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[摘 要]本文针对新铁煤矿大倾角综采工作面的特点,探索解决综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机防滑等技术难题,为大倾角综采工作面的高产、高效提供保障。
[关键词]大倾角 综采设备 防滑
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)10-0296-01
新铁煤矿年设计能力为120万吨的现代化矿井,截止2012年末地质储量12000万吨,可采采储量6130万吨,大倾角中厚煤层储量占65%以上。新铁煤矿为了解决大倾角中厚煤层开采问题,不断创新,成功挑战了62°大倾角中厚煤层上马综采系统,解决了综采设备防滑、矸石飞溅伤人等技术难题,刷新了世界大倾角煤层综采纪录。
一、大倾角综采简介
1.1 大倾角煤层
大倾角煤层是以煤层倾角超过冒落矸石以及煤的自然安息角出现以滑动,失稳等现象为主要特征而命名的。迄今为止尚无明确定义,有些专家基于上述原理,将30°~55°倾角煤层称之为大倾角煤层,本文所指的大倾角煤层包括倾角55°以上煤层。
1.2 综合机械化采煤
综合机械化采煤简称综采,是指采煤工作面中采煤机,可弯曲刮板输送机和自移液压支架等主要设备组合配套,采煤主要工序如破煤、装煤、运煤、支护和管理顶板等过程全部机械化。
1.3 影响大倾角综采安全的重要因素
大倾角中厚煤层被国内外视为难采煤层,由于倾角大,地质条件复杂等因素影响,大倾角综采工作面生产过程中采煤机、液压支架、刮板输送机的防滑是制约大倾角综采安全的重要因素。
二、开采工艺
2.1 采煤方法:工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤法。
2.2 顶板管理:全部垮落法管理顶板,最大控顶距:3.75m,最小控顶距:3.15m,放顶步距:0.7m;采用ZQY3400/15/35型液压支架支护顶板,工作面下端头采用3.15m的DZ系列液压单体支柱支护顶板,柱距为0.7m,排距为0.7m,上下出口往外20m采用超前支护。
2.3 主要设备:采煤机、刮板输送机、液压支架、转载机、乳化液泵站、喷雾泵站等。
2.4 工艺流程:工作面安全检查→采煤机进刀→采煤机割三角煤→采煤机割煤→拉架→推移运输机。
三、大倾角综采工作面设备防滑措施
3.1 采煤工艺措施
3.1.1 工作面伪斜推进。开采后使工作面调成仰伪斜开采,即运输巷超前回风巷5~10m,仰角5°;工作面呈伪斜推进,可有效的防止输送机与支架的下滑。
3.1.2 采用端部斜切进刀。顶板破碎压力大时,采取低位斜切进刀方式进刀;顶板条件较好,压力不大时,采取斜切割全高进刀方式进刀。
3.1.3 上行顺序推移输送机。无论采煤机是上行还是下行割煤,推移输送机都必须依上行顺序推移。上行时,滞后割煤,上行顺序移架,推移输送机。
3.2 采煤机防滑方案
3.2.1 采煤机选用爬坡能力强、液压制动性能好的齿轨式无链牵引采煤机。采煤机为双行走部,牵引力大,抱闸系统经过改造后防滑能力强;采煤机在行走减速箱内装有液压摩擦制动器,当采煤机关机时可自动制动。
3.2.2 在采煤机上安装能使工作面输送机停止运转的闭锁装置;工作面出现异常情况时,采煤机司机能及时停电闭锁,待顶板处理好后再开机割煤。
3.2.3 加强机组的检修维护,保证机械结构防滑功能灵敏可靠,防止机组失控下滑。
3.2.4 采煤机的牵引速度控制在2m/min以下。
3.2.5 采煤机上行割煤时,要使两滚筒全部降至底,再停牵引;下行割煤时,要使滚筒切入煤壁后再进行停机。
