非对称综采工作面无缝对接技术研究及应用

1工作面概况

己15-13022采煤工作面位于平煤股份八矿己三采区西翼,东部与己三新皮带上山、己三轨道上山、己三回风上山相邻;北为已回采的己15-13041、己15-13042、己15-13071、己15-13072工作面;西为已回采的己15-11051、己15-11052、己15-11031、己15-11032工作面;工作面以南外段接近风化带,里段与已回采的己15-11031、己15-11032工作面相邻,工作面东西走向长为700.5m(平均),倾斜宽171.55m(平均),工作面标高-264~-291.7m,地面标高为+76m,埋藏深度340~367.7m。为提高资源回采率,该工作面布置为三个形状不规则的块段,一块段长度为237.1m,斜长为138m;二块段长度为386m,斜长为211.5m;三块段长度77.4m,斜长为211.5~168m;总走向长为700.5m,平均倾斜宽为171.55m。根据以上地质条件分析,回采时将面临随着采长的增加和缩短,工作面需要增加支架和延长运输机、回撤支架和缩短运输机。

己15-13022采煤工作面里切眼(第一块段)安装92架ZY4000-12/25型支撑掩护式液压支架;外切眼对接(第二块段)需安装49架ZY4100-14/30型支撑掩护式液压支架;到第三块段需回撤29架ZY4100-14/30型支撑掩护式液压支架。ZY4100-14/30型支撑掩护式液压支架质量12.96t,运输时需要分体运输(支架前梁和护帮板装一船车,立柱、底座、掩护梁和四连杆装一平板车),安装时需要将上述两车部件组装成整体。

受上述因素影响,同时考虑到为减少对接及回收安装工期,需要提前将外切眼段安装液压支架和摆放运输机槽子;回撤第三块段部分液压支架和运输机。

采面使用MG300/730-WD电牵引采煤机,采面巷道布置如下图。

2对接技术研究目的

1)由于受井田设计的影响,该工作面的布置不是标准矩形,而是采用刀把式布置。为保证生产的连续性,刀把式工作面在切眼内安装好设备后,在对接切眼内将支架安装好。为了行人和运输方便、安全,对接切眼内运输机槽子一般不提前铺设。随着工作面的推进,实现回采工作面和预备工作面切眼的对接。而综采工作面对接的难点在于综采液压支架的对接,其技术关键是对接后两组支架的间距不能过大,更不能出现工作面支架走到对接切眼支架的后面,那就意味着对接工作的失败。因此如何实现综采工作面的正确对接,是此次对接的关键。

2)工作面在第三块段回采,受井田设计和地质条件影响,该工作面采长随推进逐渐变短,需要缩短运输机中部槽和回收支架后,再进行运输机的对接,其技术关键是施工期间顶板的支护和缩短对接工艺。

3)对接技术主要指标。一是外切眼综采支架预安装时第一架位置的精确定位;实现需对接支架间距小于200mm,保证快速完美对接;二是工作面在里段回采过程中对支架和运输机上窜和下滑量的精细调整;三是对接后输送机的延长和出架;四是对接后新切眼支架位置的调整;五是下分层采煤工作面对接施工期间无瓦斯、顶板等安全事故;六是对接处第二块段第一架端头和里段最后一架的高度、支护强度到位。

3技术原理

工作面里切眼安装好后,为了防止在回采的过程中第二切眼被压变形,提前在外切眼内把需要的支架安装好。在里段工作面的回采过程中,精细管理,精确测量里段工作面运输机和支架需要下滑的距离,然后通过调整工作面伪倾斜的方法来调整里段工作面运输机和支架的下滑量,确保里段工作面支架和运输机能和外切眼内安装好的支架结合在一处,实现在采长延长的同时,能够延长运输设备。

4对接技术方案

4.1外切眼综采支架预安装时第一架支架位置的精确定位

在里段工作面回采130m后,开始在外切眼安装支架。安装前,认真分析里段工作面支架和运输机的下滑速度,认真观察里段工作面最后一架上侧护板距离里风巷下帮的距离,然后综合计算当工作面推进到外切眼处时里段最后一架支架上侧护板所在的位置,以此来确定外切眼安装时第一架的位置。这一项工作是整个工作中的关键点,对整个对接间隙的大小至关重要,因此要慎之又慎。己15-13022采煤工作面在里段工作面130m的回采过程中,通过观察及总结发现,工作面里段在保持伪倾斜3m的时候,运输机和支架的下滑量能保持使最后一架的上侧护板离里风巷下帮始终1.6~1.7m,相对稳定。因此在安装外切眼支架时,确定第一架距离里风巷下帮1.6m。

