(hù)能力,就必須對(duì)運(yùn)輸順槽開展有效的維護(hù)工作,使其能夠保持順暢,所以,主要對(duì)前置式和后置式的端頭支架均需進(jìn)行采用,其中前置端頭支架的型號(hào)為 ZTQ5300/18/19,后置端頭支架的型號(hào)則為ZFTH10600/18/29。
2.2 輸送機(jī)及轉(zhuǎn)載機(jī)選型
因?yàn)?ldquo;松軟”為該煤層的主要特征,所以在該工作面上存在較大的推移阻力,并且片幫也能夠?qū)ζ湓斐赏{。在工作面的前后部分,應(yīng)用的刮板輸送機(jī)型號(hào)為 SGZ730/2×160,其具有更大的運(yùn)煤量,采用鑄焊封底的方式對(duì)底槽部分進(jìn)行處理,并將液壓張緊裝置配置于機(jī)尾部分。為了促使運(yùn)輸能力得到提高,同時(shí)進(jìn)一步提升檢修工作的便利性,此時(shí)所應(yīng)用的轉(zhuǎn)載機(jī)應(yīng)能夠與前后部輸送機(jī)的零件進(jìn)行通用,制定型號(hào)為 SZZ -764/160。
2.3 采煤機(jī)選型
因?yàn)楣ぷ髅嫔暇哂休^大的傾角,所以在其上開展工作時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)大塊煤滾落或是采煤機(jī)滑移的情況,并由此引起傷人事件發(fā)生,所以在開展采煤工作的過程中,有必要應(yīng)用可靠性更高、爬坡性能更好的電牽引采煤機(jī),指定型號(hào)為 MG200/500-QWD。在該采煤機(jī)中配有 PLC,通過對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用,記憶功能以及故障顯示功能均可以得到更加有效的發(fā)揮,維護(hù)工作的開展也就更加高效和便捷。
2.4 電氣壓力變送器選型
根據(jù)統(tǒng)計(jì)研究顯示,該工作面的總裝機(jī)功率為
2 130 kW,電壓為 1 140 V,所以在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用的過程中,需要準(zhǔn)備兩臺(tái) 1 000 kVA 的移動(dòng)變電站為其進(jìn)行供電。并且,在綜放工作面上,用電壓力變送器較為集中,所以們對(duì)于移動(dòng)變壓器的低壓側(cè),應(yīng)該安裝一真空智能型的饋電開關(guān)。對(duì)于工作面的前后部分,其中所應(yīng)用的裝載機(jī)以及輸送機(jī)所使用的均為雙宿雙電機(jī),所以應(yīng)該將智能組合開關(guān)作為啟動(dòng)開關(guān),指定型號(hào)為 QJZ-4X315/1 140DP。
3 開采過程管理
3.1 加強(qiáng)頂板支護(hù)
因?yàn)榉彭斆壕哂泻笱谧o(hù)梁以及叉板,其支架的總長(zhǎng)度能夠達(dá)到 6.8 m,實(shí)施切巷工作時(shí),需要至少 7 m 的寬度才能夠完成一次擴(kuò)刷工作,并且,在松軟煤層中實(shí)施掘進(jìn)工作,關(guān)鍵點(diǎn)就在于頂板管理,所以,在開展切巷工作時(shí),可以采用邊刷邊擴(kuò)邊安裝的方式。對(duì)于沿頂板的選擇,應(yīng)該使用由錨索以及高強(qiáng)錨桿所組成的聯(lián)合支護(hù)頂板,其中錨索的規(guī)格為 Φ17.8 mm×8 000 mm,高強(qiáng)錨桿的規(guī)格為Φ22 mm×500 mm,并且,每掘進(jìn) 4 m 距離,即進(jìn)行長(zhǎng)度為 3 m 的擴(kuò)刷,與此同時(shí),還應(yīng)對(duì)頂板實(shí)施監(jiān)測(cè)工作,以保障錨桿的初錨力能夠?yàn)橹辽?00 N/m。另外,每隔 20 m 距離,應(yīng)安裝一組頂板離層儀,以對(duì)頂板的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),從而實(shí)現(xiàn)有效控制頂板。
在開展邊安裝變刷擴(kuò)工作時(shí),應(yīng)由機(jī)頭開始進(jìn)行刷擴(kuò),直至 30 m 時(shí),使用單體柱促使支護(hù)強(qiáng)度得到提升。shou先,將轉(zhuǎn)載機(jī)以及刮板輸送機(jī)安裝于工作面上,使用刮板輸送機(jī)開展刷擴(kuò)工作,需要注意的是,刷擴(kuò)過程中必須保持其與安裝之間的距離,以避免發(fā)生安全事故。至于刮板輸送機(jī)的彎曲段,應(yīng)將其控制為 30 m,以既有為起點(diǎn),將進(jìn)行回采的刮板輸送機(jī)一次性撥至固定位置,于機(jī)頭處開始對(duì)液壓支架進(jìn)行安裝,盡可能實(shí)現(xiàn)一次達(dá)標(biāo)。
3.2 預(yù)防端頭破碎
因?yàn)槊簩泳哂杏捕容^低的特點(diǎn),所以需要進(jìn)行架棚支護(hù)。在端頭支架的支撐力作用下,端頭的頂煤極易出現(xiàn)破碎的情況,并且兩端頭在掘進(jìn)時(shí),必須進(jìn)行全斷面的鋪網(wǎng),于兩幫工字棚之間進(jìn)行補(bǔ)打錨桿。需要注意的是,利用巷道掘進(jìn)的瞬間,應(yīng)將以上全部工序完成。與此同時(shí),為了避免頂煤下落將后電機(jī)埋住,在刮板輸送機(jī)的電機(jī)前后 10 m 處的位置,均應(yīng)進(jìn)行全斷面鋪網(wǎng)。
3.3 合理計(jì)算采煤機(jī)和放煤步距
將煤層較軟以及工作面傾斜兩個(gè)因素作為重要基礎(chǔ),為了避免發(fā)生冒頂片幫事故等不良情況,以相應(yīng)的調(diào)研結(jié)果為依據(jù),將采煤機(jī)的截深設(shè)置為 0.6 m。通過 PFC 數(shù)值模擬軟件對(duì)“一采一放”、“兩采一放”、“三采一放”等不同的放煤步驟進(jìn)行應(yīng)用情況下的頂煤回收率實(shí)施模擬運(yùn)算工作,運(yùn)算結(jié)果顯示,對(duì)“兩采一放”模式進(jìn)行應(yīng)用,其回收率能夠達(dá)到 78.89%,為多種模式中回收率之#高。由此,應(yīng)采用的放煤布局為“兩采一放”。
4 結(jié)語(yǔ)
因?yàn)楹衩簩泳哂兴绍浀奶匦裕栽谙嚓P(guān)的采煤工作中應(yīng)該積極對(duì)方法進(jìn)行革新,對(duì)應(yīng)用的壓力變送器進(jìn)行科學(xué)合理的選型,制定有效的支護(hù)方案,在積極保護(hù)生產(chǎn)安全的同時(shí),促使煤礦生產(chǎn)力得到切實(shí)提升。