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高分段采礦法的回采工藝與配套設備及其應用

發布日期:2020-01-29  瀏覽次數:96
 摘 要:高分段采礦法是當前礦開采中比較常用的一種采礦方法。該方法的應用對提高煤礦的開采效率發揮了非常重要的作用,本文結合大量的煤礦開采實踐,從對高分段采礦法的相關概念談起,然后對高分段采礦法的回采工藝進行說明,最后對高分段采礦法的配套設備的應用進行分析。

關鍵詞:高分段 采礦法 回采工藝 配套設備 應用 
前言
高分段采礦法一般采用的是走向長壁、綜合機械化低位放頂煤一次采全高采煤法,頂板處理方法為全部垮落法,這些應用對提高煤礦的開采效率具有非常重要的意義。

一、高分段采礦法概述
(一)高分段采礦法的巷道布置
采用走向長壁“一進二回”的布置方式。運輸順槽、回風順槽沿煤層底板布置,瓦斯排放巷與回風順槽內錯一定的距離后沿煤層頂板布置。三條回采巷道均采用錨網噴漿支護。相應的運輸順槽為機軌合一巷道,凈斷面積要到達相關的指標要求,是工作面的進風巷,其中安裝一條皮帶,一臺轉載機,另鋪設一趟軌道放置設備列車;回風順槽為工作面回風巷,其中鋪設軌道用于向工作面運料;瓦斯排放巷主要用于排放工作面高頂瓦斯、解決上隅角瓦斯超限之用。
(二)高分段采礦法的頂板管理
1、工作面頂板管理
工作面一般選用ZF4800-17/28型放頂煤支撐掩護式液壓支架支護頂板,頂板管理法采用全部垮落法,最大控頂距4390m,最小控頂距3890m。護頂方式為及時護頂,支架頂梁前端伸縮梁、護幫板緊貼煤壁。
2、工作面上、下出口頂板管理
工作面下出口使用一組ZT14400-20/31型端頭支架支護,上出口使用2付過渡支架支護。上出口靠回風順槽上幫根據過渡支架與回風順槽上邦間的間隙。兩道安全出口人行道寬度均不得小于0.7m,高度不小于1.8m,并無管線、雜物等堵塞,保證通風、行人、運輸暢通。工作面過渡支架與基本支架的放頂線要保持在同一直線上,不得滯后。另外,當工作面架間隙超過300mm時,必須使用單體柱配以木板梁進行 “一梁兩柱”邁步抬棚支護,必要時加鋪屬網棚嚴,謹防掉煤(矸)傷人。并利用側護板、千斤頂或單體支柱調整,使架間隙均勻一致。
3、兩巷超前支護
回風、運輸順槽超前工作面開采線20m范圍內采用雙排2.8m長的單體液壓支柱配合絞接頂梁組成的一梁一柱走向抬棚進行超前支護。每排距巷幫1000mm,柱距800mm。運輸順槽下幫單體支柱距巷幫200mm,下幫10—20m范圍內由于轉載機機頭及皮帶機尾影響,打成單排柱,距煤幫10m范圍內打成雙排柱。若壓力增大時,必須全部打成雙排柱。運輸、回風順槽超高段,沿走向采用3.2m長的單體支柱配合絞接頂梁組成的走向抬棚支護,單體支柱下加墊木,必須牢靠、平穩。兩道失修地段應提前補打錨桿或打點柱支護。

二、高分段采礦法的回采工藝說明
(一)高分段采礦法的回采工藝流程
高分段采礦法的回采工藝流程一般為:割煤→移架→推前溜→拉后溜→放頂煤。其中高分段采礦法的回采工藝流程圖如圖1所示。

