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复杂条件下多断层簿煤层综采工作面适应性技术
张志新 周小林
(贵州徐矿矿业有限公司)摘 要 主要探讨了复杂条件下多断层簿煤层综采设备在贵州徐矿花秋矿业有限责任公司的成功应用,并对其配套设备进行了技术改造,使综采工艺适应断层变化。
关键词 三机配套 簿煤层综采工艺 海德拉滚筒 断层
一、工作面概括
贵州徐矿花秋矿业有限责任公司1302工作面+550水平东一采区,走向长度1250m,倾向长度166m,煤层平均厚度0.98m,煤层倾角10~25度,平均16度,揭露落差1.5m以上断层分别为轨顺23条,运顺29条,切眼8条,工作面三机配套为:MG-2×125/571-WD型电牵引采煤机,SGZ-730/400型刮板运输机,ZY3300/09/21型液压支架。
二、簿煤层综采工艺适应性技术解决液压支架适应性技术
(1)支架为支撑掩护式,采用了整体顶梁,二柱支撑满足了大伸缩的要求,工作面支架带有伸缩梁,对顶板破碎带能起到有效支护。
(2)为减少支架尾梁连接处摩擦力和漏矸,支架下井前对支架进行了加焊厚度50mm的钢板覆盖在连接处,保证了支架的稳定性。
(3)选用直径35mm,承载工作面压力35mpa,对支架管路进行重新改造,合理布置液压管路系统,安装在立柱与尾梁之间,加大了人、机空间。
(4)对支架推拉杆进行了技术改造,安装了抬高千斤顶,可以有效防止支架钻底,便于工作面俯采与仰采
(5)用厚5mm的钢板,对支架底座箱进行覆盖,对推移千斤顶进行了保护,减少了支架浮矸遗炭的清理工作,解决采煤机装煤效果问题 结合薄煤层开采的技术特点,对采煤机以下几个方面进行了改造:
(1)调整了煤机滚筒的一轴、二轴,提高了煤机滚筒的旋转速度,提高了装煤效果。(2)采用了海德拉滚筒和刀型截齿,提高了装煤效果好;提高煤炭块煤率;喷雾降尘效果好、抑制发生摩擦火花的风险,延长截齿寿命;减少了截割阻力,降低功率消耗;齿座、截齿、喷嘴、耐磨块由德国进口,刀形截齿滚筒只消耗截齿,不消耗齿套、齿座,降低了成本,提高了性价比;强力矩形齿座焊接在端盘、叶片内,与叶片边缘齐平,并有耐磨板、耐磨块保护,强度高于镐形滚筒,可切割夹矸以及过断层;截齿和喷嘴可快速更换,减少维修时间;刀形截齿切割深度大于镐形截齿,割煤效果好,可提高牵引速度;对采煤机摇臂及整机起到保护作用;海德拉刀形截齿滚筒还可以在一套滚筒上通过改变截齿的安装排列,成为强力破岩滚筒和割煤滚筒,增加了使用功能。
(3)安装了可调整的煤机档煤板,适应了煤层倾角变化,调整采高。解决运输机适应性多坡度变化问题
对刮板输送机主要在以下几个方面进行了改造:(1)采用了SGZ-730/400薄煤层刮板输送机中双链传动结构,使工作面出现矸石漏顶现象的大负荷输煤条件得以改善;
(2)降低机头、机尾过度槽高度,改善了采煤机对机头、机尾煤壁的截割条件;(3)加强了铲板、电缆槽架、牵引排销等处的联接结构,适应了地质变化,刮板运输机多倾角现象。解决液压支架与刮板运输机下滑技术方法(1)若支架重量G沿倾角的分力大于支架与底板间的摩擦力F,就产生侧向移动,下滑力F可以按以下公式计算:
F=G(sinα-fcosα)式中:α为煤层倾角;
f为金属沿岩面的摩擦系数,可取0.27。
当煤层倾角大于临界值α支架就要下滑。
(2)为解决这个问题,采用调斜工作面,具体公式: t=Ltg2/5α
式中:t为下巷超前上巷距离; L为工作面的倾向长度;
α为煤层倾角。
工作面下巷超前上巷,使其伪斜开采,使工作面支架和刮板运输机的下滑力与上推力平衡,减少支架和运输机的下滑幅度。
(3)在工作面的下方第一个支架用2根单体打支撑柱,工作面运输机说第三、第六节溜槽用单体打压柱,利用支架间侧护板保证支架不下移。5 调采比例的确定
(1)合理地确定工作面的调采比例,对于保持工作面的工程质量, 顺利达到调采目的是一个不可忽视的重要因素,依据调采公式选取调采比例: B = LK /D = 166×0.5 /15 = 6 其中 L为工作面长;166m,D为相距两次拉茬点的距离,取15m;K 为顶板完整系数, 由于工作面断层较多, 顶板变化越多系数越小,k为0.5,.因此,工作面调采初期比例为1:6, 即工作面上端头每推进1 m,下端头推进6 m。
(2)合理控制溜子的超前量,调整支架与溜子的角度,保证采煤机工作面割直、割平。(3)合理控制采高,保证三直两平,加强顶板控制,防止冒顶。
(4)推溜时,确保顶溜千斤顶的行程达到标准要求;工作面若出现局部不直现象时,应及时移架或移溜。6工作面过断层方法。
(1)调整工作面与断层间夹角;采煤机割煤过后及时移架,管理好顶板;工作面支架进行超前支护;控制好工作面周期来压;若端部出现局部冒顶时,要及时挑顶护顶;带压擦顶移架;煤壁打设木锚杆,以防片帮;必要时,在支架上安设工字钢作前探梁。
(2)调整两侧的坡度,调整运输机上下变化坡度适应构造变化,适当破底,确保轴向两侧坡度平缓;随时调整支架,防止支架歪斜。
(3)顶板为灰岩,普氏系数为8.5,煤机不能硬过,采用风钻打眼,放炮进行破岩,利用煤机进行装矸。
三、结论
(1)通过采取以上技术改造,杜绝了工作面输送机和液压支架的上窜下滑,工程质量动态验收达到优良标准.(2)保证了工作面各工序最佳匹配,提高了工作面开机率,实现了安全有序生产,极大减少了生产事故。
(3)优化回采工艺,针对现场断层多特点,提高了综采工艺在多断层薄煤层的适应性,实现最高日产1504t.