李俊杰

（晉城煤業(yè)集團(tuán) 成莊礦，山西 晉城 048021）

縮小堆煤空間提高綜放工作面頂煤回收率

李俊杰

（晉城煤業(yè)集團(tuán) 成莊礦，山西 晉城 048021）

系統(tǒng)地分析了綜采放頂煤工作面煤炭損失，提出了通過縮小堆煤空間的方法來(lái)提高綜采放頂煤工作面頂煤回收率，總結(jié)分析了其在成莊煤礦應(yīng)用效果和成功經(jīng)驗(yàn)。

綜放工作面；頂煤；回收率；技術(shù)途徑

我國(guó)自推廣綜放開采以來(lái)，平均回采率為79%，較高的在85%以上，較低的在80%以下，約有半數(shù)綜放工作面的回采率在80%～85%之間，僅有25%左右的綜放工作面回采率達(dá)到85%～89%，仍有26.1%的綜放工作面回采率低于80%，其中尚有14.4%的綜放工作面回采率低于75%，表明提高綜放工作面回采率的工作仍是綜放開采技術(shù)管理工作的重要內(nèi)容。而采空區(qū)頂煤損失約占工作面煤炭可采量的5%以上，占工作面煤炭總損失量的64.5%，是工作面煤炭損失的主要問題。為此，因此進(jìn)一步提高頂煤回收率是煤礦企業(yè)綜放開采所面臨的最主要問題。

1 綜放開采煤炭損失分析

低位綜放開采工藝的回收率能否進(jìn)一步提高，一直是煤礦的重點(diǎn)研究課題。近幾年的研究結(jié)果表明，長(zhǎng)壁綜放工作面的煤炭損失主要由三個(gè)方面構(gòu)成：一是工作面的初采和末采期間，由于不能放煤或不能充分放煤而引起的損失；二是工作面兩端過渡支架和排頭支架不能放煤而引起的損失；三是放煤工藝等引起的采空區(qū)頂煤損失。

目前成莊礦所采用的就是綜采放頂煤開采技術(shù)，對(duì)于第一方面的煤炭損失，通過采取將切眼沿采空區(qū)邊緣或斷層線布置、雙切眼布置、對(duì)切眼上方頂(板)煤進(jìn)行預(yù)爆破處理和沿底收尾、盡可能縮短鋪網(wǎng)距離來(lái)縮小末采不放煤距離等措施，已初步得以解決，并通過優(yōu)化工作面設(shè)計(jì)，使其在煤炭損失構(gòu)成中的比例進(jìn)一步減小。對(duì)于第二方面的煤炭損失，通過改進(jìn)支架設(shè)計(jì)，調(diào)整工作面三機(jī)配套(輸送機(jī)電機(jī)垂直布置，降低機(jī)頭機(jī)尾高度和控制寬度)等措施的應(yīng)用，該部分的煤炭損失量也已有所降低。對(duì)第三方面的煤炭損失，雖采取了確定合理的放煤步距、放煤工藝和合理的采放比等措施，但工藝引起的采空區(qū)頂煤損失一直沒有得到有效解決。

2 成莊礦提高綜放工作面頂煤回收率的主要技術(shù)及實(shí)施

設(shè)計(jì)開發(fā)一套有效縮小后溜后部空間的裝置，能夠做到制造加工簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，使用中不影響正常的生產(chǎn)作業(yè)，維修更換容易，搬家轉(zhuǎn)運(yùn)方便，能夠盡量多的回收到頂煤，從而創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益；在提高頂煤回收率的前提下，不會(huì)對(duì)原來(lái)的生產(chǎn)工藝產(chǎn)生不利影響。

2.1 設(shè)計(jì)裝置遵循的原則

重量輕，在單個(gè)溜槽上安裝一套縮小堆煤空間的裝置所增加的重量不大于100kg；和原設(shè)備配合好，全套縮小堆煤空間的裝置在使用過程中不產(chǎn)生干涉，不會(huì)造成影響正常生產(chǎn)的情況發(fā)生，不額外增加動(dòng)力源，運(yùn)行可靠；制造簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，原料來(lái)源廣，制造費(fèi)用低；效率高，全套縮小堆煤空間的裝置所提高的回采率將在2%～3%。

2.2 縮小堆煤空間裝置的設(shè)計(jì)和使用

首先從連接方式上著手，解決皮帶部分與后溜的連接強(qiáng)度和適應(yīng)性問題。結(jié)合4308面后溜與拉后溜千斤的連接方式，經(jīng)過多次試驗(yàn)、變形與改進(jìn)，確定了在后溜槽幫上焊接兩個(gè)鏈槽（見圖1），皮帶部分通過一個(gè)雙環(huán)鏈（鏈環(huán)規(guī)格φ30×108）與鏈槽連接，達(dá)到以下目的：第一，鏈槽是焊接在后溜槽幫上的，而且鏈槽與后溜的材質(zhì)相同，確保了焊接的可靠性；第二，鏈槽通過變形后，尺寸較原來(lái)的小很多，并且與皮帶部分的連接只有兩個(gè)環(huán)，保證了頂煤回收裝置拖在采空區(qū)的長(zhǎng)度不超過1 m，與放煤步距相當(dāng)；第三，鏈槽與圓環(huán)鏈的聯(lián)接方式屬于軟聯(lián)接，在工作面出現(xiàn)起伏、后溜發(fā)生彎曲的情況下都有很強(qiáng)的適應(yīng)性，不會(huì)頻繁出現(xiàn)失效的情況。

