不規(guī)則綜放工作面開采技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐

/不規(guī)則綜放工作面開采技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐作者姓名：作者班級：指導(dǎo)教師：不規(guī)則綜放工作面開采技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐2０11級采礦工程×××摘要：隨著煤炭開采量的增加和開采范圍的擴(kuò)大，受煤炭賦存條件和地質(zhì)條件的限制，一般的綜采（綜放)工作面的很難規(guī)則布置，即使布置也是小范圍的規(guī)則配合“刀把"進(jìn)行布置，同時(shí)一部分受斷層影響的煤炭得不到有效的開采，如果不采，丟失煤炭比較可惜，如果進(jìn)行復(fù)采,勢必要重新布置巷道,面臨老空區(qū)壓力等等不利因素影響,開采難度極大。針對這種實(shí)際情況,為提高井下煤炭資源回收，付村煤業(yè)有限公司在多個(gè)緊貼斷層布置的工作面回采過程中積極探索不規(guī)則工作面開采技術(shù)，在回采過程中成功運(yùn)用了邊推采邊安裝支架和溜槽、邊推邊撤出支架和溜槽的開采技術(shù)，為配合新的開采技術(shù)應(yīng)用，在每個(gè)回采環(huán)節(jié)中多點(diǎn)創(chuàng)新,并取得了圓滿成功,通過實(shí)施不規(guī)則工作面技術(shù)開采不僅創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也為以后綜放工作面不規(guī)則回采積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：不規(guī)則開采技術(shù)邊推邊安裝邊推邊撤除效益經(jīng)驗(yàn)Ｓummary：Witｈthｅdevelopmenｔofcoalminingquａntityincreaseandexpandthescopeofmininｇ,bｙcoaloccｕrrenceconditｉonsandgｅoｌｏgiｃalｃonditiｏns，tｈｅｇeｎeｒaｌminiｎgcavinｇworｋiｎgfaceｉsdiffｉcuｌｔtoruleaｒrangement,ｅveniｆthelayoutｔhesmallscopｅｒuleswｉth＂ｈiｌt”ｌayout，alsoｐarｔｏfthｅbrokeｎlayｅrofcoａlｉｓnoｔｅｆfectivｅlyｍｉning，iftｈeｒｅisnｏｔａｌoｓsofcoaｌ,ｕnfｏrtunatｅly，iｆrepｅateｄminｉｎｇ,ｉsｂoｕndtoroadwaylａyout，tｈｅfaｃeofadverseｆactorsｏｆoldgoａｆpresｓureeffｅcｔ,itｉｓｄｉffｉｃultｔobeexｐlｏiｔed。Inｔｈefaceoftｈiｓsituation，toｉmproｖetherecoveｒyoｆundergrｏｕｎdcoalresoｕrｃｅs,tｏpaytheｖｉｌｌａｇecｌosｅｔｏｔheｆaultＣｏalCo．,decoｒaｔeｄinanｕｍberofwｏrｋｉngsuｒfａｃｅofｔhepｒocｅssｏfactiveｌyexplorｉnｇirｒeｇularMｉningｔechnolｏgy,ｓuccｅssｆullyuｓedintheextｒactiｏｎｐｒocess，pushingtheminｉｎgsiｄeoｆｔhｅmoｕｎtingbracketａｎdthｅchute，pushingtheｓｉdｅoftｈｅｗithdrawalofｓuppｏｒtandｔroughsminiｎｇtechnology，inlinewiｔhｔhｅneｗmiｎinｇｔeｃhnology,inevｅrypartｏfthemoreinｎovａt(yī)ivemining，aｎdachievｅdｇreaｔsuccesstｈrｏughｔｈeimplementatioｎofirregｕlａｒfaｃeｍiningｔechnoloｇyhasnotonlｙcreａt(yī)edeｎormoｕsecoｎomicbｅｎefitｓ，bｕtalsofoｒrｅｃoveryaｆterirｒegularcａvｉｎgｆaceｈasaccumuｌateｄvalｕａbｌeeｘpｅrieｎｃe。