[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)場實驗成功，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下為運煤和進(jìn)風(fēng)順槽，長620米，為機軌合一巷，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)

項目	單位	參數(shù)
支架高度	mm	1900-3000
支架寬度	mm	1465
工作阻力	KN	4600
處撐力	KN	3941
推溜力	KN	305
移架力	KN	483
最低高度外形尺寸	mm	5250×1465×1900
支護(hù)面積	m2	6.345
支護(hù)強度	MPa	0.706
對底板比壓	MPa	2.05

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

日期	推進(jìn)度（M）	實際產(chǎn)量（噸）	頂煤回收率（%）	全煤回收率（%）
6月份	57.25	42326	68	84.3
7月份	85	70095	89	94
8月份	68.75	57001	90.1	94.5
9月份	83.5	66156	81.1	90.3
10月份	78.75	76760	84	92.2
11月份	59	44635	72	86.2

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。就該工作面開采情況來看，受運輸條件（礦車運輸）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，在實際操作中無法使用。

 

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