大隆礦東三705綜采工作面邊采邊延面工藝實踐

張慶林

鐵法能源公司大隆礦 遼寧 調兵山 112700

1 前言

東三705工作面位于東三采區的北側，東側以東三703回順階段保護煤柱和DFE3-1斷層為界；西側以F13號斷層為界；南側以東三七層大巷保護煤柱為界；北側以F6號斷層為界。為了多回收邊角煤炭資源，將本工作面設計成邊采邊延面。本工作面所用支架為ZY6800/15/35型液壓支架重量達到21噸，利用液壓缸拉移支架，實現支架自移就位，采用邊采邊加方法，增加支架68組，比一次性延面采煤多回采煤炭27萬噸，實現了安全、快速、高產高效的開采工藝成果。

2 方案的實施

2.1 支架就位設計計算 東三705工作面初采調角后回順開始進行邊采邊加，面長由197m逐漸增至300m，共計邊采邊加支架68組。按照回順中心線與工作面走向中心線所成夾角計算回順所加支架的具體位置。

2.2 加架裝置 該施工工藝利用1800mm行程液壓缸配合Φ30×108mm圓環鏈連接機尾支架與就位支架，將兩者支架框架連接牢固，利用液壓缸伸縮原理將就位支架拉移至指定位置，使用支架側護板或者使用液壓單體調整就位支架角度，將所就位支架與工作面支架角度一致。把支架調整到合理位置，提高了就位支架的穩定性。

2.3 延板裝置 利用1個替棚底拉缸與支架推移框架固定來蹬靠運輸機，底拉缸行程1800mm，按照加板數量可操作1至2個循環將運輸機蹬開1.8m-3.6m。然后安裝新中部槽，最后利用機尾液壓馬達使運輸機鏈條緊鏈將機尾對接。

2.4 加架延板流程 加設支架及機尾三角區頂板維護:環加設支架液壓管路→利用單體或液壓缸將支架調靠至機尾指定地點→觀察頂板狀態→視情況架設抬棚或打單體點柱支護頂板→原木棚下加強支護。

延板流程:掐運輸機上鏈→拆除上下幫啞鈴銷子、擋煤板、銷排等連接件→摘機尾13架支架連接頭→蹬機尾→掐運輸機底鏈→吊運中部槽→放置預留板縫位置→接運輸機底鏈→對接機尾→上好銷排、擋煤板、啞鈴銷子及連接頭等→接好上鏈。

3 方案評價分析

3.1 安全生產方面

3.1.1 操作方法方面 采用邊采邊加方案，工作面可以實現正常回采，使用液壓缸從根本上解決了原用回柱絞車就位支架時使用鋼絲繩拉拽的運輸方式，也取消了人力懸掛起吊滑輪的作業工序，作業人員操作片閥可以實現遠方操作，極大降低了施工的危險性，給職工安全帶來了可靠保障，真正做到了本質安全，另外使用液壓缸蹬運輸機摒棄了以往使用多顆單體的方法，人員操作簡便，使用單體不易掌握尺度，但使用液壓缸根據行程可以控制好具體參數，此方法使用安全可靠，即提高了勞動效率，又減輕了人員體力。

3.1.2 超前支護形式方面 以往使用一梁四柱單體木棚支護形式，計算單體支柱實際支撐能力:Rt=kgkzkbkhkaR=(0.91×0.85×0.8×0.95×0.8)×250=117(kN)

式中 Rt—— 單顆支柱實際支撐能力。kg—— 工作系數，取0.91。kz—— 增阻系數，取0.85。kb—— 不均勻系數，取0.8。kh—— 采高系數，取0.95。ka—— 傾角系數，取0.8。 R—— 單體支柱額定工作阻力，kN。

按支護設計(20m范圍內架設一梁四柱單體木棚，棚距1000mm)，超前支護應支護單體數量為84顆，由此可知使用單體木棚支護形式支撐能力:84×117=9828(k N)

當回順執行邊采邊加支架時，超前支護20m范圍內至少布置2組待加支架和24顆單體點柱，其對頂板的聯合支撐能力為:

R聯=R1+R2 =kgkzkbkhkaRz×2+Rt×24=(0.91×0.85×0.8×0.95×0.8)×10000×2+117×24=12214(k N)

式中 R聯——支架與支柱聯合支撐能力。 R1—— 支架支撐能力。R2——支柱支撐能力。Rz——支架額定工作阻力，k N。Rt——單顆支柱實際支撐能力。

經過核算，邊采邊加聯合支護方式的實際支撐能力12214k N遠大于超前支護單體木棚支護方式實際支撐能力9828k N，使用超前支護邊采邊加聯合支護方式對頂板支護強度更加可靠。

3.2 勞動工效方面 若采用邊采邊延面方法采煤，掘進期間掘出一個斜邊巷道比一次性延面掘進2個直角邊巷道長度少掘進673米，按每天進尺10米計算可節省67天時間，掘進673米巷道需要下料、運料、鋪鐵道等環節很多。另外，支架安裝需要安設回柱絞車，并鋪設38kg/m鐵道673m.綜上所述，采用邊采邊延面方法采煤可節省人力、物力，操作安全性高，同時節省很多工序，極大提高了勞動效率。

3.3 效益增收方面 3.3.1 采用邊采邊加方案，工作面遞增，多回收煤炭27萬噸。由于東三705工作面煤質較好，發熱量可達到4900卡/克，直接經濟效益非常可觀，按利潤80元/噸計算可增收效益:

270000×80元=2160萬元

3.3.2 采用邊采邊延面可節省材料:金屬網180捆、6800根錨桿、700根錨索、鐵道673米、所配套托盤、螺母、錨固劑等，可節省運費、材料費近150萬元。

3.3.3 采用邊采邊加方案，可節省掘進巷道67天工時，按30人，200元/工計算，可節省300×200×67=40.2萬元。

4 結束語

東三705綜采工作面實現了重量達21噸ZY6800/15/35型液壓支架邊回采邊加設，采用此工藝能夠保質保量完成回采工作，多回收煤炭27萬噸，資源有效回采帶來巨大的經濟效益，為類似工作面回采提供了寶貴經驗。