兴隆庄煤矿大采高综放工作面设备配套与工艺技术

2018-07-06张雁珺

机械管理开发 2018年6期

张雁珺

（山西乡宁焦煤集团台头煤焦有限责任公司，山西临汾 042199）

1 试验面地质条件

试验面位置确定：以兴隆庄煤矿为研究对象，在试验面选择过程中根据煤矿开采面实际分布情况，将1308综放工作面确定为试验面，1307综放工作面位于试验面上部，1309综放工作面位于其下部。试验面尺寸情况：经过实际测量，试验面长为207.2m，推进长度为2574.0 m。所在煤层结构情况：这一位置处的煤层被划分为二叠系山西组底部，属于3号煤，厚度保持在7.85～9.90 m范围之内，通过加权平均值计算，结果为8.60 m，对其进行稳定性检测，结果良好。但整体结构相对复杂，具体表现有以下几点：其一，与顶板相距3.0 m左右的位置处属于炭质粉砂岩夹矸，厚度为0.03 m；其二，与底板相距3.30 m位置处，属于炭质泥岩夹矸，最大厚度为1.30 m，且与切眼的间距保持在800 m以内，这种组成物质较为松脆，容易脱落。其他参数情况：煤层硬度系数设计为2.3，最浅埋藏深度为354.7 m，最大埋藏深度为503.5 m，工作面煤层顶板由下向上三个层次情况为，下层由厚度为3.2 m、颜色为深灰色的粉砂岩组成，中部为厚度为11.5 m的粉中砂岩互层构成，上层由厚度为20.34 m、颜色为灰白色的中砂岩构成。在煤层底板的下侧，主要分为两个层次，第一层为厚度7.04 m的粉砂岩，第二层为厚度9.22 m的中砂岩[1]。2 大采高综放支架选择及相关设备

2.1 支架型号选择

支架型号选择方面，首先要综合考量矿区开采条件以及相关经验，分析顶板对其的影响，最终决定使用正四连杆低位放顶煤液压支架，并保证结构形式为整体顶梁，这样可以提高支撑能力，并使用分体底座，提高排矸能力，便于安装；其次，在支架高度设计方面，要尽量增加机采高度，降低顶煤厚度，便于顶煤破碎放出，提高开采率。与此同时，要正确理解机采高度设置方面的要求，适当即可，以免导致机采高度过大，从而引发破碎情况严重，支架稳定性差的问题[2]。综合相关情况，对支架的最大高度限定为4.0 m；第三，支架支护强度设置，在实际工作当中，要考虑顶板条件、煤层埋深以及采高方面的影响，经过实践验证，顶煤支架支护强度要低于普通综采工作面支架强度，并保证其具有一定的富裕度，本文所使用的支护强度为0.90 MPa；第四，支架工作阻力设置，兴隆庄煤矿大采高综放工作面使用的是液压支架，对其阻力进行计算时，使用的是支架所受的合力，计算公式为：

式中：P代表支架工作阻力，Qz代表支护强度，取值为900 kN/m2；Lx代表控顶距离，具体数值为0.40 m；LD代表顶梁长度，具体数值为4.93 m；B代表支架中心距离，取值为1.5 m，经过计算，P为7196 kN。

2.2 大采高综放工作面设备

完成支架选型工作之后，需要对大采高综放工作面进行配套设备设置，主要的原则是技术先进、设备精良、性能良好、运行安全、优质高效、成本合理，与此同时，要考虑生产目标的影响，本文的开采能力设置为年产600万t，具体情况如下页表1所示。

3 采煤工艺

兴隆庄煤矿使用的是长壁综采放顶煤一次采全高全部陷落法，工作面进刀方式为端部斜切，采放工序可以同步进行，具体的流程包括割煤、移架、对前部输送机进行推移、在后部放煤、推移后部输送机。在这一过程中，操作面的工艺参数设置为：机采高度3.60 m，放煤高度控制在不超过5.0 m，根据开采能力和运输情况，确定采放比例为1∶1.39，放煤步距控制在0.80 m，放煤方式为一采一放模式。