關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會煤礦智能化委員會年會暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會的通知

[摘要]在厚煤層下分層回采工作面，使用ZF-4600輕型放頂煤支架及其配套設(shè)備，井下現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)成功，為同類型工作和采煤方法新的選擇。

[關(guān)鍵詞] 放頂煤    支架    開采

      煤峪口礦于20世紀(jì)90年代初期采用上下分層開采技術(shù)開采厚煤層，到目前為止，上分層工作面以全部結(jié)束，乘下了大量的下層工作。在以往的下分層開采中，一般采用ZPL-6000型支架，由于該支架不能放頂煤，造成下層工作面1—3米的頂煤無法回收；部分工作面采用了ZFD-4400型高位放頂煤支架，由于該種支架開天窗頂放式放煤，存在放煤效果差、頂煤回收率低，且易造成工作面機(jī)道漏頂、架間浮煤多、粉塵大等諸多不利因素。為了提高頂煤回收率和減少端頭維護(hù)工作量，進(jìn)一步提高單產(chǎn)、效率，煤峪口礦于2003年6月采用ZF-4600型放頂煤支架在11^#層408盤區(qū)8810下工作面進(jìn)行試采，獲得成功，最高月產(chǎn)70760T，2003年10月24日最高日產(chǎn)4306T，取得了較好經(jīng)濟(jì)效益。

1、  工作面概括

11、12^#合并層8810下工作面位于西二風(fēng)井的東北部，北鄰8812工作面（上下層均以開采），南為8808工作面（上下層均以開采），西與盤區(qū)皮帶巷、回風(fēng)巷相接，東隔礦界煤柱與忻州窯礦相臨。該工作面切割巷長124.2米（中一中），運(yùn)輸順槽長620米，回風(fēng)順槽長612米，11、12^#合并平均煤層8.4米，該工作已采，采高3.0米，下層剩余煤厚4.0-6.6米，平均5.4米。工作面設(shè)計為下層放頂開采，采高3.0米，放頂煤厚度1.0-3.6米，平均2.5米。工作面沿傾斜的可采長度為430米。工業(yè)儲量40.43萬噸，設(shè)計采出量32.34萬噸，全煤回收率為80%。8810下工作面設(shè)計為綜采工作面，采用雙巷布置形式，兩順槽均沿著11、12#合并層板掘進(jìn)。2810下為運(yùn)煤和進(jìn)風(fēng)順槽，長620米，為機(jī)軌合一巷，與408盤區(qū)皮帶巷聯(lián)系，巷內(nèi)靠工作面一側(cè)釘900MM軌距軌道。2810下巷為拱形斷面，支護(hù)為U29型鋼拱型可縮支架，棚距1.0米，凈斷面規(guī)格為寬4.5米，高3.0米。為滿足皮帶防火要求，從皮帶頭以里20米范圍采用工字鋼棚，混凝土背板密背頂幫。5810下巷為回風(fēng)兼運(yùn)料順槽，長度為612米，經(jīng)8812系統(tǒng)巷與回風(fēng)巷溝通。5810下巷為拱型斷面，支護(hù)為U29型鋼拱型可縮支架，棚距1.0米，凈斷面規(guī)格為寬3.5米，高3.0米。切割垂直于2810下布置，長度124.2米（中一中）。掘巷時巷荒斷面為上寬4.2米，下寬4.7米，高3.0米。8810下工作面與5810上、5810上的內(nèi)錯煤柱分別留9米、7米。工作面切割巷與8810上切留8米煤柱（均為中一中）。巷道布置見工作面布置面示意圖。

圖1：工作平面布置示意 

2、  支架參數(shù)及工作面裝備情況

      工作面布置ZF-4600/19/30型支架76架，ZT-6900/21/32型端頭支架1架，ZGF-5600/21/32型過渡支架7架（頭3尾4）。

ZF-4600/19/30型放頂煤支架主要參數(shù)見表1。

表1    ZF-4600/19/30型放頂支架主要參數(shù)

工作面配套設(shè)備有MG300/690-W型采煤機(jī)；SGZ-764/400型前、后兩部刮板輸送機(jī)；SZZ-830/220型膠帶輸送機(jī)；WRB-200/31.5乳化液泵站。

3、  放頂煤工藝

      工作面采用每循環(huán)割一刀煤放一茬頂煤的工業(yè)方式，割放頂煤的循環(huán)進(jìn)度為0.5米，移架后及時放頂煤。

3.1松動煤的參數(shù)

      松動煤的參數(shù)為炮眼角度：仰角70⁰—80⁰垂直工作面向古塘側(cè)；炮眼直徑：36MM，炮煤眼數(shù)：71個，裝藥量：400G—1000G；炮眼深度：根據(jù)頂煤厚度確定，保證眼底與上部采空區(qū)留有0.5米以上的煤頂。

