浅议我国采煤工作面支护改革.pdf

浅议我国采煤工作面支护改革 第六图书馆 采煤 工作面支护 矿井煤炭科学技术李崇训 刘怀树不详1992第六图书馆 第六图书馆 聋 牡 丝 ， 厂 浅议我国采煤 工作面支护改革 刘怀 福林 歹 摘要 总结了前两班采煤工作面支护改革所取得的成绩，提出了进行第三次支护 改革的设 想及必要性 。 关键词 回采 工作 面支护改革分析 建 国至今，纵观我国煤矿采煤工作面支 护装备 的进 步，可归纳 为t 6 0 年代前后进行 了以摩擦金属支柱取代传统木支柱的第一次 采面支护改革 J 8 O 年代前后进行 的以单 体液 压支柱取 代摩擦金 属支柱的第 次 支 护改 革，与此 同时，在地质和经济条件都允许 的 前提下，部分采面相继 以综合机械化 综采 的手段进行 了支护 改革 。 1 两次支护改革的意义和当前采面 支 护存 在 的主要 问题 第一 次支护改革很大程度上是从坑末 代 用的意 义出发的，使 采面支护 材料从依 赖匮 乏的天然木材采用按采场压力、采高进行设 计制造的专用摩擦金属支柱。提高了支护质 量与作业效 率，坑耗太幅度降低， 同时 ，这 一 改革对推行正规循环作 业、加 强 坑 代管 理 、强化质量标准都起 到了基础作用 ，使 采 面的单产和安全 上了一个新 台阶。 以单体液压支柱更替摩擦金属支柱的第 二 次支护改革，是专用支护装 备 的 更 新 换 代 。使 用单 体液 压支柱可犬幅度提 高支柱 的 初 撑力 和实际支撑力及支设质量 的可靠 性， 简化了操作， 减少 了作业 时间，扭转了采面 安全被动状况 ，进 一步提高了单产。 从7 0 年 代起，我国从引进 到国产化， 陆 续生产装 备 了各种类型缘采 成套 设备，液 匝 支架在一些条件好的矿井逐步取代了单体支 柱，实现了支护机械化，这被称作为采面支 护 的一 次革命 。但 是，应当承认，我国煤层 赋存条 件多样 、十分复杂，加之各局矿 自筹 资金力量薄弱 ⋯⋯，现有的液压 支架不 大可 能 成为全国采煤工作面 支护 的普遍 形式，特 别是中小煤矿 、地 方煤矿 和条 件 复 杂 的矿 井 ，即使进 入2 1 世纪后，现 有 的 高 档 普采 面 、炮 采面从个 数上仍将是多数。那么这些 量犬面广的采面支护如何改进 ，这是 当前 采 面支护技术需要认真考 虑的问题 。综采是发 展方向。我们认为采面支护机械化当然是采 面 支 护 技 术 的发展方向。我们应该沿此方 向，研究新一代适台国情的投入少、适应性 强 、轻 便灵 活、安垒可靠 的机 械 化 支 护装 综 采技 术 管理 手册 征 订 启事 本 手册 资料翔实、图文并茂，具有辞职的 现 场感 ，实 用感 ，主 要 内容有 ；综 采规 章{ 6 { 度 岗 位 责任锶 、各工 种操 作规 程、 现场 交接 班锶 度 ，设 备检 修维 护{ } 5 度 ，全 国普遍 采用 的综 果设 备 的结 构，原理、使用维护、主要技术参数．设备的安装 与搬 迁 ，油 质 管理 等。 本 手 册 适 台 于练 采技 术 管理 人员 和综 采生 产人 员使 用 与学 习 参 考。定 价 1 8 元。赦购者请来函索取订单，地址，北京和平里 煤炭科学研究总院 煤炭科研参考资料 编辑部， 郏码 l O 0 1 3 ， 电话4 2 1 4 9 3 1 -- 2 7 8 。 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 备， 以改变现 有采面手工作业的 支护状况 。 分析 现有支护状况，存在 以下 问题 I支护作业劳动强 度仍然很 大 。单 体液 压支柱 、铰接顶梁或长梁 棚 子 支 护形 式，人抱 柱 、人挂梁或人扛粱 ，人工支 、回 柱的操作方式没有改变， 采面工人仍处 于笨 重体力劳动的手工作业状况 。 2作业 时间长。支柱 和顶梁的移设 仍然要 逐一操作， 占用 了较多 的采 煤循环时 间I制约着 采煤机的牵引速度 ，制约着 毫秒 爆破炮采的进度 。 