對(duì)于使用裝置中的易損件收煤皮帶（見圖2），根據(jù)成莊礦現(xiàn)有皮帶的型號(hào)，選定了PVG2000S型皮帶，帶寬1 400 mm（與后溜槽寬度1 503 mm相近），并且有大量更換下來(lái)的廢皮帶，這就為制造收煤皮帶提供了充足的原料并且降低了制造成本。收煤皮帶形式，見圖2。

用于收煤皮帶的夾板由16 mm厚鋼板制造，并且在與皮帶的接觸面上通過點(diǎn)上不規(guī)則的密集焊點(diǎn)以增大與皮帶的摩擦力，從而減小了由螺桿提供給皮帶的拉力，提高了皮帶的使用壽命。夾板與皮帶的緊固聯(lián)接是使用兩排呈錯(cuò)位布置的15條m20×100螺栓（配用m20防松螺母），并且螺栓由下往上穿，避免防松螺母磨損導(dǎo)致皮帶脫落。

2.3 裝置的使用工藝特點(diǎn)

鏈槽采用整體鑄造成型，焊接在后溜槽幫上，整體強(qiáng)度極高（與溜槽相當(dāng)）；夾板是選用16 mm厚鋼板制造，在進(jìn)入正常使用后夾板被煤覆蓋，大塊矸、炭不會(huì)對(duì)夾板造成直接沖擊，因此夾板也不容易損壞。

收煤皮帶與夾板在地面組裝好，整體下井安裝，方法如下：將圓環(huán)鏈插入鏈槽，再將一根銷穿過圓環(huán)鏈，裝上擋圈和開口銷即可完成。安裝工藝簡(jiǎn)單。

整個(gè)回收裝置的井下維護(hù)量基本上只有更換收煤皮帶，損壞的收煤皮帶連同夾板一起上井進(jìn)行更換皮帶和螺栓，不出現(xiàn)人員進(jìn)入尾梁維修的情況，一是考慮到安全問題，二是井下作業(yè)環(huán)境限制。

整個(gè)裝置初期投入較大，但后期基本上只有螺栓、皮帶等易損件更換所產(chǎn)生的費(fèi)用，并且兼顧了修舊利廢（皮帶是報(bào)廢皮帶、圓環(huán)鏈來(lái)自SGZ764/630刮板輸送機(jī)淘汰下來(lái)的大鏈）。

圖1 后溜槽幫設(shè)計(jì)示意圖

圖2 易損收煤皮帶設(shè)計(jì)示意圖

2.4 使用回收裝置效果

成莊礦在2320、4305工作面安裝使用頂煤回收裝置開始回采，在同一階段內(nèi)，與處于正?；夭傻?2316、3305、3309、4308、5303 五個(gè)綜放工作面進(jìn)行比較，由于這五個(gè)工作面都采用放頂煤工藝，采高均為6 m，具有可比性。我們比較了如下兩個(gè)數(shù)據(jù)：一是從試采到走出切眼的時(shí)間內(nèi)的單位進(jìn)尺煤量；二是正?；夭傻膯挝贿M(jìn)尺煤量。

通過計(jì)算，2320和4305面的單位進(jìn)尺煤量平均水平較其他五個(gè)面的平均水平高出0.2655t，換句話說(shuō)，一個(gè)走向長(zhǎng)度200 m的面，每推進(jìn)1 000 m，采用縮小堆煤空間裝置要比不采用的時(shí)候多出53100 t煤。2008年，成莊礦五個(gè)放頂煤工作面切眼的平均長(zhǎng)度191m，進(jìn)尺共4258.72m，如果將頂煤回收裝置普及到所有五個(gè)放頂煤工作面，按照目前的效率將多出21.59萬(wàn)t煤，提高回收率2.57%。該裝置在回采工作面使用效果明顯，為成莊礦區(qū)的綜放工作面開采提供了一個(gè)新的途徑。

3 結(jié)論

通過對(duì)采用縮小堆煤空間的裝置提高頂煤回收率的實(shí)踐和探索，可以有效提高頂煤綜放工作面頂煤回收率。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)具體條件適當(dāng)調(diào)整其工藝參數(shù)，以取得最佳效果。

[1]孟憲銳，李建民.現(xiàn)代放頂煤開采技術(shù)理論與實(shí)用技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001．

[2]賈光勝，樊運(yùn)策.綜放開采頂煤冒放性研究[A].第二屆全國(guó)放頂煤開采理論與實(shí)踐研討會(huì)論文集[C].1995.

[3]樊運(yùn)策.綜放開采技術(shù)概論[A].放頂煤開采技術(shù)研究中心.綜放開采技術(shù)研討會(huì)[C].1993.

Shrinking Coal Stack Space to Increase Recovery Rate of Roof Coal

LI Jun-jie
(Chengzhuang Mine,Ji ncheng CoalGroup,Ji ncheng Shanxi048021,Chi na)

In the light of perspectives and approaches fromsystemengineering, large-scale system construction and its procedure of ten-million-ton mine are discussed. The paper not only proposes the construction range,but also presents systemanalysis procedures

ten-million-ton;large-scale system;construction

TD823.9

A

1672-5050（2010）12-0070-03

編輯：劉新光

2010-09-27

李俊杰（1971—），男，山西襄垣人，本科，工程師，從事煤礦采掘技術(shù)工作。