Keywｏｒds:Ｉｒregulaｒ；Miningtechnology；Pushｉngtheeｄgeinｓtａllａt(yī)ion:Puｓhingthｅｅｄgｅwitｈdｒａｗal;Benefit；Ｅxｐeｒience概述棗莊礦業(yè)集團(tuán)付村煤業(yè)有限公司東四采區(qū)的３上401、3上４１1、3上403改造Ⅱ面、3上４03改造Ⅰ面都是材巷緊貼斷層布置的不規(guī)則綜放工作面，特別是3上４0１綜放工作面是典型的先邊推邊安裝支架溜槽、中間平推、后期邊推邊撤出支架溜槽的不規(guī)則工作面，工作面由切眼布置６0架到隨工作面推采支架添加到1５9架,再逐步縮短到１25架。通過該工作面的回采，形成了一整套完整、成熟的不規(guī)則工作面開采技術(shù),為今后不規(guī)則工作面的開采積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。下面以3上40１綜放工作面為例進(jìn)行介紹不規(guī)則工作面的開采技術(shù)。1工作面概況1．1工作面煤層賦存條件３上４01工作面位于崔莊東南420~973m,東股閘下引河西南37~1115m處,井下位置位于東四采區(qū)西南部，東鄰3上4０3回采工作面，西鄰尹家洼斷層及尹家洼支斷層,北為未開拓區(qū),北部埋藏深,南部埋藏較淺,運(yùn)巷高于材巷;煤層總體呈現(xiàn)一單斜構(gòu)造，走向8３0-9９０，傾向353０－9０，煤層傾角７０－2２０，平均傾角15０，該工作面煤層是3上煤層，屬厚煤層，厚度5．25-5。６1米,平均1。２工作面設(shè)計(jì)對比1.2.１規(guī)則布置3上４01工作面材巷在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮斷層的分布，按照正常的設(shè)計(jì)布置該工作面時(shí),需要保留至少5米的保安煤柱，該工作面在回采過程中至少需要合茬延長工作面兩次、縮面一次。該布置方式容易造成三塊三角煤的丟失.1.2。２不規(guī)則布置3上40１工作面按照材巷在緊貼斷層布置的情況下,從切眼位置向外５00米的材巷與工作面呈1070的鈍角；從材巷的500米位置向外204米的巷道與運(yùn)巷平行;從材巷704米位置向外19４米的巷道與工作面呈7３0的銳角。如此布置該工作面后，在回采過程中，前期邊推采邊在材巷每隔5米就安裝支架與溜槽，后期是從材巷每隔5米就邊推采邊撤出支架。因此可以回收因躲避斷層而丟失的煤炭。如圖—1工作面布置對比圖,把兩種布置進(jìn)行對比比較，最終選擇不規(guī)則布置該工作面。2邊推邊安裝支架與溜槽技術(shù)3上401工作面在生產(chǎn)初期，工作面只安裝60組支架，由于工作面較短,為便于在機(jī)尾處安裝后部溜槽和安裝支架，后部運(yùn)輸機(jī)未安裝機(jī)尾電機(jī)與減速箱,使用簡易機(jī)尾，單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),這樣邊推采邊安裝支架與溜槽比較順利。當(dāng)工作面安裝至80組支架后，后部運(yùn)輸機(jī)需要雙電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),帶電機(jī)和減速箱時(shí)進(jìn)行安裝空間狹小，現(xiàn)場安裝施工非常復(fù)雜，因此我們現(xiàn)場優(yōu)化工序，巧妙設(shè)計(jì)，先后采取了多項(xiàng)新技術(shù)確保了安全安裝和生產(chǎn)。2。