山西近水平煤層綜采分析

摘要：本文從工作面進刀方式，支架加、減以及工作面設備布置三個方面，淺談山西近水平煤層綜采應注意問題和積累的經驗。

關鍵詞：近水平煤層 綜采 進刀方式 支架 設備布置

山西是我國產煤大省，其境內的煤層分布情況錯中復雜。其中近水平煤層不在少數。所謂的近水平煤層指的就是傾角8°以下的煤層。對于近水平煤層的開采方法不外乎炮采、機采、綜采三種，其中綜采是最先進的，符合煤礦高產高效的要求，也是發展潮流。所謂綜采就是煤礦綜合機械化采煤，一般指機械化率達到95%以上。用于綜采的設備有：采煤機、液壓支架、刮板輸送機、轉載機、破碎機、可伸縮膠帶輸送機。

1 近水平煤層綜采工作面進刀方式

目前，工作面端部斜切進刀和工作面中部斜切進刀是應用于近水平煤層綜采工作面的兩種主要進刀方式。其中，工作面端部斜切進刀來回一趟切兩刀，工作面中部斜切進刀來回一趟切一刀。對于端部斜切進刀來說，由于工作面端頭操作時間較長，需要等待很長時間才能開采，所以嚴重壓縮了效采煤時間。不過，采用中部斜切進刀方式可以有效提高開機效率，尤其在工作面長度比較短的條件下，采用中部斜切刀效果非常明顯。與端部斜切進刀方式相比，除確保工作面三直兩平外(不平不直地段用迫空刀進行處理)，還大大縮短了循環周期。

2 綜采工作面加、減支架分析

2.1 兩工作面互相平行

2.1.1 先對接支架再接中部槽 當大、小面和回順之間只有一條聯絡道時。接支架在聯絡道推到位時立即連接之前工作面支撐架的液壓系統。把刮板輸送機尾部的電機、機尾架、減速機還有過渡槽同原來的刮板輸送機斷開，運往新開采面采煤機尾部的閑置處，把與支架同等數目的中央槽調到新的工作面，用于對接之用，最后令刮板輸送機與刮板輸送機機尾電機、減速機、機尾架以及過渡槽進行連接。

2.1.2 首先安裝支架及相關設備 當大、小面和回順之間擁有多條聯絡道，并且聯絡道頂板比較不難掌控時。接支架在聯絡道推到位時立即連接之前工作面支撐架的液壓系統。把刮板輸送機尾部的電機、機尾架、減速機還有過渡槽同原來的刮板輸送機斷開之后，將后者裝車并經過聯絡運出。

2.1.3 先裝后搬 工作面來回順槽因通風、運輸等方面的問題沒辦法進行調向，并且有比較大的構造(如：斷層、火成巖等)臨近工作面運煤順槽側，導致工作面無法直接向前推進。在這種情況下，可以在原工作面與新工作面之間挖掘兩條聯絡道，一條用于連接到對接位置，另一條用于連接到新運煤順槽。當掘進工作面推進距離新工作面百米時，立即將工作面上的例如支架、刮板運輸機等設備拆除掉，將其中一部分裝車運往新的運煤順槽，而剩下的設備則裝車運往對接位置重新安裝。

2.2 兩面有夾角 依據斜面所成角度和斜面長度，通過計算，把侯接支架安裝到斜面上。掘進工作面向前每推進一個工作班次，依據推進事實，把工作面處刮板輸送機尾部電機、機尾架、減速機還有過渡槽斷開，中部槽只有在機尾斷開后方可運進進行對接。

2.2 減支架

2.2.1 兩面平行 聯絡道與工作面新舊回順間只有1條聯絡道。當減支架聯絡道與工作面相距6米時，應該在工作面上鋪設鋼絲網。將刮板運輸機上回順交叉點前的第五和第六節中部槽移除運出，并將刮板運輸機的尾架牽引到該處進行對接。

2.2.2 兩面有夾角 ①工作面推進隨推隨拆聯絡道與工作面新舊回順間只有1條聯絡道，但頂板完整壓力小。依據斜面所成角度和斜面長度，算出工作面每天應該拆吹多少數目的支架。當將工作面支架移進斜面之后，每向前推進一個工作班次，根據推進情況，將刮板運輸機主要設備如機尾電機、減速機、機尾架以及過渡槽斷開，再運到起吊車間裝車。等支架運出去之后再將機尾進行對接。②先鋪網，然后整體拆除新舊回順間有1條聯絡道。新回順向工作面方向有1段盲巷。當減支架聯絡道與工作面相距6米時，應該在工作面上鋪設鋼絲網。將刮板運輸機上回順交叉點前的第五和第六節中部槽移除運出，并將刮板運輸機的尾架牽引到該處進行對接。

