关于综采工作面采煤工艺的探讨(1).pdf

引言 在采煤前， 对采煤工艺过程进行系统设计， 合理 确定最优的采煤工艺过程至关重要[1]。而井下各综 采工作面的地质环境特点不尽相同， 因此， 在采煤工 艺设计过程中，需结合该工作面的地质情况进行设 计匹配， 以此达到最佳的开采效果[2]。由此， 以永定 庄煤业 9105 综采工作面为分析对象， 针对性地对该 工作面采煤工艺流程进行了分析，并对采煤工艺操 作的过程进行了具体说明， 通过理论计算， 验证了采 用该采煤工艺能达到该工作面的生产能力需要， 这 对后期该综采工作面的具体施工操作提供了重要的 指导价值[3]。 1采煤工艺流程及相关设备分析 根据永定庄煤业 9105 综采工作面中的操作过 程及工艺特点，确定了该工作面中采煤工艺的流程 及不同类型设备的选型。 胶带输送机→清水泵→乳化液泵→破碎机→转 载机→刮板输送机→采煤机。 采煤机从机头 （尾） 斜切进刀→割煤、 装煤→推 移刮板输送机→移架→端头作业 （移超前支护、 端头 支护和密集支护） 。 1） 落煤设备 采用 MG210/485-PWD 型交流电 牵引双滚筒采煤机割煤， 滚筒截深为 600 mm。 2） 装煤设备 采用 SGZ730/400 中双链刮板输送 机铲煤板装煤。 3） 运煤设备 工作面采用 SGZ730/400 中双链刮 板输送机运煤； 运输顺槽采用 1 部 SZZ764/160 转载 机， 和两部 DSJ80/40/110 带式输送机运煤。 4） 工作面支护 采用 ZY3400/8.5/18 掩护支架进 行支护， 支架最大高度为 1.8 m， 最小高度为 0.85 m。 2采煤工艺具体操作过程分析 采煤机进刀方式采用端部斜切进刀，斜切进刀 段长度为 30 m， 进刀深度为 0.6 m。当端头顶板破碎 时或不宜端头进刀时， 也可以采用中部斜切进刀， 具 体如下[4] 当采煤机割煤至工作面机头时， 其后的输 送机槽已移近煤壁。调换两滚筒上、 下位置， 前滚筒 下降， 后滚筒升起， 然后沿输送机弯曲段反向割入煤 壁， 直至采煤机机身进入输送机直线段为止， 这时采 煤机已向煤壁推进了一个截深， 然后将输送机移直。 调换两滚筒上、 下位置， 采煤机重新返回割煤至输送 机机头处， 将三角煤割通。 煤壁割直后， 再次调换上、 下滚筒位置， 反向正常割煤。 当采煤机割煤至工作面 机尾时， 其后的输送机槽已移近煤壁， 如图 1 所示。 调换两滚筒上、 下位置， 前滚筒下降， 后滚筒升起， 然 后沿输送机弯曲段反向割入煤壁，直至采煤机机身 进入输送机直线段为止，这时采煤机已向煤壁推进 了一个载深， 然后将输送机移直。再调换两滚筒上、 下位置， 采煤机重新返回割煤至输送机机尾处， 将三 角煤割通。 煤壁割直后， 再次调换上、 下滚筒位置， 反 向正常割煤， 如图 2 所示。 割煤是采煤工艺过程的关键工序。针对该综采 工作面特点，确定了割煤方式为双向割煤，其流程 关于综采工作面采煤工艺的探讨 柳志斌 （同煤集团永定庄煤业公司， 山西大同037024） 摘要 以永定庄煤业 9105 综采工作面为分析对象， 对该工作面采煤工艺流程、 具体操作过程进行了分析， 并通过理论分析方法， 验证了此采煤工艺方案的可行性， 可为该工作面后续的具体操作施工提供重要指导， 也可为其他工作面的采煤工艺提供参考。 关键词 煤矿综采工作面采煤工艺 中图分类号 TD823文献标识码 A文章编号 1003-773X （2020） 07-0153-03 收稿日期 2020-04-15 作者简介 柳志斌 （1985） ， 男， 毕业于黑龙江科技大学及采矿 工程专业， 助理工程师， 从事煤矿井下采矿工作。 DOI10.16525/14-1134/th.2020.07.066 总第 207 期 2020 年第7 期 机械管理开发 MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT Total 207 No.7， 2020 图 1采煤机割煤至工作面机尾示意图 图 2采煤机反向割煤流程图 机头 机头 机尾 机尾 实践与应用 第 35 卷 机械管理开发 jxglkfbjb 为 采煤机由机头→机尾、 机尾→机头反复运行。采 煤机沿工作面一次采全高，并同时完成推移刮板输 送机、 移架等一个采煤循环的全过程。 采煤机往返一 次进两刀完成两个采煤循环。同时， 在割煤过程中， 需注意如下几点[5] 1） 采煤机司机在作业前要按作业标准及操作规 程等有关规定对机组、机组电缆等情况进行全面检 查， 消除故障、 排除隐患后才可作业。 2） 作业时， 采煤机司机站在支架立柱与电缆槽 之间， 集中精力进行操作， 防止滚筒甩出煤矸伤人； 除机组司机外， 机组前后滚筒 5 m 范围内不得有人， 防止滚筒甩出煤矸伤人。 3） 采煤机司机要控制好采高， 保证顶底板平整， 煤壁垂直。 