關(guān)于召開(kāi) 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫(kù)科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)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(chǎng)實(shí)驗(yàn)成功，為同類(lèi)型工作和采煤方法新的選擇。

[關(guān)鍵詞] 放頂煤    支架    開(kāi)采

      煤峪口礦于20世紀(jì)90年代初期采用上下分層開(kāi)采技術(shù)開(kāi)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(kāi)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(wú)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(kāi)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(pán)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(kāi)采），南為8808工作面（上下層均以開(kāi)采），西與盤(pán)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(zhǎng)124.2米（中一中），運(yùn)輸順槽長(zhǎng)620米，回風(fēng)順槽長(zhǎng)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(jì)為下層放頂開(kāi)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(zhǎng)度為430米。工業(yè)儲(chǔ)量40.43萬(wàn)噸，設(shè)計(jì)采出量32.34萬(wàn)噸，全煤回收率為80%。8810下工作面設(shè)計(jì)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(zhǎng)620米，為機(jī)軌合一巷，與408盤(pán)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(zhǎng)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(zhǎng)度124.2米（中一中）。掘巷時(shí)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(cuò)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(jiàn)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(guò)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(jiàn)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(shí)放頂煤。

3.1松動(dòng)煤的參數(shù)

      松動(dòng)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(gè)，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(gè)人放偶數(shù)（4^#、6^#、8^#......），放頂煤順序由平行作業(yè)方式。放煤時(shí)，放煤工將支架放煤擺梁收回，頂煤就會(huì)自動(dòng)流入后溜子，同時(shí)根據(jù)后邊溜上的煤量適當(dāng)調(diào)整后擺梁上下擺動(dòng)角度控制放煤量。$Page_Split$

4、  產(chǎn)量及回收率統(tǒng)計(jì)

8810_下工作面2003年6月1日投產(chǎn)，11月20日開(kāi)采結(jié)束，累計(jì)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(jì)見(jiàn)表2。

表2    產(chǎn)量和回收率情況統(tǒng)計(jì)表

從表2統(tǒng)計(jì)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(duì)放煤工藝處于摸索階段；9月處于過(guò)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(dòng)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(cè)。全工作面布置6條測(cè)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(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析，本工作面基本無(wú)明顯礦壓顯現(xiàn)，上覆巖層頂板巖石金屬網(wǎng)假頂在采動(dòng)過(guò)程中均能隨采隨冒，冒高達(dá)采高的2倍—3倍，處次來(lái)壓步距為16米，周期來(lái)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(guò)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(kāi)采時(shí)留設(shè)一煤柱，煤柱寬8-16米，貫穿整個(gè)工作面，往外工作面運(yùn)輸槽由內(nèi)錯(cuò)式變?yōu)橥忮e(cuò)式煤柱布置。工作面采至該區(qū)域時(shí)，壓力顯現(xiàn)較為明顯，通過(guò)壓力表數(shù)據(jù)分析，安全閥頻繁開(kāi)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(guò)了該壓力集中區(qū)。開(kāi)采實(shí)踐證明，采用該種支架和采煤方法對(duì)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(zhǎng)度120米，采長(zhǎng)430米，則頂煤應(yīng)有量為：120×430×2.5×1.354=17.467萬(wàn)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(jià)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(wàn)元

   ZF-4600型支架和ZPL-6000型支架相比：

   140959噸×150元/噸=2114.4萬(wàn)元。

7、  綜合評(píng)價(jià)

      通過(guò)8810_下工作面的開(kāi)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(shí)，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(kāi)采積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。就該工作面開(kāi)采情況來(lái)看，受運(yùn)輸條件（礦車(chē)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(wèn)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(duì)無(wú)頂煤的下分層工作面不適應(yīng)；在上分層開(kāi)采中鋪?lái)斁W(wǎng)下分層放煤效果遠(yuǎn)好于不鋪?lái)斁W(wǎng)。

      后刮板輸送的運(yùn)輸能力偏小，放煤速度快或鄰架同時(shí)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(shí)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(wú)法使用。