3 綜采設備布置分析

3.1 移變專列與膠帶運輸機同時布置于進風順槽內的優、缺點

優點：①如果將移變專列單獨布置于輔運進風順槽內，將大大增加轉載機和破碎機的供電所需距離，必將大大增加前期投入成本和用于平常生產維護成本。②將膠帶機布置于進風巷內是國內外煤礦的通行做法，因為這便于通風管理。③因為刮板運輸機機尾冷卻水用量少可由噴霧灑水系統提供，所以不需要在回順處設置供水系統，供水環節的減少改善了平日的生產管理。④少在工作面擋煤板電纜槽內布置一條電纜，這樣一來也方便平日的生產管理。⑤值守于移變專列控制臺的工作人員同時可觀察到膠帶機運行狀況，實現了多頭管理。⑥與工作面機尾連接的回順槽沒有任何機電設備，因此當大型機電設備報修時便于運輸與維修，可從機尾直接到溜槽，大大方便了設備的檢修和維護。

缺點：①因綜采工作面內煤塵大，所以對在該區域執勤的工作人員的健康非常不利，嚴重違背國家倡導的“以人為本”科學發展觀。②要想將膠帶機和移變專列布置在同一進風順槽，必須增大巷道橫斷面面積（一般跨度要達到5.4米以上才能滿足要求），這樣一來巷道掘進成本提高了。另一方面跨度的增大，使得礦山壓力增大，勢必導致巷道使用期間的維護費用的提高，同時安全度也降低了。③移變專列設備衛生難以保持，當膠帶機和移變專列同時布置在同一進風順槽內時，運行期間的膠帶機產生的大量煤塵將降落在移變專列設備上，使得移變專列設備上的衛生無法保證，另外煤塵隨風飄到工作面，影響工作進度。

3.2 移變專列布置在進風輔運順槽和膠帶運輸機布置在回風順槽的優、缺點

優點：①移變專列布置在進風順槽而膠帶運輸機布置在回風順槽，將使移變專列設備始終置于新鮮的風流內，移變專列設備上的衛生將得到很大保證；同時膠帶運輸機自身運行期間產生的煤塵污染也將不復存在，保證綜采面始終保持在清新清潔環境下。②在輔運進風順槽內布置移變專列，所有管線和電纜都無需穿過轉載機與破碎機而直接進到綜采工作面，不但優化了電纜管線的布置又方便生產管理，另外還可將推移纜線單軌吊的伸縮距離增加，最大限度地延長移動移變專列時間、適時地提高綜采工作面開機、減少移動移變專列次數率、有效地將綜采工作面綜合生產效率提高。③移變專列布置在進風順槽而膠帶運輸機布置在回風順槽，必將減少橫斷面的跨度。將順槽跨度控制在5米以內就可以滿足要求了。這樣一來巷道掘進成本將會減小，巷道使用期間的安全度將會提高。④在綜采工作面處擁有兩條輔助通道，將大大改善運輸條件，當發生事故時，在快速靈活展開救助工作方面將起到很大作用。⑤與移變專列配套布置的高壓電纜，因為單獨處在輔助進風巷道內，所以對于推采和回收相當的方便。另外，膠帶機與移變專列互不交叉，互不干擾，因此不管在設備安裝期間還是在生產期間，彼此互不干擾，提高各自工作效率。⑥將膠帶機布置于回風順槽，有利于集中滅塵，除增加傳統水幕數目用于滅塵外，還可以利用現代化高科技尖端滅塵方法和工具，提高滅塵效率。

缺點：①用于工作面刮板運輸機機頭和機尾的冷卻水只能分開來供應，為創建完整的消塵灑水防火系統，將供水系統鋪設于兩條順槽內，以滿足安全性要求。②駕駛回風槽內的膠帶機的司機，始終置于高濃度的煤塵內，對他的身體健康造成很大影響，需要為他配備特殊的防塵裝備。③將增加轉載機和破碎機的供電距離，電纜長度和供電電壓也將隨之增大，前期成本投入增加。綜采工作面的擋煤板電纜槽里的電纜數目也將增加。

移變專列布置在進風順槽內和膠帶運輸機布置在回風順槽內，這一方案經技術經濟分析和安全管理論證后，被認為利大與弊，對安全生產管理非常有利。事實表明：這一創新布置方式，是一項值得在特殊條件下廣泛推廣應用的先進實用型技術。

參考文獻：

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