质量标准化工作创新与实践

余吾煤业安全质量标准化创新成果汇总余吾煤业安全质量标准化创新成果汇总 采采 掘掘 篇篇 单向割煤工艺单向割煤工艺在高产高效综放工作面的应用在高产高效综放工作面的应用 一 前言一 前言 目前 潞安集团大部分矿井采用综采放顶煤采煤方法 割煤工艺为端部 割三角煤斜切进刀 往返一次割两刀煤 但是机组在机头向机尾割煤过程中 受大炭块影响 受机组涌煤而造成停机时间较多 导致开机率低 因此 余 吾煤业公司生产科根据矿井地质条件 革新采煤工艺 采用端尾留三角煤斜 切进刀 往返一次割一刀煤 大大提高开机率 缩短循环时间 提高工作面 单产水平 二 单向割煤工艺二 单向割煤工艺 1 回采工序 采煤机端尾斜切进刀 向端头割煤 装煤 移架 割煤至端头 向端尾返空刀 推前溜 割端尾三角煤 放煤 拉后溜 推移 转载机 拉前后 溜机头 下一循环采煤机斜切进刀 2 循环时间分析及实测 工作面端部斜切进刀 斜切不折返 留三角煤 往返一次割一刀 T1 L V1 L 45 V2 45 V1 T1 单向割煤循环时间 L 工作面长度 取 300m V1 机组割煤速度 取 5m min V2 机组空载速度 取 8m min 则 T1 300 5 300 45 8 45 5 101 分钟 通过理论计算可以看出 单向割煤每循环只需 101 分钟 对 S1202 工作面进行现场跟班 并对每班每刀割煤用时情况进行总结 每个循环用时最长时间为 115 分钟 用时最短时间为 91 分钟 平均用时约 100 3 分钟 因此 单向割煤极大地提高了割煤效率 三 结论三 结论 通过对 S1202 工作面端头向端尾下行扫底煤割煤方式的实践应用 总结 出单向割煤具有以下好处及优点 1 可以提高开机率 采用单向割煤的割煤工艺 采煤机割煤不受端头 端尾拉架的影响 尤其是不受端尾错刀时顶溜放煤 清煤等工序的影响 采 煤机能够实现连续作业 可有效地提高开机率 2 安全性好 采用割煤方向为由机尾向机头的单向割煤工艺 采煤机 前滚筒破煤后 大块煤块在自身作用下向下滑落 滑落块体直接掉在前滚筒 前方或正下方 从而避免了双向割煤时机组下行割煤时大块煤块滑落伤后滚 筒司机的事故发生 3 有利于工作面顶板 煤墙管理 由于单向割煤有一返空刀扫底煤的 工序 所以能够较容易地调整工作面的尺寸 有利于工作面的 三直一平 从而有利于工作面顶板 煤墙的管理 4 减少小部件维修工作量 效益高 采用割煤方向为由机尾向机头的 单向割煤工艺 单向割煤时 前部输送机受向下的力 并且顶溜工序方向始 终是由机尾向机头方向 这样能够有效地控制前部输送机的上窜下滑 支架 位置较正 推拉构件位置正 减少其损坏量 从而降低了事故率 减少了维 修工作量和费用 效益好 5 便于生产管理 单向割煤各工序层次分明 衔接紧密 工作人员忙 而不乱 有条不紊 提高了各工序的工作质量 减少了窝工现象 有利于生 产管理 6 工作面各段的作业环境得到改善 单向割煤时工作面各段的作业地 点大多在机组前方进行 现场作业环境好 有利于工程质量的精细化 四 经济效益分析四 经济效益分析 余吾煤业 S1202 工作面试验单向割煤后 由每天 5 个正规循环提高到 9 个正规循环 由日产量 1 3 万吨 提高至平均日产 2 3 万吨 最高日产 2 5 万吨 单产单效明显提高 松软厚煤层长壁综放工作面变采高可行性研究松软厚煤层长壁综放工作面变采高可行性研究 N2202N2202 工作面实行工作面实行 3 5m3 5m 采高采高 一 项目简介一 项目简介 N2202 工作面切眼倾斜长 310 1m 煤层平均煤厚 6 15m 容重 1 39t m3 煤层倾角 3o 9o 平均 3 煤层局部含 0 1 5m 泥岩夹矸 现在工作面采 高 3 2 0 1m 循环进度 0 8m 顶煤平均厚度 2 95m 割煤回收率为 98 放 煤回收率为 85 一采一放为一个循环 工作面的采放比为 1 0 92 工作面 采用 两进两回 的通风系统 相对瓦斯涌出量为 3 23m3 t 按照日产量 