趙樓煤礦綜放工作面初采調(diào)面工藝探討

孫雪峰 徐守朝

(兗煤菏澤能化公司趙樓煤礦,山東省菏澤市,274705)

趙樓煤礦綜放工作面初采調(diào)面工藝探討

孫雪峰 徐守朝

(兗煤菏澤能化公司趙樓煤礦,山東省菏澤市,274705)

針對(duì)趙樓煤礦5301綜放工作面兩巷道與切眼不垂直、高差大、工作面?zhèn)蝺A角大的不利條件,采取了工作面調(diào)面開采技術(shù)方案,介紹了工作面調(diào)面方法和工藝。實(shí)踐表明,調(diào)面工藝的順利實(shí)施累計(jì)多回收三角煤4萬t,為趙樓礦井同類型條件下回收三角煤提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

綜放工作面 工作面初采 調(diào)面開采 趙樓煤礦

一般來說,綜采工作面布置要求兩條巷道基本平行且與工作面垂直,有足夠的推進(jìn)長(zhǎng)度,才能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。但煤層的賦存條件有時(shí)不是很理想,受斷層切割以及采煤工藝的改變的影響,會(huì)出現(xiàn)大量三角煤。為最大限度地回收煤炭資源,針對(duì)三角煤開采,多采用調(diào)面開采工藝,即工作面在推進(jìn)過程中,推進(jìn)方向作一定角度的旋轉(zhuǎn),以保證工作面的推進(jìn)長(zhǎng)度,減少搬家次數(shù)。

1 工作面概況

5301綜放工作面是趙樓煤礦五采區(qū)首采工作面,工作面采用走向長(zhǎng)壁開采方法。工作面切眼面長(zhǎng)202.76 m,煤層平均傾角為6°。受斷層影響,切眼與工作面兩巷道不能垂直布置,切眼處軌道巷超前運(yùn)輸巷49.5 m,運(yùn)輸巷高于軌道巷22 m,切眼與運(yùn)輸巷夾角76°。5301綜放工作面配套設(shè)備見表1。

表1 5301綜放工作面配套設(shè)備

2 工作面初采調(diào)面方案

2.1 存在問題

在工作面回采前準(zhǔn)確掌握數(shù)據(jù),分析趙樓煤礦5301綜放工作面回采前存在的問題:

(1)工作面切眼平面示意圖見圖1,運(yùn)輸巷高于軌道巷22 m,軌道巷側(cè)超前運(yùn)輸巷側(cè)49.5 m,切眼與兩巷道不是垂直布置,切眼與運(yùn)輸巷夾角76°,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),需在運(yùn)輸巷側(cè)多推進(jìn)50排左右。

圖1 工作面切眼平面示意圖

(2)初采調(diào)面過程中,工作面長(zhǎng)度逐漸縮短,至工作面與兩巷垂直時(shí),其長(zhǎng)度為196.7 m,工作面長(zhǎng)度最大縮短距離6.07 m,需要有序組織工作面支架撤離及加強(qiáng)頂板支護(hù)。

(3)調(diào)面期間工作面面長(zhǎng)變化差距大,刮板輸送機(jī)下滑嚴(yán)重,必須采取一系列措施以確保刮板輸送機(jī)下滑幅度在可控范圍內(nèi)。調(diào)面后斜長(zhǎng)變化較大,機(jī)頭維護(hù)是難點(diǎn)。

2.2 確定調(diào)面方案

考慮到該工作面支架與刮板輸送機(jī)在調(diào)面過程中角度的變化,初采時(shí)需旋轉(zhuǎn)工作面,結(jié)合本礦1303和11302綜放工作面初采調(diào)面經(jīng)驗(yàn),確定5301綜放工作面旋轉(zhuǎn)開采方案如下:

(1)大范圍多進(jìn)機(jī)頭調(diào)面至兩巷平齊,兩巷道垂直工作面。受該工作面支架布置和運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度較長(zhǎng)以及工作面底板不平等因素影響,采用多進(jìn)機(jī)頭、不進(jìn)或少進(jìn)機(jī)尾方式調(diào)斜工作面,即工作面機(jī)尾不動(dòng)或少動(dòng),自機(jī)頭逐段割煤、移溜、支柱、回柱、改頂梁,然后再割煤,等距離逐段向上延長(zhǎng)至機(jī)尾,最后將工作面煤壁找直。

為避免擠架、咬架現(xiàn)象出現(xiàn),根據(jù)工作面情況設(shè)置三個(gè)循環(huán)如下:

第一個(gè)循環(huán)按12∶1比例調(diào)面,即運(yùn)輸巷側(cè)推進(jìn)12排機(jī)頭,軌道巷側(cè)割通1排機(jī)尾。工作面設(shè)拐點(diǎn)割煤,即對(duì)應(yīng)1?！?0＃支架、1＃～70＃支架、1?！?00＃支架、1＃～131＃支架割煤,連續(xù)3個(gè)循環(huán)后推進(jìn)一排機(jī)尾。

第二個(gè)循環(huán)按10∶1比例調(diào)面,即運(yùn)輸巷側(cè)推進(jìn)10排機(jī)頭,軌道巷側(cè)割通1排機(jī)尾。連續(xù)2個(gè)循環(huán)。

第三個(gè)循環(huán)按6∶1比例調(diào)面,即運(yùn)輸巷側(cè)推進(jìn)6排機(jī)頭,軌道巷側(cè)割通1排機(jī)尾。連續(xù)調(diào)面6個(gè)循環(huán)后,兩巷平齊。

(2)平推工作面至前部刮板輸送機(jī)機(jī)頭架外側(cè)與機(jī)頭巷道中線順齊,此時(shí)卸載寬度達(dá)到適宜狀態(tài)。工作面調(diào)平后,由于兩巷高度差較大,平推工作面期間刮板輸送機(jī)將持續(xù)上竄。

(3)多進(jìn)機(jī)尾調(diào)面至軌道巷側(cè)進(jìn)尺超前運(yùn)輸巷側(cè)7～11 m左右按照兩尾一頭割煤組織生產(chǎn),直至軌道巷側(cè)進(jìn)尺超前運(yùn)輸巷側(cè)9 m左右。

(4)平推工作面,每班觀察工作面刮板輸送機(jī)上竄下滑狀態(tài)。工作面正常推進(jìn)期間,刮板輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接狀態(tài)及支架與前部刮板輸送機(jī)角度基本穩(wěn)定,5301綜放工作面初采調(diào)面取得預(yù)期效果。

3 調(diào)面過程控制分析

5301綜放工作面初采調(diào)面在兩巷高度差大、工作面切眼偽傾角大的不利條件下取得了較理想的效果。

(1)根據(jù)工作面切眼情況,尊重現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,在初采調(diào)面過程中做到嚴(yán)格要求,統(tǒng)一指揮,保證了初采調(diào)面方案的貫徹實(shí)施。工作面切眼設(shè)備安裝如圖2所示。

(2)提前掌握工作面切眼基本數(shù)據(jù),計(jì)算調(diào)面數(shù)據(jù),制定方案確保運(yùn)輸巷側(cè)刮板輸送機(jī)頭人行道出口安全。實(shí)踐證明,工作面實(shí)際調(diào)面數(shù)據(jù)與技術(shù)分析的理論值基本一致,本次初采調(diào)面為5301工作面中后期調(diào)面以及其他類似工作面調(diào)面打下了良好的理論基礎(chǔ)。

(3)嚴(yán)格控制工作面工程質(zhì)量,調(diào)斜效果的優(yōu)劣,在很大程度上依賴于能否嚴(yán)格按照調(diào)面設(shè)計(jì)方案實(shí)施調(diào)斜割煤,隨時(shí)掌握前后部刮板輸送機(jī)卸載寬度、高度,支架與刮板輸送機(jī)的夾角,推移框架的擺向,前部刮板輸送機(jī)機(jī)頭至巷道中線的距離等數(shù)據(jù),以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn),使初采調(diào)面工作順利進(jìn)行。

(4)工作面切眼設(shè)備安裝時(shí),支架基本平行于兩巷道。調(diào)面期間沒有發(fā)生支架的擠架咬架事故,為本次順利初采調(diào)面成功奠定了基礎(chǔ)。

圖2 工作面切眼設(shè)備安裝示意圖

4 初采調(diào)面的經(jīng)驗(yàn)

(1)調(diào)面過程中會(huì)出現(xiàn)刮板輸送機(jī)下滑,必須往巷道外側(cè)移動(dòng)轉(zhuǎn)載機(jī)以保證機(jī)頭卸載寬度,為避免出現(xiàn)刮板輸送機(jī)外側(cè)無安全出口,生產(chǎn)過程中需要提前在運(yùn)輸巷煤柱側(cè)擴(kuò)幫。設(shè)備安裝前,工作面切眼和兩巷道做適當(dāng)改造。

