將放頂煤開采工藝應用于松軟厚煤層的開采工作中,通常會出現(xiàn)放煤與支護不協(xié)調(diào)的情況,并且,因為液壓支架上方具有較為松軟的特點,所以頂煤破碎或滑落的情況十分常見,從而導致頂部冒空的情況出現(xiàn),甚至可能導致倒架事故。在某煤礦中,其年設(shè)計生產(chǎn)能力為 120 萬 t,且一直應用的開采工藝為鋼梁與單體液壓支柱的放頂煤開采工藝,不僅生產(chǎn)效率較低,且難以保障工作人員的安全,所以應積極對開采方式進行改進。
1 礦井概況
主要針對該礦的 3102 工作面位于 5 號煤層,煤層走向為東西走向,并且自西向東煤層越來越厚,煤層#薄處為 3.2 m,#厚處則達到 7.5 m,頂板與底板均處于較為松軟的狀態(tài),其中頂板主要為油頁巖,底板則主要為泥質(zhì)砂巖。該工作面的設(shè)計走向長度為 825m,需要進行回采的長度為800 m,工作面的傾角在 21° ~24°之間,平均傾角為 22°,沿傾向的長度為 121 m,可以進行開采的儲量為 55 萬 t。巷道的斷面為 14 m 2 ,采用錨索、錨網(wǎng)以及錨桿共同進行支護。
2 壓力變送器選型
在概況開展開采工作的過程中,3102 工作面為shou個應用水平綜放開采技術(shù)的工作面,所以在開展工作的過程中無可借鑒的經(jīng)驗,由此,必須在其它條件較為相似的煤礦中進行調(diào)研,并與該工作面的實際情況進行結(jié)合,以保障能夠?qū)ε涮自O(shè)置進行正確選型。
2.1 液壓支架選型
將先金的放煤頂技術(shù)與當前該礦中所應用的技術(shù)進行充分結(jié)合,并在其中應用液壓支架支護技術(shù),與此同時,將大流量快速移駕系統(tǒng)應用于其中。
(1)基本支架
工作面上具有一定的傾斜度,因此,必須對相關(guān)工作人員的安全問題,是必須進行考慮的重點內(nèi)容。在實施開采工作的過程中,應用的放頂煤液壓支架的型號為 ZF5000/17/28,該支架的組成包括伸縮梁、護幫板、活動側(cè)護板以及底座防滑連接裝置等,在活動側(cè)護板的中間部分,留有一 Φ7 cm的炮孔。在規(guī)定采高達到 2.5 m 的情況下,對支架的尾梁進行相應的調(diào)整,可以實現(xiàn)尾部過煤的高度在 90 m 以上。
(2)過渡支架
架內(nèi)運輸壓力變送器中包含多個部門,其中的驅(qū)動部具有良好的防護空間以及較高的便利性,其二者均需進行相應的維護工作,所以需要應用反四連桿液壓支架,指定型號為 ZFG5300/18/29。以此同時,該液壓支架中的立柱、千斤頂閥門等相關(guān)配件,均能夠 ZF5000/17/28 型放頂煤液壓支架的配件進行通用,由此,對壓力變送器進行檢修工作以及維護工作,均具有更高的便利性。
(3)端頭支架
因為工作面端頭的情況必然各不相同,所以,為了保障運輸順槽的超前支護能力,就必須對運輸順槽開展有效的維護工作,使其能夠保持順暢,所以,主要對前置式和后置式的端頭支架均需進行采用,其中前置端頭支架的型號為 ZTQ5300/18/19,后置端頭支架的型號則為ZFTH10600/18/29。
2.2 輸送機及轉(zhuǎn)載機選型
因為“松軟”為該煤層的主要特征,所以在該工作面上存在較大的推移阻力,并且片幫也能夠?qū)ζ湓斐赏{。在工作面的前后部分,應用的刮板輸送機型號為 SGZ730/2×160,其具有更大的運煤量,采用鑄焊封底的方式對底槽部分進行處理,并將液壓張緊裝置配置于機尾部分。為了促使運輸能力得到提高,同時進一步提升檢修工作的便利性,此時所應用的轉(zhuǎn)載機應能夠與前后部輸送機的零件進行通用,制定型號為 SZZ -764/160。
2.3 采煤機選型