7000t 每天工作 20 小时计算 对应绝对瓦斯涌出量为 18 8m3 min 工作面 排头 尾支架选用 ZFG7200 20 36 型支架 排头 3 组 排尾 3 组 中间架选 用 ZF7000 19 5 38 型支架 共 194 组 最大控顶距为 5962mm 最小控顶距 为 5162mm 工作面回采工序为 采煤机斜切进刀 割煤 装煤 移架 推前溜 放煤 拉后溜 推里转载机 拉前后 溜机头 下一 循环采煤机斜切进刀 现定一个原班生产 3 刀煤 日产量 7000t 日出勤人 数 176 人 直接工效 39 8t 工 放顶煤开采的最大弊端体现于煤炭资源回采率较低以及操作工序的繁琐 为了紧跟当前高产高效的思路 提高 N2202 工作面日产量及工效 拟将工作 面采高由 3 2m 提高到 3 5m 二 可行性方案二 可行性方案 以下从 3 个方面来论述采高由 3 2m 提高到 3 5m 时工作面能够安全高效生 产的可取性 2 12 1 破 运煤运输系统配套破 运煤运输系统配套 目前 N2202 工作面所选用的采煤机型号为 MGTY400 930 3 3D 滚筒直径 为 1 8m 装机功率为 930kw 前 后运输机型号为 SGZ 960 1400 电机功率 为 2 700kw 链速为 1 21m s 运输能力为 1800t h 当采高取 3 5m 采煤机 V 3m min 时其破煤能力为 3 0 8 3 5 1 39 60 700 56t h 放煤量为 3 0 8 6 15 3 5 1 39 60 530 42 t h 由于 700 56 t h 530 42 t h 1800 t h 故可 以认为破 运煤系统相互配套 且每秒钟采煤机破煤体积为 0 14 立方米 在 运输机链速为 1 21 m s 时不会发生溢煤现象 当采高取 3 5m 采煤机 V 3 5m min 时其破煤能力为 3 5 0 8 3 5 1 39 60 817 32t h 放煤量为 3 5 0 8 6 15 3 5 1 39 60 618 83 t h 由于 817 32 t h 618 83 t h 900 t h 故可认为破 运煤系 统相互不配套 由以上分析可知 工作面采高取到 3 5m 时 把握好采煤机割煤速度 时 完全可以与运输机相互配套的 并且采煤机割煤速度应取 3 3 5m min 为宜 2 22 2 工作面顶板及煤壁控制工作面顶板及煤壁控制 工作面排头 尾支架选用 ZFG7200 20 36 型支架 排头 3 组 排尾 3 组 中间架选用 ZF7000 19 5 38 型支架 共 194 组 通过对支架选型进行验算 后 可知当采高为 3 2m 时选取 ZF7000 19 5 38 型支架能够满足工作面顶板 支护和安全的要求 当采高由 3 2m 调至 3 5m 时 按支架承受的顶板载荷与煤层厚度近似直线 关系增长观点估算 采场最大压强为 P 9 8Nh 1000 其中 P 采场压强 KN m2 N 取 8 按要求 支架载荷取 8 倍采高岩重进行计算 h 煤层的采高 取 3 5m 顶板岩石的平均密度 取 2500kg m3 故 P 9 8 8 3 5 2500 1000 686 KN m2 对支架工作阻力及支架初撑力分别进行验证 支架工作阻力校验 7000KN 686 KN m2 7 6m2 5213 6KN 故支架工作阻力符合要求 支架初撑力校验 5707KN 686KN m2 7 6 m2 5213 6KN 故支架初撑力符合要求 支护强度 0 89 0 92MPa 0 686MPa 符合要求 因此 N2202 工作面采高为 3 5m 时 工作面选取 ZF7000 19 5 38 型支架 能满足工作面顶板支护和安全的要求 随着割煤高度的增加 增加了煤壁无水平约束空间 加剧了煤壁的变形和 破坏 从而导致煤壁片帮而煤壁片帮 加大了支架与煤壁间的无支护面积 使工作面顶煤的变形加剧 进而诱发架前冒顶 同时 冒顶又促进了片帮 形成恶性循环 根据煤炭科学研究总院夏永学工程师对我矿大采高综放工作 