由于切眼設(shè)備安裝時(shí),切眼長(zhǎng)度為202.76 m,大于設(shè)備的安裝長(zhǎng)度,在生產(chǎn)初期調(diào)面過程中,采煤機(jī)無法割通機(jī)頭和機(jī)尾處的煤壁;隨著工作面推進(jìn),工作面長(zhǎng)度逐漸變短,刮板輸送機(jī)機(jī)頭側(cè)相對(duì)變長(zhǎng),刮板輸送機(jī)機(jī)頭人行道安全出口變小,為避免初采調(diào)面期間刮板輸送機(jī)兩端頭過長(zhǎng)或過短影響生產(chǎn),運(yùn)輸巷前20 m在回采一側(cè)擴(kuò)幫1 m左右,收尺點(diǎn)30～50 m范圍內(nèi)在煤柱一側(cè)擴(kuò)幫1 m左右。同時(shí)軌道巷前20 m回采一側(cè)擴(kuò)幫1 m左右,工作面設(shè)備安裝前兩溜槽擴(kuò)幫改造見圖3。

圖3 工作面設(shè)備安裝前兩溜槽擴(kuò)幫改造示意圖

(2)由于工作面運(yùn)輸巷高于軌道巷以及調(diào)斜時(shí)的下滑影響,切眼布置時(shí)機(jī)頭1＃支架距離煤壁較遠(yuǎn),會(huì)產(chǎn)生7.2 m的空頂高度,初采期間不利于巷道維護(hù),給機(jī)頭端支護(hù)帶來極大的困難。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題,制定以下措施:

前部刮板輸送機(jī)加溜槽后,安裝時(shí)1＃～5＃支架之間要留出三個(gè)支架寬度的空間,并將三個(gè)支架空間分布于1?！?＃支架之間,最大程度避免端頭大面積空頂帶來的弊端,同時(shí)避免了在機(jī)頭端新加支架帶來的運(yùn)輸、安裝環(huán)節(jié),大大減少了工作量,并且會(huì)更有利于架側(cè)頂板維護(hù)。

(3)初采調(diào)面期間,由于機(jī)尾段推進(jìn)速度較緩慢,導(dǎo)致機(jī)尾段頂板壓力集中,造成軌道巷端頭3組支架上方頂煤冒落,機(jī)尾段推進(jìn)困難,進(jìn)而影響工作面推進(jìn)速度。應(yīng)加強(qiáng)機(jī)尾段頂板管理,確保支架初撐力。可采用其他頂板支護(hù)手段管理頂板,確保頂板質(zhì)量,防止頂煤冒落,如采取噴注加固頂板的化學(xué)材料等其他維護(hù)頂板方案措施。

5 結(jié)論

(1)本次初采調(diào)面的順利實(shí)施累計(jì)多回收三角煤4萬t,多創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益2000萬元(噸煤?jiǎn)蝺r(jià)按500元/t計(jì)算)。

(2)本次初采調(diào)面取得了較好的預(yù)期效果,為同類型工作面調(diào)面提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn),具有極強(qiáng)的借鑒意義。

[1] 陳勇,王紅勝.旋轉(zhuǎn)開采技術(shù)在上行開采不規(guī)則薄煤層綜采面的實(shí)踐[J].中國(guó)煤炭,2009(10)

[2] 王延飛,楊智.大傾角綜放工作面調(diào)斜旋轉(zhuǎn)開采技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)煤炭,2008(12)

[3] 姜文杰,閆顯運(yùn),徐守朝.113_下03綜放工作面安全高效旋轉(zhuǎn)開采技術(shù)[J].中國(guó)煤炭,2007(5)

[4] 陸偉,楊科,楊曉杰.大傾角三軟厚煤層綜采工作面旋轉(zhuǎn)開采技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2014(7)

[5] 劉日成,李金海,徐春超.不規(guī)則綜采工作面旋轉(zhuǎn)開采實(shí)踐[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012(5)

(責(zé)任編輯 郭東芝)

Discussion on mining face adjustment technology during primary mining in fully mechanized caving face in Zhaolou Coal Mine

Sun Xuefeng,Xu Shouchao
(Zhaolou Coal Mine,Heze Energy Chemical Industry Co.,Ltd.,Yanzhou Coal Mining Co.,Ltd., Heze,Shandong 274705,China)

In the No.5301 fully mechanized caving face of Zhaolou Coal Mine,the cutting hole is not vertical,and the altitude difference between two roadways is large,and the false inclination angle of working face is large.Aiming at these adverse conditions,the technical solution of face adjustment was adopted,and the methods and processes of face adjustment were introduced.The results showed that the successful implement of face adjustment technology mined more 40 thousand ton triangle coal,which provided valuable experience to triangle coal mining under similar conditions in Zhaolou Coal Mine.

fully mechanized caving face,primary mining face,face adjustment mining, Zhaolou Coal Mine

TD823

A

孫雪峰(1976－),男,山東滕州人,本科學(xué)歷,現(xiàn)任趙樓煤礦綜采一區(qū)區(qū)長(zhǎng),從事煤礦開采工作。