1對后部運(yùn)輸機(jī)電機(jī)和減速箱進(jìn)行改造一般的正常綜放工作面后部機(jī)尾電機(jī)與減速箱都是安裝在后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)前，但是在該工作面在推采過程中添加的是普通支架,普通支架后部空間狹小,而后部運(yùn)輸機(jī)的電機(jī)與減速箱的寬度會導(dǎo)致后部運(yùn)輸機(jī)拖后太遠(yuǎn),致使后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾后支護(hù)困難，為此我們對后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾進(jìn)行改造，采取將后部機(jī)尾的電機(jī)、減速箱安裝到老塘一側(cè)，解決了添加普通支架形成的后部運(yùn)輸機(jī)電機(jī)減速箱空間不足的問題.2。2在后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾后預(yù)留兩個(gè)掩護(hù)支架在安裝上后部機(jī)尾電機(jī)和減速箱后，在生產(chǎn)過程中，經(jīng)過技術(shù)論證,我們在后部運(yùn)輸機(jī)尾后布置兩組撤掉尾梁的普通支架(如圖－2所示)，該兩組支架始終保持在工作面機(jī)尾第一個(gè)支架后側(cè)和大巷內(nèi),兩組支架的推拉道與后部機(jī)尾的底托板連接，隨著推采隨之向前拉移該兩組支架。這樣使用支架前梁和頂梁支護(hù)后部機(jī)尾的頂板的支護(hù)方式,一方面為安裝后部溜槽提供了充足的安全工作空間，極大的提高工作效率，減少了單體的使用，減輕了工作人員維護(hù)頂板的勞動強(qiáng)度;另一方面，利用兩個(gè)掩護(hù)支架支護(hù)后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾頂板，有效解決了因隨采隨向面里收縮機(jī)尾而出現(xiàn)垮落頂板壓電機(jī)的困難.圖-2工作面機(jī)尾掩護(hù)支架示意圖２.3優(yōu)化安裝工序，科學(xué)合理組織施工所安裝的支架(撤掉尾梁）與溜槽已經(jīng)按照安裝步距提前在巷道擺好，在生產(chǎn)與安裝過程中,為避免因多工種在此處同時(shí)施工而造成窩工、不安全因素,我們優(yōu)化工序，第一天檢修班先安裝后部運(yùn)輸機(jī)溜槽,檢修班后的兩個(gè)生產(chǎn)班負(fù)責(zé)將已經(jīng)擺在大巷的待安裝支架靠到位,然后由第二天的檢修班再添加前部溜槽和支架的尾梁,這樣就形成一個(gè)安裝工序的良性循環(huán)，同時(shí)為了提高添加溜槽的速度,我們在工作面投產(chǎn)后將前后部運(yùn)輸機(jī)刮板鏈由24米一掛的截成3米一段,工作面每添加一節(jié)溜槽只需添加３米刮板鏈.待添加8節(jié)溜槽后將8段3米的小鏈用長鏈條更換下來,循環(huán)使用，節(jié)約了現(xiàn)場截鏈時(shí)間，提高了安裝速度。2．4材巷實(shí)行沿?cái)鄬訋Р捎捎谙锏理敯鍨殄^桿鋼筋梯配錨索支護(hù)，隨推采頂板隨垮落，致使后部電機(jī)處空間支護(hù)難度大,靠近面內(nèi)的掩護(hù)支架拉移也較困難。針對此,我們按照棗莊礦業(yè)集團(tuán)公司無煤柱開采的要求，在非工作面?zhèn)扔忻旱囟螌?shí)施人工擴(kuò)幫２米,使后部電機(jī)與減速箱向機(jī)尾方向移動了近2米寬,這樣既解決了巷道寬度小制約后部支護(hù)的難題，又回收了煤炭資源。3邊推采邊撤除支架與溜槽技術(shù)3．1采用撤除第三架支架方案進(jìn)行撤出３上401不規(guī)則工作面進(jìn)入邊推采邊撤除階段時(shí)，由于巷道與工作面呈730的銳角,每推采5米需要撤出一組支架與溜槽,為此現(xiàn)場我們采取先將在邊推采邊安裝階段的機(jī)尾電機(jī)和減速箱改至安裝在運(yùn)輸機(jī)的前方，同時(shí)將拖后的兩個(gè)掩護(hù)支架先撤除。