3.2.6 采煤机上行割煤时要紧跟采煤机移溜,利用工作面输送机的弯曲防止采煤机下滑。
3.2.7 根据采高要求,将工作面顶、底割平,煤壁割直,伞檐长度不能超过1m。
3.2.8 采煤机割煤时,必须及时伸出缩梁支护顶板;当采煤机停止割煤后,要把两个滚筒放在底板上,滚筒要切入煤壁,以防采煤机下滑。
3.3 刮板输送机防滑方案
3.3.1 锚固刮板机,利用锚固装置,如液压锚固站或单体液压支柱等,锚固刮板输送机的机头和机尾。在移输送机时,不能同时松开机头和机尾的锚固装置,移动机头和机尾时只能暂时撤移锚固装置,待机头和机尾移动后立刻设置好锚固装置,然后再继续推移。
3.3.2 支架推拉杆采用后置式结构,推拉杆长度加长,液压缸与推拉杆交接点后置,使用底座夹住推拉杆,起到防滑作用,同时便于现场管理,随时调整工作面伪夹角。
3.3.3 设置防滑千斤顶,采用每隔七部支架设一道防滑链,防滑千斤一端通过锚链与支架底座上的支撑座连接,另一端通过锚链与向下第四架支架对应的溜槽连接,由防滑油缸控制,拉紧工作面输送机。
3.3.4 每隔六部支架在工作面刮板输送机底部架设一戗柱,作为辅助防滑措施,防止输送机下滑。
3.3.5 上巷采用地锚固连接定防滑油缸通过防滑链上溜头,拉紧油缸起到溜子防滑作用。
3.3.6 推移输送机必须从采面一头向另一头顺序推移,禁止从两头向中间推移。
3.3.7 推输送机时要注意顺直输送机,机尾不得超前或落后进度,输送机要防止煤、矸等进入底槽,以减小底链运行阻力。
3.4 液压支架防倒、防滑方案
液压支架用来有效而可靠的支撑和控制工作面顶板,同时还能前移和推进工作面输送机,与采煤机、输送机配套使用,合理的使用液压支架、及时防止支架下滑和处理倒架是现代化矿井安全高效运转的重要课题。
3.4.1 工作面每隔七部支架设一组千斤顶,支架顶梁上的防倒千斤顶,底座上的两道调架千斤顶将上下两部支架连接成一组整体,有效防止支架下窜造成挤架钻架现象。
3.4.2 严格执行液压支架的操作规程,搞好工作面的工程质量,保证采面支架符合质量标准。
3.4.3 顶板破碎时要及时跟机或超前带压移架,带压强度以能够顺利移架为准,少降快拉,尽量减少顶板悬空时间;禁止相邻两台支架同时移架。防止顶板漏空,支架不能接顶无法达到初撑力,从而引起支架失稳造成支架歪斜倾倒事故。
3.4.4 掌握好工作面的伪斜,控制好刮板机的上窜下滑,要严防刮板机下滑牵动支架前梁向下歪斜引发倒架。
3.4.5 始终自工作面下部向上移架,以防采空区滚动矸石冲击支架尾部;移架后要及时伸出伸缩梁打开护帮板,防止片帮。
3.4.6 及时调整支架支撑状态不符合要求的液压支架,防止支架咬架、错台、歪架,支架移到位后及时调架并给足初撑力。
3.4.7 采取间隔移架,防止拉移支架在支撑阶段时可能产生的下滑,并使支架保持合适的迎山角,以抵消顶板下沉时的水平位移量。
3.4.8 端头支架是综采工作面防倒防滑的基础。通过设在支架顶梁上的防倒千斤顶,底座上的两道调架千斤顶将下头四部支架连接成一组整体,调正给足压,保证支架稳固,从而增加工作面支架整体防倒防滑能力。移端头支架时,严格按二三一四的顺序移,采用单部小步移架,有效控制支架下窜。
四、结束语
通过采取上述有效措施,解决了新铁煤矿大倾角综采工作面设备防滑等技术难题,经济效益和社会效益显著,为新铁煤矿建设安全高效一流矿井提供了可靠的保证。
参考文献
[1] 国家煤矿安全局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业部出版社.2010.
[2] 宋利华.关于综采工作面防滑技术的探讨[J]:企业技术开发.2011年22期.