圖1 高分段采礦法的回采工藝流程圖
(二)高分段采礦法的回采工藝施工說明
1、落煤
一般采用MG200/500-QWD電牽引雙滾筒采煤機落煤,前滾筒割頂煤,后滾筒割底煤。
2、割煤方式
一般采用單向割煤,往返一次割一刀的割煤方式。其中進刀方式為斜切式進刀。進刀過程如下:采煤機開始斜切進刀割煤;采煤機割止工作面下端頭時,采煤機完成斜切進刀;調轉采煤機牽引方向,調換滾筒位置,左滾筒降下,右滾筒升起;采煤機向機尾割煤,前溜機頭追機推溜至斜切進刀位置;采煤機割止工作面上端頭時,煤幫割直后,將兩滾筒降至裝底煤位置,采煤機下行至起始位置斜切進刀,推移前溜機尾段。 
3、裝煤
后滾筒割底煤的同時將前滾筒割落的頂煤裝入前溜,煤機空刀返回掃底時前后滾筒將移架時的落煤裝入前溜。
4、運煤
煤機割落的煤經前溜運至運輸順槽轉載機,支架尾梁放落的頂煤經后溜運至運輸順槽轉載機,經運輸順槽皮帶運至東運下山皮帶,再由相應的東巷皮帶流入主煤倉。
5、移架
工作面采用ZF4800-17/28型低位放頂煤液壓自移支架,操作方式為手動本架快速操作,實行追機、順序移架,及時維護采煤機割煤后暴露出來的頂板,頂煤破碎及煤壁出現片幫情況時應超前移架,即煤機未割之前提前移架,將支架前端緊貼煤壁或伸縮梁、護幫板及時伸出,維護片幫后露出的頂板空間。移架步距為0.5m,要求及時到位。其中移架操作順序如下:① 被移支架左右相鄰支架的推前溜操作手把打到推溜位置;② 將本架的移架操作手把打到拉架的位置;③ 降前后柱(50至100mm),同時收回側護板;④ 隨著支架的前移收回伸縮梁;⑤ 支架移到位后,立即先升起前柱再升起后柱;⑥ 伸出伸縮梁和側護板護嚴頂,使各操作手把歸零位。

三、高分段采礦法的配套設備的應用分析
1、供電、通訊、照明系統及機電設備配備應用情況
供電、通訊、照明系統要求工作面端頭、中部、端尾各安裝一臺擴音電話,每隔一定的距離安設一個刮板輸送機信號裝置。運輸順槽皮帶機頭、轉載機機頭出各安裝一臺直通全通全礦的防爆電話。另外,運輸順槽皮帶、轉載機、前、后溜,運輸、回風各絞車均設置聲光信號裝置。同時工作面運輸順槽、工作面各配備相關的照明設備一臺,運輸順槽每隔一定的距離設置一盞防爆照明燈,工作面每隔五付支架安裝一盞防爆照明燈。
2、運輸系統的應用
第一、運煤系統:工作面煤 →前后溜 →轉載機(破碎機)→運輸順槽皮帶→東運下山皮帶→1180東巷皮帶→主井煤倉→主井皮帶→地面。
第二、運料系統:地面→副井→運輸石門→東大巷→東一采區運輸下山→運輸順槽→工作面。
3、通風系統的應用
第一、通風方式與通風方法,工作面采取“一進二回”的B型通風方式,抽出式通風方法。
第二、工作面供風量及風量分配
(1)工作面供風量計算
綜放工作面的供風量應按瓦斯(二氧化碳)涌出量、工作面同時作業人數、工作面氣候條件等方面分別進行計算,取其最大值。根據我礦綜放面瓦斯涌出規律以及生產管理經驗,東115工作面供風量按瓦斯涌出量計算并按風速要求驗算即可。
(2)各巷道風量分配
根據《煤礦安全規程》規定,回風順槽瓦斯濃度不超過1%,排放巷瓦斯濃度不超過2.5%,排放巷與通風聯絡巷風流匯合處瓦斯濃度稀釋到1%以下。根據經驗,排放巷與回風順槽瓦斯排放量為3:1。
(3) 通風設施
a、回風順槽后段正向調節風門1組2道。
b、3#聯絡巷正反向隔絕風門2組4道。
c、4#聯絡巷正反向調節風門2組4道。
4、瓦斯抽放系統的應用
第一、瓦斯儲量的計算
一般高分段采礦法的瓦斯儲量計算公式為:Q儲=T?A?K。
式中:T——工作面地質儲量,萬t;  
A——平均噸煤瓦斯含量,m3/t;
K——瓦斯抽排對鄰近面的影響系數。
第二、瓦斯抽放方法
瓦斯抽放以本層鉆孔抽放為主,巷道抽放為輔,采取采前預抽、邊采邊抽、封閉后采空區抽放的綜合抽放方法。
5、集中監控系統的應用
為了實施監測工作面環境參數(瓦斯、一氧化碳濃度、溫度、濕度、風速等),實現超限報警、斷電控制、故障閉鎖、設備開停、風門開關狀態監測、工業電視監視等功能,工作面嚴格按《煤礦安全規程》規定安設各類傳感器并接入礦井綜合監控系統。


結語:高分段采礦法的應用使煤礦的開采效率得到了很大程度的提升。同時高分段采礦法在當前很多礦區的應用,工藝技術都已非常成俗,這也促使我國采礦技術水平又邁上了一個新的臺階。


參考文獻:
[1]程永民. 高分段采礦法在侯莊礦區的應用[J],金屬礦山,2001(04).
[2]徐坤明. 高分段采礦法的回采工藝和配套設備應用分析[J],采礦技術,2010(03).

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