為確保撤出期間機(jī)尾的頂板安全,方便快捷的撤除支架和溜槽，采取始終抽出第三架的撤出方案，在機(jī)尾側(cè)始終留設(shè)兩個(gè)端頭特殊支架，重點(diǎn)支護(hù)機(jī)尾端頭的三角區(qū)域的頂板,同時(shí)根據(jù)特殊端頭支架的特性，達(dá)到了對后部機(jī)尾的電機(jī)和減速箱進(jìn)行了有效保護(hù)的作用。３.2撤除工序本工作面受巷道寬度的影響，在抽第三架時(shí),沒有足夠的空間，因此因地制宜對非工作面?zhèn)冗M(jìn)行帶采擴(kuò)幫，使第三架始終正對著大巷,處在大巷的中間，在撤除時(shí)分成兩步：第一步是檢修班撤除前部運(yùn)輸機(jī)溜槽，并且始終保持前部運(yùn)輸機(jī)溜槽比后部運(yùn)輸機(jī)少一節(jié)，生產(chǎn)班接班后根據(jù)情況，直接撤除第三架支架，有效解決前部運(yùn)輸機(jī)制約撤除的難題。第二步是第二天檢修班進(jìn)行后部運(yùn)輸機(jī)溜槽的撤除，撤除的后部運(yùn)輸機(jī)溜槽從第三架撤出的空間運(yùn)出，大大提高了撤除的速度和效率，減少了影響時(shí)間,如圖—3所示。圖-3工作面機(jī)尾撤架與支護(hù)示意圖3.3撤出時(shí)端頭支護(hù)方式為維護(hù)因撤除第三個(gè)支架后形成的空頂,針對現(xiàn)場情況，采取了多種復(fù)合支護(hù)形式確保撤除期間的頂板安全和撤除時(shí)施工人員的安全。(1)為方便撤除的支架外運(yùn)，超前維護(hù)由原來的一字梁支護(hù)改為使用工字鋼支護(hù)，單體靠幫支護(hù),工字鋼的排間距為１.０米,這樣形成的撤架通道既能滿足巷道支護(hù),又能滿足支架撤除時(shí)所需的撤除空間，方便人員操作和裝架操作.(2）在撤除第三號支架前，生產(chǎn)班推采過程中，對機(jī)尾保持5個(gè)支架鋪設(shè)雙層金屬網(wǎng)，在進(jìn)行完每個(gè)循環(huán)時(shí)使用4。0米的圓料或者工字鋼在第三號支架和第四號支架進(jìn)行接頂，所使用的圓料或者工字鋼必須搭在兩邊的支架上,這樣在撤除第三號支架后橫在相鄰支架上的圓料或者工字鋼能托住撤除支架形成的空間,更重要的是為施工人員進(jìn)行撤除后部運(yùn)輸機(jī)溜槽提供了足夠的安全空間.(3)為使第三號支架能正對大巷，大巷本身的寬度為3。2米，支架的寬度為1.5米，巷道的寬度不能滿足第三號之間正對大巷,所以在非工作面?zhèn)龋覀儗?shí)行材巷帶采，帶采的寬度為2。0米左右,高度與大巷的高度一致，正好夠藏一個(gè)支架，足夠使第三號支架能正對大巷,滿足撤除空間的要求。3.4使用簡易裝車平臺進(jìn)行撤除支架和溜槽在工作面邊推采邊撤除階段，所回撤的支架與溜槽需要裝車運(yùn)走，由于材巷角度較大,并且每組支架的重量約在17噸左右，在井下大巷整架裝車起吊非常困難，為了快速安全的裝車運(yùn)走，專門設(shè)計(jì)簡易裝車平臺（如圖－4所示)進(jìn)行裝車封車。先將裝車平臺與軌道連接好，穩(wěn)住平板車，然后使用回柱絞車，將支架拉移到平臺前，在將支架拉上平臺上的平板車上，調(diào)整好支架座在平板車上的位置，然后封車運(yùn)走，完成裝車過程.通過該工藝的使用由原來安裝運(yùn)輸需要6—8人減少到3人，整個(gè)撤除支架裝車時(shí)間由原來的2-3個(gè)小時(shí)，縮短到半小時(shí)，并且較原來的起吊式裝車安全性能大大提高。圖—4簡易裝架平臺裝架示意圖4總結(jié)４.1社會效益(1）不規(guī)則開采最大限度的回收煤炭資源隨著煤炭資源的開采,可采儲量逐漸下降,如何能保證資源回收最大化，如何減少資源浪費(fèi),是以后煤炭開采過程中必不可少的研究方向。本工作面沿?cái)鄬硬贾茫匾臄鄬用褐庾畲笙薅鹊幕厥召Y源.減少了可采資源因設(shè)計(jì)與回采造成的資源浪費(fèi)。通過合理設(shè)計(jì)、優(yōu)化分工、科學(xué)組織,將不規(guī)則工作面的開采提高到一個(gè)新的技術(shù)水平。