23215 综放工作面采煤方法设计

万芦苇 张玉起

（伊犁新矿煤业有限责任公司，新疆 伊犁 839300）

一些煤矿现有的采煤方法效率低，产能释放不足[1]。23215 综放工作面资源约16.8 亿t，可开采的煤层共由三层构成，煤层倾角约5°～8°，可采储量9.75 亿t，已评估出30 年资源储量4.35 亿t，产出的煤炭资源大多为长焰煤，属于中等热值煤。在深入作业现场的研究中发现，如何实现工作面的规范化采煤作业，仍是工程方亟须解决的主要问题之一。本文将对煤矿23215 综放工作面采煤方法展开设计研究，提高作业面效率与综合水平。

1 工作面概况

23215 综放工作面位于井田东北区的南部，西侧为23217、23219 工作面采空区，东侧为23213 工作面采空区，北部为停采线（停采线位于23215 辅运上山以南15 m），南部为伴生断层（330°∠60°，H=12 m）。工作面位置相关内容见表1。

表1 工作面位置

23215 上顺槽断面为直墙圆弧拱断面，荒宽5400 mm，净宽5200 mm，荒高3900 mm，采用“锚网带+锚索”进行支护。顶板锚杆型号为MSGLD-400/20×2400（X）mm 等强螺纹钢式锚杆，间排距为900 mm×900 mm[2]。顶板钢筋网，优选Φ6 mm 型号的钢筋进行焊接，尺寸为1080 mm×2760 mm，网格尺寸为80 mm×80 mm，网片之间采用 1200 mm（8#）镀锌铁丝连接。锚索为SKP22-1/1860，6.3 m 普通锚索，间排距1800 mm×1800 mm。

2 采煤设备选型与技术参数设计

为确保采煤工作的顺利实施，根据23215 综放工作面需求，按照表2 中的内容选型采煤设备。

表2 采煤设备选型与主要技术参数

考虑到液压支架是保障采煤工作顺利实施的关键结构，为发挥支架更高的优势，参照下述公式，计算液压支架在工作中的阻力[3]。

式中：P表示液压支架在工作中的阻力，kN；Q表示支护强度，kN/m2；L1表示空顶距，m；L2表示顶梁长度，m；B表示支架中心距，m。

为满足上述需求，选用ZQL2×10000/24/45D两架一组中置式下顺槽端头支架、ZCZ30000/24/45D型两架一组中置式超前支架、ZCZ40000/24/45D 两架一组上顺槽超前支架、ZQL10000/24/45D 中置式上顺槽端头支架，作为采矿作业中的液压支架。

3 采煤机斜切进刀与割煤

采煤过程中，采用双辊式采煤机，按顺序由刮板输送机、转载机、破碎机和皮带输送机进行运输，采用液压支架对顶板进行支撑，使用全崩塌方法进行顶板的管理[4]。工作面采用双辊式电拖式采煤机，先切下顶煤，后切底煤，回切两次。采煤机头上有一个切口，刀头上有斜角。

设计采煤机进刀方式，23215 工作面共171 个支架，工作面下端头进刀：吃刀前煤机位置设定为10#支架，截深达到0.8 m，运行至25#支架。以采煤机下行向机头割煤为例：采煤机下行向机头割煤→以后滚筒位置为参照跟机移架（降架、抬底、移架、升柱）→当采煤机运行至7#时→触发13#～11#补充移架同时触发12#～25#液压支架区间自动蛇形段推溜→当采煤机反刀清浮煤时支架不动作→清浮煤至10#清浮煤结束→触发1#～10#移架→采煤机继续上行进行斜切进刀至20#→触发1#～15#推溜→同时采煤机从20#架停止牵引反向下行割三角煤至5#时→清浮煤开始但支架不动作→上行到10#清浮煤结束→采煤机从机头反向上行开始正常跟机移架→同时触发1#～3#补充移架。

煤机上端头进刀时，吃刀前煤机位置设定为160#支架，截深达到0.8 m，运行至145#支架。作业顺序为：采煤机上行向机尾割煤→以后滚筒位置为参照跟机移架（降架、抬底、移架、升架）→当采煤机运行至163#时→触发159#～157#补充移架同时触发158#～145#液压支架区间自动蛇形段推溜液→当采煤机返刀清浮煤时支架不动作→清浮煤至160#清浮煤结束→触发171#～160#移架→采煤机下行进行斜切进刀至150#架→触发155#～170#推溜→同时采煤机从150#架停止牵引反向上行割三角煤至165#时→清浮煤开始，支架不动作→下行至160#清浮煤结束→采煤机从机尾反向下行开始正常跟机移架→同时触发167#～171#补充移架。在此基础上，按照图1 所示的方式，设计采煤机斜切进刀方式。

图1 采煤机斜切进刀方式（m）

采煤机割透下端头，上滚筒运行至25#支架后，将采煤机以下刮板机至溜头及支架调直后方可下行割三角煤。下行进刀过程中，下滚筒运行至145#支架后，将采煤机以上刮板机至溜尾及支架调直后方可上行割三角煤。

采煤机从工作面上切下的煤块用滚筒装进刮板运输机，当移动输送机时，煤壁一侧的少量浮煤通过滑槽铲进刮板输送机[5]。工作面割煤及放煤时，经前、后SGZ1000/2×1200 输送机运至SZZ1200/700 转载机，经PLM4500 破碎机破碎后装入下顺槽胶带输送机上运出。

4 放顶煤与采煤移溜

放顶煤时由溜头至溜尾或由溜尾至溜头进行，顶煤要放干放净，直至见矸关门。现场根据顶煤厚度以及刮板运输机的能力放煤，但放煤量不能超过后部运输机的运输能力。放煤从工作面一端开始，放顶煤和移架的顺序相一致。放煤期间，放煤工密切监视放煤情况，做到见矸关门。

完成放顶煤后，进行采煤移溜设计。推进式前驱运输机采用从前端到尾部，或者从尾部到尾部依次推进。推溜工序在卸架后进行，滞后10 个支架，运输机弯曲段5～15 m，推移步距0.8 m。

在采煤机上斜进或向下斜切进刀切入煤壁规定的断面深度后，由下至上的顺序把运输机尾推到煤墙，由上到下依次推进，保证运输机械在一条直线上。若拉移后部运输机困难时，不能强行拉移，安排专人排查并处理存在的问题，然后再拉移后部运输机。前后部运输机与支架之间存在大块煤或矸石时，必须先进行清理，确保拉移通道畅通。

5 应用效果

以23215 综放工作面月产出量作为评价指标，统计连续数月的产出效率，如图2。

图2 煤矿23215 综放工作面产煤量统计

由图2 可以看出，本文方法应用后，23215 综放工作面每月平均产出量可以超过50 万t，而之前23215 综放工作面的产煤量相对较低。综合上述分析可以证明，本文设计方法在实际应用中的效果良好，可以提高23215 综放工作面的产煤量，使该作业面达到600 万t/a 的超高采煤水平。

6 结语

本文通过设计煤矿23215 综放工作面巷道顺槽支护、采煤设备选型与技术参数设计、采煤机斜切进刀与割煤、放顶煤与采煤移溜，完成了煤矿23215 综放工作面采煤方法的设计，该方法可以提高煤矿23215 综放工作面的产煤量。