[3] 侯殿军.大倾角煤层开采方法概论[M].北京:煤炭工业出版社.2009.
[关键词]大倾角 综采设备 防滑
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)10-0296-01
新铁煤矿年设计能力为120万吨的现代化矿井,截止2012年末地质储量12000万吨,可采采储量6130万吨,大倾角中厚煤层储量占65%以上。新铁煤矿为了解决大倾角中厚煤层开采问题,不断创新,成功挑战了62°大倾角中厚煤层上马综采系统,解决了综采设备防滑、矸石飞溅伤人等技术难题,刷新了世界大倾角煤层综采纪录。
一、大倾角综采简介
1.1 大倾角煤层
大倾角煤层是以煤层倾角超过冒落矸石以及煤的自然安息角出现以滑动,失稳等现象为主要特征而命名的。迄今为止尚无明确定义,有些专家基于上述原理,将30°~55°倾角煤层称之为大倾角煤层,本文所指的大倾角煤层包括倾角55°以上煤层。
1.2 综合机械化采煤
综合机械化采煤简称综采,是指采煤工作面中采煤机,可弯曲刮板输送机和自移液压支架等主要设备组合配套,采煤主要工序如破煤、装煤、运煤、支护和管理顶板等过程全部机械化。
1.3 影响大倾角综采安全的重要因素
大倾角中厚煤层被国内外视为难采煤层,由于倾角大,地质条件复杂等因素影响,大倾角综采工作面生产过程中采煤机、液压支架、刮板输送机的防滑是制约大倾角综采安全的重要因素。
二、开采工艺
2.1 采煤方法:工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤法。
2.2 顶板管理:全部垮落法管理顶板,最大控顶距:3.75m,最小控顶距:3.15m,放顶步距:0.7m;采用ZQY3400/15/35型液压支架支护顶板,工作面下端头采用3.15m的DZ系列液压单体支柱支护顶板,柱距为0.7m,排距为0.7m,上下出口往外20m采用超前支护。
2.3 主要设备:采煤机、刮板输送机、液压支架、转载机、乳化液泵站、喷雾泵站等。
2.4 工艺流程:工作面安全检查→采煤机进刀→采煤机割三角煤→采煤机割煤→拉架→推移运输机。
三、大倾角综采工作面设备防滑措施
3.1 采煤工艺措施
3.1.1 工作面伪斜推进。开采后使工作面调成仰伪斜开采,即运输巷超前回风巷5~10m,仰角5°;工作面呈伪斜推进,可有效的防止输送机与支架的下滑。
3.1.2 采用端部斜切进刀。顶板破碎压力大时,采取低位斜切进刀方式进刀;顶板条件较好,压力不大时,采取斜切割全高进刀方式进刀。
3.1.3 上行顺序推移输送机。无论采煤机是上行还是下行割煤,推移输送机都必须依上行顺序推移。上行时,滞后割煤,上行顺序移架,推移输送机。
3.2 采煤机防滑方案
3.2.1 采煤机选用爬坡能力强、液压制动性能好的齿轨式无链牵引采煤机。采煤机为双行走部,牵引力大,抱闸系统经过改造后防滑能力强;采煤机在行走减速箱内装有液压摩擦制动器,当采煤机关机时可自动制动。
3.2.2 在采煤机上安装能使工作面输送机停止运转的闭锁装置;工作面出现异常情况时,采煤机司机能及时停电闭锁,待顶板处理好后再开机割煤。
3.2.3 加强机组的检修维护,保证机械结构防滑功能灵敏可靠,防止机组失控下滑。
3.2.4 采煤机的牵引速度控制在2m/min以下。
3.2.5 采煤机上行割煤时,要使两滚筒全部降至底,再停牵引;下行割煤时,要使滚筒切入煤壁后再进行停机。
3.2.6 采煤机上行割煤时要紧跟采煤机移溜,利用工作面输送机的弯曲防止采煤机下滑。
3.2.7 根据采高要求,将工作面顶、底割平,煤壁割直,伞檐长度不能超过1m。