3 支护作业 操作位置 分散 多变 。支 护工必须在放顶 线至煤帮的整 个控顶范围 内 频繁交替进行作 业，效率和安全都受影响。 4空顶作业的 问题没有解决 。当放 炮或采煤机 割煤后 ，煤帮顶 板处于悬露空顶 状况，而铰接顶梁 的挂梁、穿楔或长梁的 串 梁 、稳梁 头等操作均不 可避免地全部或部分 处 于悬露 顶板下方进行，这是预 防顶板事故 的一大 薄弱环节 。特别是在顶板 比较破碎或 假顶腐蚀的情况下，安全生产是缺 乏技 术保 障的。当用戴帽点柱时， 支柱 的支设工作 几 乎完 全处 于空顶下进 行 。 5支护稳定性差。当煤层倾角超过 l 2 。 ， 由梁柱构 成的单 架棚 子沿倾 斜 方向一 般缺少 制约，往往 由于支设迎 【 【 _ 角不当 、或 顶板 动压 、或邻近顶板局部 冒落时， 支架 常 常变位倾倒，形成推垮型 冒顶事 故。当老 空 侧或 煤帮侧顶压不 均或局部 冒漏 时， 长顶 梁 f ；町 头受压相差 大，常 由于支柱顶 盖与 钢梁轴 向打精 、棚 子失效造成局部或犬面积 冒顶 。 6长钢梁棚子和液压支架在移 动过 中是 卸载进行，顶板处 于反复地 支撑一悬 空 下沉一再支撑一再悬 空下沉 的状态，不 利 于顶板 维护，对 网下开采更 易于出网兜 、破 碎顶板更易碎落 。 7外注液式柱子 降柱 时 乳 化 液外 喷 ， 既大量消耗 乳化油和水叉恶化了环境 ， 淋 湿工人衣服；尤其是遇水嘭胀的底板对支护 4o 质 量及 安 全 都 带 来 危 害 。 8受人 力制约无法再增大其工作 阻 力 。单 体液 压支柱根重5 6 k g ，人个体在工作 面窄小 的空间抱其移动 已吃 力，再增 工作 阻 力 势必 再增重量，靠人个体 移动 极不 现实。 鉴于以上存在 的问题， 我们 认为 在 有 重点地发展现有形式的综采 同时 ，对 于量大 面广的高档昔采 、普采及炮采工作 面的支护 装备，应当研究某些适应性广的新型支护装 备，这些装 备既有别 予价格 昂贵、重量 大、 适应条件苛刻的现行综采 支架 {又能有 效地 解决现有单体柱梁 、棚子 支护 的固有缺 陷。 这些装备将是继第二次支护改革后，又一次 有一定深度 、广 度、投 资少 、受益多 、见效 快 、带有普 遍意义的支护装备更新 。 2采面 支护改革的 目标 2 ． 1新装备 的酝酿和进展 在第二 次支护 改革 的推进过程 中， 国内 不 少院校、科 研和现场 技术人员 事实 上已经 拉开了新支护装备 的酝 酿 、试验 的帷幕。滑 移支架以其简洁 的技术实现了移柱移梁的半 机械化作业形式 ，成 功地应用 于急烦斜 水平 开 采放 顶煤工 艺；半 卸筑 支架 、套 筒式 支架 等新装 备相 继问世，也取得 了一定 效果 ，在 发展 我国采煤支护技术上，使人耳 目一 新。 但 就其 特性还选不 到新一轮 支护 改革装 备应 具有的特点。 目前，石炭井矿务局 正在探索 这方面技术，与兰 州煤机 厂台作，正在研制 一 种新支架。这 项研究 是以新一轮采面支护 改革 新装 备应 具备 的主要特 点为 课 题 进 行 的， 已历 经 3年多 ，现进展较顺 利，样机 已 在井下试 验半年，经 专 家 们评 议， 一致认 为；样机试验 成功 ，有 较广 阔的使用 前途， 建 议再作 些修改进行全工作 面工 业性试验 。 成功后全局采 面实现 支 护 机 械 化将 成为可 能 ； 经过对 国内外 专利检索 ， 该 支架 已被 专利 局受理 发明专 利申请 。 我们谦信 ， 经 过国内同 行 的共 同努力，支护 改革 所需要 的新装备将 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 会很快 出现并不 断完 善。 2 ． 