面煤壁稳定性实测 得出割煤高度与煤壁片帮和端面冒顶之间的关系及片帮 深度和冒顶高度及其二者所对应的支架架数都随割煤高度的增加而增加 但 片帮受割煤高度的影响更明显 表现在片帮深度和片帮所对应的支架数都增 长的更快 现场观测还发现 割煤高度在 3 5m 左右时 片帮和冒顶现象时常 发生 但不影响工作面正常生产 当割煤高度大于 4 0m 后 片帮程度明显加 大 且经常发生局部冒顶事故 煤壁稳定性维护难度很大 同时 冒顶绝大 部分发生在工作面煤壁片帮最严重的中下部段 而且通常是由于严重片帮导 致的 因此可认为 N2202 采高为 3 5m 是合理的 加之沿工作面推进方向一直 处于缓斜向下 煤壁与底板成钝角 从力学角度分析可知该状态有利于煤壁 保持自然状态 从而避免了片帮及冒顶现象的发生 2 32 3 端头尾顶板控制端头尾顶板控制 端头尾三角区域是综采工作面顶板控制的重中之重 为了防止因排头 尾 架与正规架间漏矸影响移架及采空区顶板垮落影响作业 N2202 工作面现采 取沿排头架和正规架平行工作面铺设双层经纬网 规格为 8 1m 的办法来 管理端头尾 正常情况下 排头 排尾 3 组架上半圆管理 顶板破碎严重或 片帮宽时 三角区要上料 3m 大板或 3m 工字钢 管理 在排头 尾 架上 上 3m 的大板进行支护 一次上两根 保证上在排头 尾 1 2 3 和正规 1 160 架上 由于工作面胶带顺槽及回风顺槽高度均为 3 2m 当工作面采高变为 3 5m 时 给工作面端头尾的顶板管理带来一定弊端 若不采取一定措施 将给工 作面端头尾的顶板管理带来很大的困难 图 1 3 为工作面采高分别为 3 2m 及 3 5m 时端头工作面剖面图 其中 A 区 域为胶带顺槽在受到开挖及采动影响下其塑性区域的发展情况 可认为由于 工作面采高的变化而使巷道塑性区域的发展可以忽略不计 A 胶带顺槽 工作面采高为3 2m 直接顶 老顶 图 1 工作面采高为 3 2m 时剖面 图 A 胶带顺槽 工作面采高为3 5m 直接顶 老顶 图 2 工作面采高及端头处采高 均为 3 5m 时工作面剖面图 D A 胶带顺槽 工作面采高为3 5m 直接顶 老顶 图 3 工作面采高为 3 5m 端头采 高为 3 2m 时工作面剖面图 由图 1 可以看出 当采高与巷道高度一致时 采用上述端头尾的管理措施 可以较好的管理该处顶板 当端头不采取过渡措施时 图 2 端头 1 号架与 胶带顺槽顶板围岩不能够形成一个整体 容易发生冒顶现象 当端头采取一 定的过渡措施后 图 3 可以很好的管理该处顶板 通过以上 3 方面的论述 N2202 采高由 3 2m 提高到 3 5m 后 工作面能够 安全高效的进行生产 并为以后我矿采煤工艺的改进及发展带来一定可取的 经验 三 效益分析三 效益分析 当 N2202 工作面采高由 3 2m 调至 3 5m 后 将给我矿带来巨大的经济效益 及环境效益 将会为我矿集约高效的发展之路上投下重重的砝码 按现有割煤回收率 99 放煤回收率 98 来计算 采高调整后可多采出煤 炭 9415t 按市场价 900 元 t 可多创收 850 余万元 由于煤炭回收率的提高 使得工作面跨落区域内丢失的煤炭资源量减少 大大地降低了工作面跨落区域煤炭自燃的几率 有利于我矿火灾事故防治 同时由于工作面采高的加大 使得工作面通风端面有了较大的增加 对工作 面瓦斯的防治也能起到较好的效果 由于顶煤厚度的降低 还会缩短放煤工 序所用时间 对职工直接工效也能有较大的提高 四 结论四 结论 煤炭资源的高产高效开发对我国的国民经济发展有着巨大的推动作用 也 对我矿集约高效现代化矿井的建设有着较大的利用价值 通过以上的研究分 析表明 N2202 工作面采高由 3 2m 调高到 3 5m 是完全且有必要的 错机放煤方式在单向割煤综放工作面的应用及推广错机放煤方式在单向割煤综放工作面的应用及推广 一 引言一 引言 目前综放工作面主要的放煤工艺有三种 单轮顺序放煤 多轮顺序放煤 单轮间隔放煤 单轮顺序放煤是放完 