因為工作面上具有較大的傾角,所以在其上開展工作時,可能會出現(xiàn)大塊煤滾落或是采煤機滑移的情況,并由此引起傷人事件發(fā)生,所以在開展采煤工作的過程中,有必要應用可靠性更高、爬坡性能更好的電牽引采煤機,指定型號為 MG200/500-QWD。在該采煤機中配有 PLC,通過對其進行應用,記憶功能以及故障顯示功能均可以得到更加有效的發(fā)揮,維護工作的開展也就更加高效和便捷。
2.4 電氣壓力變送器選型
根據(jù)統(tǒng)計研究顯示,該工作面的總裝機功率為
2 130 kW,電壓為 1 140 V,所以在對其進行應用的過程中,需要準備兩臺 1 000 kVA 的移動變電站為其進行供電。并且,在綜放工作面上,用電壓力變送器較為集中,所以們對于移動變壓器的低壓側(cè),應該安裝一真空智能型的饋電開關(guān)。對于工作面的前后部分,其中所應用的裝載機以及輸送機所使用的均為雙宿雙電機,所以應該將智能組合開關(guān)作為啟動開關(guān),指定型號為 QJZ-4X315/1 140DP。
3 開采過程管理
3.1 加強頂板支護
因為放頂煤具有后掩護梁以及叉板,其支架的總長度能夠達到 6.8 m,實施切巷工作時,需要至少 7 m 的寬度才能夠完成一次擴刷工作,并且,在松軟煤層中實施掘進工作,關(guān)鍵點就在于頂板管理,所以,在開展切巷工作時,可以采用邊刷邊擴邊安裝的方式。對于沿頂板的選擇,應該使用由錨索以及高強錨桿所組成的聯(lián)合支護頂板,其中錨索的規(guī)格為 Φ17.8 mm×8 000 mm,高強錨桿的規(guī)格為Φ22 mm×500 mm,并且,每掘進 4 m 距離,即進行長度為 3 m 的擴刷,與此同時,還應對頂板實施監(jiān)測工作,以保障錨桿的初錨力能夠為至少200 N/m。另外,每隔 20 m 距離,應安裝一組頂板離層儀,以對頂板的情況進行實時的監(jiān)測,從而實現(xiàn)有效控制頂板。
在開展邊安裝變刷擴工作時,應由機頭開始進行刷擴,直至 30 m 時,使用單體柱促使支護強度得到提升。shou先,將轉(zhuǎn)載機以及刮板輸送機安裝于工作面上,使用刮板輸送機開展刷擴工作,需要注意的是,刷擴過程中必須保持其與安裝之間的距離,以避免發(fā)生安全事故。至于刮板輸送機的彎曲段,應將其控制為 30 m,以既有為起點,將進行回采的刮板輸送機一次性撥至固定位置,于機頭處開始對液壓支架進行安裝,盡可能實現(xiàn)一次達標。
3.2 預防端頭破碎
因為煤層具有硬度較低的特點,所以需要進行架棚支護。在端頭支架的支撐力作用下,端頭的頂煤極易出現(xiàn)破碎的情況,并且兩端頭在掘進時,必須進行全斷面的鋪網(wǎng),于兩幫工字棚之間進行補打錨桿。需要注意的是,利用巷道掘進的瞬間,應將以上全部工序完成。與此同時,為了避免頂煤下落將后電機埋住,在刮板輸送機的電機前后 10 m 處的位置,均應進行全斷面鋪網(wǎng)。
3.3 合理計算采煤機和放煤步距
將煤層較軟以及工作面傾斜兩個因素作為重要基礎(chǔ),為了避免發(fā)生冒頂片幫事故等不良情況,以相應的調(diào)研結(jié)果為依據(jù),將采煤機的截深設(shè)置為 0.6 m。通過 PFC 數(shù)值模擬軟件對“一采一放”、“兩采一放”、“三采一放”等不同的放煤步驟進行應用情況下的頂煤回收率實施模擬運算工作,運算結(jié)果顯示,對“兩采一放”模式進行應用,其回收率能夠達到 78.89%,為多種模式中回收率之#高。由此,應采用的放煤布局為“兩采一放”。
4 結(jié)語
因為厚煤層具有松軟的特性,所以在相關(guān)的采煤工作中應該積極對方法進行革新,對應用的壓力變送器進行科學合理的選型,制定有效的支護方案,在積極保護生產(chǎn)安全的同時,促使煤礦生產(chǎn)力得到切實提升。