煤层厚度发生变化时， 应及时对采高做相 应调整， 不得留顶底煤， 特殊情况下另外执行相关措 施规定。 4） 非紧急情况不得使用机组操作手把或隔离开 关停机。在更换截齿时， 必须切断电源， 摘掉滚筒离 合器， 把操作手把打至零位， 闭锁工作面刮板输送机 （要求有不少于 2 个起作用的闭锁键处于闭锁状 态） ， 并对煤帮顶板进行安全检查， 煤帮无片帮可能 的情况， 按作业标准进行作业 （包括检修机组或在机 组附近作业） 。 一般综采工作面中采用的是滚筒采煤机自动 装煤， 其余浮煤由铲煤板铲入刮板输送机内， 支架 底座及架间浮煤、 缺口落下的煤由人工用铁锹攉入 刮板输送机内， 经刮板输送机、 转载机、 破碎机、 带 式输送机、 9105 进风巷溜煤眼至一采胶带大巷皮带 机， 运至主斜井煤仓经主斜井大倾角带式输送机运 出地面。 1） 滞后采煤机后滚筒 15 m 进行推移刮板输送 机。 推移刮板输送机时不能使刮板输送机弯曲过大， 且弯曲段长度不得小于 15 m。 2） 推移刮板输送机时应互相配合。当推移不动 时， 必须查明原因， 妥善处理后再推， 严禁硬推。 3） 当仰采或俯采时， 每一循环内工作面输送机 上翘或下扎不得超过 50 mm。 4） 推移刮板输送机时要保证推移步距， 若因煤 层底板没有割平， 推移刮板输送机推不动时， 应及时 进行返刀， 确保刮板输送机平直。 移架顺序包括 在采煤机割煤后， 先推移刮板输 送机， 后移架。其操作步骤为 1） 工作面移架采用邻架操纵方式， 移架必须依 次逐架进行， 移架步距为 600 mm， 割煤与移架的间 距超过 15 m 时要及时通知采煤机司机放慢割煤速 度或停机等待。 2） 操作人员操作移架时， 严禁所移支架内及支 架两侧站立人员。 3） 在移架降柱时不宜超过 200 mm， 并使顶梁处 于水平状态。 4） 移架时速度要快， 移架后支架成一直线， 并与 底板垂直。 5） 移架时如发现阻力过大， 应迅速查明原因， 并 采取相应措施， 严禁硬拉。 6） 需要调架和扶正支架时， 在移架过程中， 可操 作侧护板千斤顶等进行调整。 采煤机割完一个循环后移端头支护和超前支 护。 操作顺序为 移超前支护→移端头支护→移密集 支柱→移端头支架。其中， 回柱作业时， 要至少 3 人 协调配合操作， 2 人回单体柱， 1 人观察顶板。同时， 支护作业时必须严格执行 “敲帮问顶” 和 “先支后回” 制度。 3采煤工作面正规循环量及生产能力的计算 WLSh酌c.（1） 式中 W 为正规循环生产能力， t； L 为工作面平均长 度， 取 150 m； S 为工作面循环进尺， 取 1.2 m； h 为工 作面设计采高， 取 0.6 m； 酌 为煤的质量密度， 取 1.32 t/m3； c 为工作面采出率， 取 97。将数值代入公式计 算得 W138 t。 日产量 循环产量日循环个数 1384552 t。 Q采60MBV酌K .（2） 式中 Q采为采煤机工作面实际生产能力， t/h； M 为采 高， 取 1.2 m； B 为采煤机宽度， 取 0.6 m， V 为采煤机 速度， 取 4 m/s； 酌 为煤的视密度， 取 1.32 t/m3； K 为总 时间利用系数， 取 0.4。 将数值代入公式得 Q采91 t/h。 1） 刮板输送机运输能力 700 t/h＞采煤机生产能 力 91 t/h， 满足生产。 2） 转载机运输能力 1 000 t/h＞采煤机生产能力 91 t/h， 满足生产。 3） 破碎机破碎能力 1 000 t/h＞采煤机生产能力 91 t/h， 满足生产。 4） 皮带机运输能力 400 t/h＞采煤机生产能力 91 t/h， 满足生产。 154 2020 年第 7 期 根据以上结果， 全部满足工作面生产能力。 49105 综采工作面采煤机参数计算 Hmax （1.11.2） Mmax，（3） Hmin （0.90.95） Mmin.（4） 式中 Mmax为煤层最大厚度，取 1.4 m； Mmin为煤层最 小厚度，取 0.96 m。将数值代入到公式中计算得 Hmax1.541.68 m； Hmin0.8640.912 m。 DaMmax. （5） 式中 a 为螺旋滚筒装煤效率， 一般取 0.6～0.7。 将数 值代入公式计算得 D0.840.98 m。 目前，采煤机设计截深有 0.5 m、 0.6 m、 0.75 m、 0.8 m、 1.0 m， 根据工作面已选用 ZY3400/8.5/18 型支 架参数， 为方便顶板管理， 采煤机选用 0.6 m 截深。 采煤机实际牵引速度根据工作面生产能力、 通 风量、 瓦斯涌出量确定。经计算， 采煤机的牵引速度 V≤3.6 m/min。 结合此理论计算，并与市场上的采煤机型号参 数进行对比，最终选择 MG210/485-PWD 型采煤机 用于此工作面中。 