1 支架的煤后 依次放 2 3 架 顶煤 这种放 煤方式简便易行 但由于上一个放煤口的上方即为放完煤的矸石漏斗 本架 放煤时 上一架矸石漏斗极易混入煤中 如实施见矸关窗原则 顶煤丢失量 太大 如关窗不及时 混入矸石比较多 再有 该中放煤方式放煤时间较长 影响工作面循环产量 多轮顺序放煤工艺 每架支架的放煤口每次只放出部 分煤量 多轮顺序放煤有较大比例的混矸层煤损 且多轮顺序放煤在每架的 放煤辅助操作时间需要多次重复 总放煤速度慢 单轮间隔放煤 先放编号 为单号架的顶煤 滞后一段时间 再放编号为双号架的顶煤 每架一次放完 见矸关窗 二 错机放煤方式的应用二 错机放煤方式的应用 余吾煤业公司为了提高开机率 缩短循环时间 提高工作面单产水平 对采煤工艺进行革新 采用端尾留三角煤斜切进刀 往返一次割一刀煤的单 刀割煤工艺 该工艺的实施 大大的缩短了循环时间 但是却对放顶煤环节 提出了更高的要求 余吾煤业公司对放煤方式进行分析后 决定选取多轮顺序放煤方式 经 过一段时间的实行后 发现机组返空刀时 放煤速度明显滞后机组速度 随 后对多轮顺序放煤工艺改为分段多轮顺序追机放煤法 现场作业时 工作面 机头 80 米 机尾 80 米各放一个放煤工 每名放煤工在各自区段内进行定员 放煤 中间两人作业 按双人双轮放煤进行操作 中间第一放煤工首轮放出 的煤量不少于顶煤的 1 3 1 2 相隔 10 20 架 第二名放煤工进行第二轮 放煤 全矸收窗 然而 由于紧跟在机组后面放煤 同时机组过后还要拉架 造成后溜负荷大 经常停机 而且后溜放出的大块矸石多 在转载机 顺槽 皮带 主皮带这一煤溜线上经常因为处理大块矸石而停机 严重制约着生产 为了杜绝上述情况的发生 根据现场实际情况 在余吾煤业公司 S1202 工作 面首次采用错机作业式放煤工艺 分段两轮顺序放煤工艺 即 工作面放 置 2 名专职放煤工 机组在端尾向 100 支架割煤时 两名放煤工在端头至 100 支架放煤 同样 机组在 100 支架向机头割煤时 两名放煤工在端尾至 100 支架放煤 防止后溜煤量大而过载 第一名放煤工进行初步放煤 第二 名放煤工进行补放煤 现场配合一名专门负责放煤的班组长 发现煤量过大 或过小时及时督促两名放煤工进行放煤 并对放煤不合格支架进行补放 后 溜见大块矸石时停止放煤 这样 既保证放煤效果 又防止大块矸石影响后 溜正常运转 工作面分段两轮顺序放煤工序 由跟班写实可知放煤作业与割 煤作业能够做到极大限度的协调 并且由于放煤作业地点大多在机组前方进 行 使得工作面放煤工的作业环境得到改善 作业现场环境好 有利于工程 质量的精细化 三 结论及经济效益分析三 结论及经济效益分析 1 错机放煤方式在 S1202 综采工作面的成功应用 为余吾煤业公司放煤 工艺开创了先河 有利于该工艺在全公司乃至全集团公司的推广 2 错机放煤方式在 S1202 综采工作面的成功应用 使得顶煤回收率由 85 提高到 87 增加原煤产量 20670 吨 直接经济效益达 1033 5 万元 高高瓦瓦斯斯超超长长综综放放工工作作面面 N N1 12 20 03 3 工工作作面面 高高产产高高效效 技技术术推推广广应应用用 余吾煤业有限责任公司 N1203 综放高产高效 280 米工作面创造 2008 年大采深 高应力酥软厚煤层超长高产高效综放工作面 创同等地 质条件下国内最好记录 结合我公司实际情况 2010 年 7 月 我公司安 装了集团公司首个 300 米超长综放工作面 8 月 16 日 工作面开始联合试 运转 目前已回采 248 米 工作面各系统均良好 N1203 综放工作面使用了大采高放顶煤成套设备 MG400 930 3 3D 型 采煤机 ZF8000 20 38 大采高低位放顶煤支架 前后刮板输送机采用 SGZ 1000 2 855 型 顺槽胶带机宽 1 3m 工作面液压支架工况实现了在线 监测 乳化液泵站实行远距离供液并具备自动配比功能 与传统综放工作面相比 我公司超长综放工作面一是综放单产单效得 到大幅度提高 