4.2里段在回采过程中对支架和运输机上窜和下滑量的精细调整

1)外切眼第一架位置确定后对设备上窜下滑量的调整。外切眼第一架位置确定以后,对里段工作面回采过程中支架和运输机上窜和下滑量的精细调整很重要,它是确保对接成功与否的另一个关键。在准备对接己15-13022工作面外切眼回采时,每个生产班由本单位工程技术人员下井精确测量工作面机头机尾的进度,升井后及时上图,通过图纸精确计算出工作面伪倾斜情况,确保工作面伪倾斜保持在2.5~3.0m之间,以保证工作面运输机和支架的合理稳定情况。同时,在里段工作面回采至距外切眼60m时,在巷道顶板上用白漆画出里段最后一架支架上侧护板的推算行走轨迹,以检测最后一架的偏移量,为工作面调整提供直观的参考数据。以此来保障上窜下滑的控制量。

2)调整伪倾斜控制上窜下滑的作用和简要方法。调整伪倾斜在因巷道掘进偏斜引起工作面采长变化的采煤工作面得到广泛的应用,伪倾斜的调整不需出架、安架,适当调整改变工作面长度。保障出口畅通,支护安全,工作面运输机不上窜下滑,运输机搭接合理支架不走斜,机械设备不受损坏提供了保障。具体方法如下:

(1)按照1∶2比例过机头机尾,当工作面伪倾斜调整大时,确保机头搭接合理,开始平推,机尾不抵风巷上帮为佳。需要调整机尾时,平推过程中安排反向割煤,使伪倾斜调整最小适当为止,以确保在对接前保证工作面运输机无上下窜动造成不易控制。

(2)生产过程中,统一指挥,严格执行正规循环作业方式,调整期间,严格保持推移工作面运输机方向一致,调架方向一致。

(3)完善工作面设备,支架的侧护板、调底座千斤顶等必须保持完好,以确保调架时有效使用。

(4)在全队抽调一部分支架操作熟练工,由队干部专人负责,统一指挥,统一调架。

(5)工作面伪倾斜合适,无上窜下滑现象时,工作面风机巷落差变大或变小,也直接影响对接安装,这必须有工程技术人员在确定外切眼第一架前,确保回采中计算风机巷落差情况,及时作出抉择,安架或出架。

(6)在调试伪倾斜过程中,存在易损坏设备的弊病,应及时进行调架工作,防止在工作面运输机窜动过程中将设备损坏。

4.3对接后输送机的延长

对接后按照有关操作规程的要求延长工作面输送机。先将工作面输送机机尾像上拉移至外切眼上口,然后对接工作面输送机中部槽。

4.4对接后新切眼支架位置的调整

对接后,外切眼内支架与下半段支架存在约200mm的错距,在生产中使用三环链连接支架推拉头和运输机槽子,在回采中调整支架间隙,调整拉移支架时,使用支架侧护板和单体柱帮助靠拢调整支架,使支架与运输机合理连接。

5结束语

该对接技术方案在八矿己15-13022工作面实际生产中得以应用,对接间隙仅为0.2m,对接工作取得较好的效果,在以后类似的回采工作面对接工作中有很重要的借鉴意义。为类似对接工作中确保安全生产、确保正常的生产组织和实现正规循环、减小现场管理难度、控制安全生产隐患等都有参考借鉴意义。

摘要：在煤炭生产过程中,为了提高煤炭回收率,有时设计的采煤工作面并不规则,采长变化较大,甚至出现刀把型的布置方式,在生产中要根据需要增加支护设备和延长运输设备。对于刀把型的采煤工作面,为了防范超前压力对增长段切眼的影响,往往要考虑对增长段提前安装,然后与老采面进行合理对接。由于综采设备比较笨重,在生产中调整其上窜下滑需要较长的周期而且难以精确定位。因此在对接时要减小预安装支架和原采面支架的空隙,实现预安装支架和原采面支架无缝对接比较困难。

关键词：安装,无缝对接,综采工作面,刀把式