(2)后部運(yùn)輸機(jī)電機(jī)改造技術(shù)應(yīng)用對后部運(yùn)輸機(jī)電機(jī)和減速箱進(jìn)行改造，采取將后部機(jī)尾的電機(jī)、減速箱安裝到老塘側(cè)，取得了較好的效果，解決了添加普通支架形成的后部運(yùn)輸機(jī)電機(jī)減速箱空間不足的問題。在以后的生產(chǎn)過程中具有良好的推廣價(jià)值。（3)掩護(hù)架技術(shù)應(yīng)用在后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾后預(yù)留兩個(gè)掩護(hù)支架,一方面為安裝后部溜槽提供了充足的安全工作空間,而且支護(hù)完好，極大的提高工作效率，減少了單體的使用，減輕了工作人員維護(hù)頂板的勞動強(qiáng)度；另一方面，利用兩個(gè)掩護(hù)支架支護(hù)后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾頂板，有效解決了因隨采隨向面里收縮機(jī)尾而出現(xiàn)垮落頂板壓電機(jī)的困難。（4）優(yōu)化安裝工序,科學(xué)合理組織施工第一天檢修班先安裝后部運(yùn)輸機(jī)溜槽，檢修班后的兩個(gè)生產(chǎn)班負(fù)責(zé)將已經(jīng)擺在大巷的待安裝支架靠到位，然后由第二天的檢修班再添加前部溜槽和支架的尾梁，形成的安裝工序的良性循環(huán),提高添加支架和溜槽的高效率.在人員的組織方面，不需要增加人工，只是利用生產(chǎn)班和檢修班的特點(diǎn),合理調(diào)整工序，便可達(dá)到科學(xué)組織作業(yè).另外利用長鏈條和短鏈條的循環(huán)往復(fù)使用，節(jié)約了現(xiàn)場截鏈時(shí)間，提高了安裝速度。（5）加強(qiáng)端頭支護(hù)強(qiáng)度，確保后部溜槽施工人員的安全由于在推采過程中，邊推采邊添加的支架屬于普通支架,普通支架的后部空間很小，所以為保證施工人員的安全，在生產(chǎn)班推采過程中，在對機(jī)尾保持5個(gè)支架鋪設(shè)雙層金屬網(wǎng)，同時(shí)每循環(huán)使用4。0m的大圓料進(jìn)行接頂，以便每次添加后部溜槽時(shí)，保證施工人員在支架后狹小空間的人身安全。4．2經(jīng)濟(jì)效益以3上401工作面布置對比圖為根據(jù)，材巷在緊貼斷層布置的情況下，從切眼位置向外5０0ｍ的材巷與工作面呈１07o的鈍角；從材巷的50０m位置向外204m的巷道與運(yùn)巷平行；從材巷70４m位置向外１94m的巷道與工作面呈７3o的銳角.如此布置該工作面后，在回采過程中,前期邊推采邊在材巷每隔5m就安裝支架與溜槽.因此，可以回收因躲避斷層而丟失的煤炭。通過對比，最終選擇不規(guī)則布置該工作面。節(jié)省的煤炭資源及產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益可計(jì)算:（1)三角煤1：體積為：250ｍ×ｓｉｎ1７o×２５0m×cos17o×0．5m×５。4３=15４755m3，煤炭量：1547５5m3×１.４3×9３%=２0５80８噸。（２）三角煤２：按與三角煤1同等條件計(jì)算煤炭量：2058０8噸。(3）三角煤３:體積為：19４m×sin73o×１9４m×coｓ73o×0.5×5.４3m＝２844７ｍ3,煤炭量：２８447m3×1。43×9３％=3783１噸.（4)帶采煤量：（500m+１94m）×2。0ｍ×3．2ｍ×1.３４=５９5１．７噸（5）減少的掘進(jìn)工程量及效益：（250m×sin17o+250m×cos17o）×２+1９4ｍ×sin73o+19４ｍ×cos７3o—5０0—1９4=１７３m,按照每米成本4000元計(jì)算，17３m×４000=6９2000元，掘進(jìn)煤經(jīng)濟(jì)效益:1７3m×１2㎡×1．43×80０元