3.2.8 采煤机割煤时,必须及时伸出缩梁支护顶板;当采煤机停止割煤后,要把两个滚筒放在底板上,滚筒要切入煤壁,以防采煤机下滑。
3.3 刮板输送机防滑方案
3.3.1 锚固刮板机,利用锚固装置,如液压锚固站或单体液压支柱等,锚固刮板输送机的机头和机尾。在移输送机时,不能同时松开机头和机尾的锚固装置,移动机头和机尾时只能暂时撤移锚固装置,待机头和机尾移动后立刻设置好锚固装置,然后再继续推移。
3.3.2 支架推拉杆采用后置式结构,推拉杆长度加长,液压缸与推拉杆交接点后置,使用底座夹住推拉杆,起到防滑作用,同时便于现场管理,随时调整工作面伪夹角。
3.3.3 设置防滑千斤顶,采用每隔七部支架设一道防滑链,防滑千斤一端通过锚链与支架底座上的支撑座连接,另一端通过锚链与向下第四架支架对应的溜槽连接,由防滑油缸控制,拉紧工作面输送机。
3.3.4 每隔六部支架在工作面刮板输送机底部架设一戗柱,作为辅助防滑措施,防止输送机下滑。
3.3.5 上巷采用地锚固连接定防滑油缸通过防滑链上溜头,拉紧油缸起到溜子防滑作用。
3.3.6 推移输送机必须从采面一头向另一头顺序推移,禁止从两头向中间推移。
3.3.7 推输送机时要注意顺直输送机,机尾不得超前或落后进度,输送机要防止煤、矸等进入底槽,以减小底链运行阻力。
3.4 液压支架防倒、防滑方案
液压支架用来有效而可靠的支撑和控制工作面顶板,同时还能前移和推进工作面输送机,与采煤机、输送机配套使用,合理的使用液压支架、及时防止支架下滑和处理倒架是现代化矿井安全高效运转的重要课题。
3.4.1 工作面每隔七部支架设一组千斤顶,支架顶梁上的防倒千斤顶,底座上的两道调架千斤顶将上下两部支架连接成一组整体,有效防止支架下窜造成挤架钻架现象。
3.4.2 严格执行液压支架的操作规程,搞好工作面的工程质量,保证采面支架符合质量标准。
3.4.3 顶板破碎时要及时跟机或超前带压移架,带压强度以能够顺利移架为准,少降快拉,尽量减少顶板悬空时间;禁止相邻两台支架同时移架。防止顶板漏空,支架不能接顶无法达到初撑力,从而引起支架失稳造成支架歪斜倾倒事故。
3.4.4 掌握好工作面的伪斜,控制好刮板机的上窜下滑,要严防刮板机下滑牵动支架前梁向下歪斜引发倒架。
3.4.5 始终自工作面下部向上移架,以防采空区滚动矸石冲击支架尾部;移架后要及时伸出伸缩梁打开护帮板,防止片帮。
3.4.6 及时调整支架支撑状态不符合要求的液压支架,防止支架咬架、错台、歪架,支架移到位后及时调架并给足初撑力。
3.4.7 采取间隔移架,防止拉移支架在支撑阶段时可能产生的下滑,并使支架保持合适的迎山角,以抵消顶板下沉时的水平位移量。
3.4.8 端头支架是综采工作面防倒防滑的基础。通过设在支架顶梁上的防倒千斤顶,底座上的两道调架千斤顶将下头四部支架连接成一组整体,调正给足压,保证支架稳固,从而增加工作面支架整体防倒防滑能力。移端头支架时,严格按二三一四的顺序移,采用单部小步移架,有效控制支架下窜。
四、结束语
通过采取上述有效措施,解决了新铁煤矿大倾角综采工作面设备防滑等技术难题,经济效益和社会效益显著,为新铁煤矿建设安全高效一流矿井提供了可靠的保证。
参考文献
[1] 国家煤矿安全局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业部出版社.2010.
[2] 宋利华.关于综采工作面防滑技术的探讨[J]:企业技术开发.2011年22期.
[3] 侯殿军.大倾角煤层开采方法概论[M].北京:煤炭工业出版社.2009.