大采高工作面提高煤炭回收率工艺创新论文_胡宝麟

安徽淮北矿业集团杨庄煤矿综采一区

摘要:本文对杨庄矿NⅢ637大采高工作面回采过程中的一系列创新性做法进行总结、提炼,通过认真的生产准备、严格的操作管理、强化顶板支护等手段,实现了安全高产高效。

一、NⅢ637工作面概况

1、工作面开采6层煤,发热量为31.28 MJ/kg,块段走向425m,块段倾向175m,煤层结构简单,受断层及古河床冲刷影响,煤层厚度不稳定,煤厚0.2-6.16m,平均3.3m。煤层倾角沿走向1-6°,平均3°。倾向倾角3-8°,平均4°。

2、工作面煤层顶底板情况

3、工作面采用“三八制”作业,两班采煤,一班准备,采煤方法为走向长壁采煤法,沿煤层走向方向由切眼向外后退式开采。煤机割煤方式为双向往返割煤,一次采全高,煤机进刀方式为端头或中部斜切进刀。

二、机巷及工作面支护参数

1、机巷跟顶施工,走向长度425m,采用锚带网支护,局部为锚带网配合工字钢棚支护,断面规格为:高×宽=2.6×4.0=10.4m²。机巷C11点以外10m至拐2点以里30m,共计341m,煤层厚度为3.2m-6.1m。

正常回采期间,机巷超前支护形式为:从煤壁向外20m范围内,采用DWS45-180/110/90单体支柱配合4.0m“π”型梁,在原锚带网支护的钢带棚档内架设“一梁三柱”倾向棚加强支护,棚距0.9m,下帮单体在距离梁端头0.2m定位,中间单体与下帮单体中心距为1.0m,上帮单体与中间单体中心距为2.6m。

2、下端头支护形式:采用2架ZTZ10600/18/35型端头支架支护顶板。

3、工作面切眼跟顶布置,采用双峒锚带网配合单体棚支护,采空区侧采用全螺纹锚杆加M钢带背帮,煤壁侧采用树脂锚杆加M钢带背帮,断面规格为:高×宽=2.6×7.2=18.72 m²。

正常回采期间,工作面支护形式为:工作面下半部采用95架ZZ8400/21/45型支架支护顶板。上半部采用23架ZZ7600/20/40型支架支护顶板。

三、提高工作面资源回收率的工艺方法

1、工作面关于资源回收存在的主要问题

⑴从机巷C10点向外的300m范围内,工作面内煤层厚度较大,平均厚度达到4.6m,根据工作面所配置的ZZ8400/21/45和ZZ7600/20/40型支架,按照常规办法,无法将资源回收干净,造成大量优质资源浪费,同时为防灭火工作面留下安全隐患。

⑵工作面切眼机头段施工高度为2.6m,机巷施工高度为2.6m,机巷C11点以外10m至拐2点以里30m,共计341m,煤层厚度为3.2m-6.1m,工作面回采至C11点时,根据工作面揭露煤层情况,面内1-40架煤层厚度与机巷煤层厚度基本一致,若工作面机头段继续跟机巷高度回采,将造成大量优质资源浪费。

2、提高工作面资源回收率创新管理方案

为提高工作面优质资源回收率,主要采取以下管理创新方案:

⑴鉴于本工作面六煤顶底板条件,及在实际回采过程中观测收集到的顶板矿压显现参数,经现场检验、效果研讨,采取“分组间隔支撑放顶煤法”:即将工作面支架从机头方向开始,按每10架划分为一组,第一组支架将采高控制在4.5m左右,全部接实顶板,保证初撑力不低于24Mpa,第二组支架将后立柱接实顶板,前立柱仰头支撑顶板,采高按照煤层工作面实际的较大厚度执行,第三组支架按照与第一组支架同样的方式支撑顶板,以此类推,在此过程中,煤机最大截割高度仍不够采全高,采取在煤机割煤后,分组拉架放顶煤,利用支架伸缩梁或升降支架将前梁上方的煤压碎捣下,使其落入运输机,从而增大工作面资源回收率。在实际操作过程中要安排专人密切关注顶板矿压显现状况,规范使用防片帮板及伸缩梁,并根据现场实际情况做及时调整支架状态。经实际工作面摸索和效果检验,收到良好的安全和经济效果。

⑵采取对机巷C11点以外10m至拐2点以里30m,共计341m的巷道进行卧底,将原来2.6m的机巷卧底至4.5m的高度,从而加大工作面机头段回采高度,提高资源回收率。具体办法为:

①机巷为煤底,采取在转载机头前,使用风镐配合铲子的方式进行卧底,卧底随着工作面向外推进动态向外推移。

②卧底规格:长×宽×深=341m×4.0m×1.7m,卧底后巷道规格:长×宽×高=341m×4.0m×4.3m。

③卧底后机巷超前管理段超高部分使用DWS45-180/110/90型单体打设一梁三柱倾向棚,且高度较大时需采取在 “π”型梁倾向棚上接井字形木垛,木垛接实顶板。

④卧底后两帮裸帮要打设护帮锚带网支护封帮,钢带走向对接布置,排距0.8m,最下一排钢带距离底板≯0.3m。护帮菱形网用14#铁丝与巷道原锚带网支护的网子连接为整体, 菱形网压茬≮0.1m,连接点间距≯0.2m,锚杆锚固力≮60 KN,初锚扭矩≮200N.m。

四、实施效果及经济效益

按上述方法,

1、直接经济效益:

⑴本方案实施前工作面40-120架平均采高4.0m,实施后,平均采高可达到4.7m,工作面内多回收资源量为:长×宽×高×容重=341×﹙80×1.5﹚×0.7m×1.35t/ m³=38669.4t,按照煤炭市场化价格400元/吨计算,创造直接经济效益15467760元。

⑵本方案实施前工作面1-40架按照随原机巷高度2.6m跟顶丢底回采,本方案实施后,工作面1-40架平均采高可达到4.6m,多回收资源量:长×宽×高×容重=341×﹙40×1.5﹚×2.0m×1.35t/ m³=55242t,按照煤炭市场化价格400元/吨计算,创造直接经济效益22096800元,扣除人工费成本后产生经济效益22017961元。

2、间接效益:按照工作面正规循环作业图表,每圆班割煤6刀,工作面推进3.6m,机巷推进341m需要近95个圆班,按照每圆班安排9人进行卧底工作,需用工855个,增加了工作岗位,提高了用工效率。

论文作者:胡宝麟

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/11

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