5结语 在综采工作面施工前，对其采煤工艺过程进行 系统设计、 规划， 是保障煤矿开采过程高效、 安全运 行的关键。 因此， 以 9105 综采工作面为分析对象， 对 其采煤工艺流程、采煤具体操作过程进行了系统设 计及分析， 结合理论计算， 验证了所设计的采煤工艺 及选用的采煤设备能较好地满足该工作面的采煤需 求， 具有一定的可行性。 该研究对保障该工作面的有 序、 高效、 安全操作过程起到了重要指导， 也为其他 工作面的采煤工艺提供了参考。 参考文献 [1]张建新.中厚煤层机械化采煤工艺研究[J].石化技术， 2020， 27 （1） 331. [2]陈浩.薄煤层综采自动化采煤工艺技术研究与应用分析[J].资 源信息与工程， 2019， 34 （5） 39-40. [3]孙福军.井下采煤技术及采煤工艺的选择探讨[J].江西化工， 2019 （5） 195-196. [4]徐志勇.龙洞湾煤矿水库坝体下采煤工艺安全性研究[J].煤炭 与化工， 2019， 42 （9） 6-8. [5]张强.煤矿井下采煤工艺研究[J].资源节约与环保， 2019 （9） 45-46. [6]苗鑫.井下采煤技术及采煤工艺的选择分析[J].当代化工研究， 2019 （10） 133-134. （编辑 赵婧） Discussion on Mining Technology in Fully Mechanized Mining Face Liu Zhibin （Yongdingzhuang Coal Industry Company, Datong Shanxi 037024） Abstract Taking 9105 fully-mechanized mining face of Yongdingzhuang Coal Mine as the analysis object, this paper analyzes the coal mining process flow and concrete operation process in this working face, and verifies the feasibility of this coal mining process scheme through theoretical analysis , which provides important guidance for the subsequent concrete operation construction of this working face, and also provides reference for the coal mining technology of other working faces. Key words coal mine; fully mechanized face; coal mining technology Improvement Design and Practice of Open-pit Coal Drainage System Wang Peng （Shanxi Coal Import and Export Group Hequ Jiuxian Open-air Coal Industry, Hequ Shanxi 036500） Abstract This paper puts forward the problems of high drainage , tedious management process and frequent migration with stope mining in the centralized drainage mode of open pit coal mine in Hequ old county. In order to improve the drainage mode of mine, the paper discusses the optimization of drainage system. By arranging the collecting well, it can not only reduce the underground water level of stope, but also reduce the influence of drainage on stope gang, and obtain remarkable application effect in stope drainage by new drainage system. Key words open-pit mining; drainage system; collecting well; diversion ring; stope gang （上接第 152 页） 柳志斌 关于综采工作面采煤工艺的探讨155