2 对 新一 轮支 护改革意义的估计 新 装备 由于具有灵活轻便、 消耗 钢材 少、 适应性强 、使 用范国广、维护简单 、价格适 中偏低 、兼备 机采支护 机械化的特点， 因此 它的 出现和应用 至少 具有 以下意义t 1世界 主要 产煤国家的综台机械化 程 度 综采 都 在8 5 以上，我 国统配煤矿 才3 O 左右 ，因此 ，我 国将在技术上 走出采 煤支护机械化多 样性 的路 子，创 出 适 台国 情，具有 中国特色 的综 合机 械 化 采 煤 的格 局 I多 渠道实现采面综台机械化作业 。 2我国统配 煤矿经 过 2 O多 年 的努 力，综采工作 面只 有2 5 0 个 左右， 尚有 1 8 0 9 多 个采煤工 作面仍然 是人抱柱子人扛梁 的手工 作业 形式 。因此，进行 支护 改革 ，有 利于加 快 采煤 支护 机械 化的步子 ，使 采煤工 人尽早 从 笨重的劳动 中全 面解脱 ，使 那些条 件允许 而 资金不足 的采面较 早地 实现 机械 化采煤。 3拓宽支护机械化 的广度， 过去 主 要强调采煤机械化，其中着重于破煤、装煤 及 运煤 ，现在 也可单 独实现 支护机械 化配炮 采 ，运用功 率大一些 的刮板输送机配微 差爆 破技术，如再上机械集中打眼装药，其生产 能力必将 大增 。这样 ，采煤机械化的涵义 更 广， 为大 面积 建设 现代化矿 井提供 了条件 2 ． 5 对新 一轮支护 改革进程 的设想 某种大范 围的技术改革或革命，必须具 备 成熟 可靠 的技术基础 。 目前 ，从 总体 看， 新 一代的支护装备正在孕育 ，准备和试验 阶 段，如在 技术 方向 上得到 明确，试验 上得 到 支持 ，推广应 用上得到保障，预计 至本世 纪 末，新一轮 的支护装备将 趋成熟并 系列化， 使统配矿井在2 0 0 0 年 实现 支护 机械化 。 2 ． 4支护 改革 的效果预 测 在样机井下试验过 程中，通 过观察以及 座谈，经过分析我 们得 到如下结 论t 1每装备一个 采煤工 作 面 工 人经 事前培训能熟练操作 ， 预计每年可在原产量 的基础上净增 6 N1 0 万t 煤炭 ，1 年 的 净 增产 值，可 以装备1 N1 ． 6 个工作面I如 果1 个有 2 0 个工作面需要实现支护机械化的矿务局， 全部更新 后，其净 增的煤炭产量相 当于建成 1个1 2 0 N 1 8 0 万t 的矿 井 。 2担投 入和净增产值 比， 1年的投 入产 出比是 1 到1 ． 6 ， 依 5年报废期考 虑 ， 其投 入产 出比用下式计算 K n ／ T十 式 中 新 支护装备年实 现 的 净 增 产 值，万元， n 服务 年限，暂定 5年 ， ． T 新支护装备1 5 0 m长 工 作面的 初 期投 资，万元， 』d T 新支护装备年平均维修费，按 初期投资 的l 0 计算 。 则 ，K 3 ． 4 4 ～ 5 ． 5 6 ，效 益十分可观， 如果服务年限越长，效果越佳。 3在 总产量不变 的情况下 ，平 均每 装备两个工作 面 ， 就 可减少一 个工作面 。 有利 于集 中生产 2 。 5资盎 问题 现在总公 司掌握 吨煤 1元和各 省局 掌握 吨煤 1元采煤机 械化资金 ， 两者 约7 亿元／ 年 ， 其中一半用于第三扶支护改革，每年可装备 1 5 0 个工作面 1 5 0 m长 ，另外，科 研 发 展 基金，各企业 加起来也是一 个可 观的数字。 由于改造的工作 面能增 加产 量 }若 总产 量不 变，可减少工作 面个数，从而 可使 第三 次支 护改革的步伐加快。另外，实现第三次支护 改革_还须要有政策保障 。 发达 国家2 0 年前就 实现 了采 面支护机械 化 和其相比我们还有很大差距，其原因在 于一次性投入过大和多样化的地质条件 我 们认为 “ 避大就多”才是 出路 避大 就多 避投 入过大，就地质条 件多 样，相信 只要 政策落实，资金有保障 、实 现采 面支护 机械化的 目标必将实现 责任编辑许升 阳 41 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