3.2放煤方式

      放煤采用單輪間隔順序放煤的方法，兩人相距5架支架，第一人放奇數(shù)（5^#、7^#、9^#......），第二個人放偶數(shù)（4^#、6^#、8^#......），放頂煤順序由平行作業(yè)方式。放煤時，放煤工將支架放煤擺梁收回，頂煤就會自動流入后溜子，同時根據(jù)后邊溜上的煤量適當(dāng)調(diào)整后擺梁上下擺動角度控制放煤量。$Page_Split$

4、  產(chǎn)量及回收率統(tǒng)計

8810_下工作面2003年6月1日投產(chǎn)，11月20日開采結(jié)束，累計采出煤量350973T，全煤平均回收率86.81%，頂煤平均回收率80.7%，其逐月產(chǎn)量、回收率情況統(tǒng)計見表2。

表2    產(chǎn)量和回收率情況統(tǒng)計表

從表2統(tǒng)計情況可以看出，6月、9月、11月頂煤回收率低，主要由于6月為試產(chǎn)期間，對放煤工藝處于摸索階段；9月處于過煤柱階段，有10米范圍放頂煤；11月工作停采，有15米未放頂煤。

5、  工作面礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律分析

8810_下工作面采用山東省泰安市尤洛卡自動化儀表有限公司生產(chǎn)的ZYDC-Ⅲ型綜采壓力記錄儀進(jìn)行連續(xù)觀測。全工作面布置6條測線，分別布置在10^#、28^#、46^#、55^#、73^#支架上，綜采壓力記錄儀分別連接支架的前、后立柱上。通過對數(shù)據(jù)分析，本工作面基本無明顯礦壓顯現(xiàn)，上覆巖層頂板巖石金屬網(wǎng)假頂在采動過程中均能隨采隨冒，冒高達(dá)采高的2倍—3倍，處次來壓步距為16米，周期來壓步距為6米—8米，礦壓顯現(xiàn)不明顯。

正常割煤期間工作面壓力曲線圖

過煤柱期間工作面壓力曲線圖

    該工作面在推進(jìn)至290米處，遇有上分層開采時留設(shè)一煤柱，煤柱寬8-16米，貫穿整個工作面，往外工作面運(yùn)輸槽由內(nèi)錯式變?yōu)橥忮e式煤柱布置。工作面采至該區(qū)域時，壓力顯現(xiàn)較為明顯，通過壓力表數(shù)據(jù)分析，安全閥頻繁開啟，經(jīng)采取加強(qiáng)超前支護(hù)、加快推進(jìn)速度等措施順利的通過了該壓力集中區(qū)。開采實(shí)踐證明，采用該種支架和采煤方法對于下分層工作面是適宜的。

6、  經(jīng)濟(jì)效益分析比較

    8810_下工作面頂煤厚平均2.5米，工作面長度120米，采長430米，則頂煤應(yīng)有量為：120×430×2.5×1.354=17.467萬噸。

6.1回收頂煤量比較

   ZF-4600型支架頂煤回收量：17.467×80.7%=140959噸

   ZFD-4400型支架頂煤回收量：17.467×50%=87335噸

   ZPL-6000型支架頂煤回收量：17.467×0%=0噸

6.2、頂煤回收創(chuàng)造價值比較

   ZF-4600型支架和ZFD-4400型支架相比：

  （140959-87335）噸×150元/噸=804.36萬元

   ZF-4600型支架和ZPL-6000型支架相比：

   140959噸×150元/噸=2114.4萬元。

7、  綜合評價

      通過8810_下工作面的開采試驗(yàn)證明，ZF-4600型支架放頂煤支架及采煤方法在下分層工作中是適宜的，可創(chuàng)造出較高的經(jīng)濟(jì)效益，而且其放煤方式采用后放式，有利于工作面管理和控制矸石量，架型輕，有利于支架運(yùn)輸搬家和減少投入。同時，采用該種支架采煤極大地提高了頂煤回收率和工作效益，為厚煤層分層開采積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。就該工作面開采情況來看，受運(yùn)輸條件（礦車運(yùn)輸）和回采銜接等多種因素制約，其月產(chǎn)和日產(chǎn)遠(yuǎn)為達(dá)到最好水平，大有潛力可挖。

8、  存在問題

      頂煤厚度介于2M-4M的煤層，采用該中3支架及采煤方法效果最佳，對無頂煤的下分層工作面不適應(yīng)；在上分層開采中鋪頂網(wǎng)下分層放煤效果遠(yuǎn)好于不鋪頂網(wǎng)。

      后刮板輸送的運(yùn)輸能力偏小，放煤速度快或鄰架同時放煤是易壓溜，造成設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)，不能滿足多架同時放煤的需求，可以考慮加大后刮板輸送的電機(jī)效率。

      支架頂梁打鉆預(yù)留孔偏?。ㄔ撁嫖床捎茫?，不利于各種角度打鉆孔，在實(shí)際操作中無法使用。