工作面加长后 工作面日生产能力由 6000 8000 吨提高 到 13000 15000 吨 2010 年 11 月 15 日创日产 15878 吨最好记录 同时 回采平均工效超过了 130t 工 比 180m 长综放工作面回采工效 60t 工增 长率为 53 8 二是推行了大采高放顶煤工艺 采高由原来的 2 8 3 0 米 提高到 3 2 3 5 米 采放比由原来的 0 87 优化为 1 14 工作面采高加大 后过风能力明显增大 割煤和放煤速度得到提高 正规循环时间缩短了 25 30 分钟 三是显著提高综放采区资源回收率 高瓦斯大采高超长综放 工作面的长度一般为普通综放工作面长度的 1 5 倍以上 即布置 2 个高瓦 斯大采高超长综放工作面就相当于布置 3 个普通综放工作面 这样就可减 少两条采区护巷煤柱和 2 个综放端头损失 另外 由于超长综放开采顶煤 破碎均匀 可显著提高综放顶煤回收率 N1203 大采高超长综放工作面比 普通工作面顶煤回收率提高 1 2 工作面端部顶煤回收率提高 0 84 区 段回收率提高 6 5 四是促进国产煤机向重型化发展 实现煤矿高度集中 生产一方面靠先进的技术 另一方面要靠重型化和高可靠性的现代化设备武 装 我公司 N1203 高瓦斯大采高超长综放工作面全套国产化设备的配套成 功 促进了对国产重型煤机设备的需求 特别是国产刮板输送机的最大长度 从 220m 左右提高到 300m 总功率超过了 1600kW 并采用了国际上最先进 的软启动技术 五是广泛推广应用取得显著的经济和社会效益 高瓦斯大采 高超长综放工作面生产技术的开发成功 可从降低生产成本 节省掘进费用 减少工作面搬家费用 降低设备租赁费 提高资源回收率等方面产生显著的 经济效益 S S2 21 10 07 7 工工作作面面高高抽抽巷巷岩岩巷巷快快速速掘掘进进技技术术 1 1 S2107S2107 工作面高抽巷施工背景及概况工作面高抽巷施工背景及概况 为了解决高瓦斯矿井瓦斯制约问题 变高瓦斯为低瓦斯矿井 我公司在 S2107 工作面试验施工瓦斯高抽巷 S2107 高抽巷布置在 3 煤顶板垂直往上 14m 粗粒砂岩中 岩石硬度系数平均 f 10 13 厚 0 9 70 m 灰白色 中 厚层状 石英为主 富含磷铁质鲕粒 呈条带状分布 呈集合体 显现层理 发育 局部夹薄层砂质泥岩 偶夹煤线 具裂隙 沿巷道掘进方向倾角 6 8 平均倾角 2 无落差大于 3 5m 的断层和直径超过 20m 的陷落 柱构造 1 贯 0 05 5 45 1 仓 2 仓 S2107工作面 S2106胶顺辅运巷 S2107回顺辅运巷 停采线 S2107高抽巷 1410 3 8 4 8 4 8 15 60 4 8 S2107进风顺槽 贯 贯 贯 贯 贯 35 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 贯 5242 40 S2107胶顺辅运巷 283 2 278 1286120 30 2 487 353 S2107瓦排巷 S2107回风顺槽 S2107胶带顺槽 S2107 S2106 进风顺槽 S2107工作面切眼 S2107工作面辅助切眼 S2206胶顺辅运巷 0 65 7 贯 8 贯 水仓进水巷 水仓排水巷 胶带二回5 贯 胶带二回6 贯 1 贯 6 贯 40 404040 S2107胶带顺槽 60 4 8 45 1 贯 20 39 20 5 8 30 贯 13 200 121 贯 贯 贯 贯 贯 32 35 S2107旁路放水巷 1 贯 2 贯 4 贯 南二2 回风下山 南二胶带下山 南二进风下山 南二1 回风下山 南二2 变电所 1480 662 4080 4 8 75 9 13 南二轨道下山 158 6 3 贯 3 469440 贯 贯 3 3 8 2020 4 贯 2 贯 3 贯 1 贯 S2107 工作面平面布置图 1 11 1 巷道支护情况巷道支护情况 巷道断面为矩形 高 3 6m 宽 5 0m 断面积为 18m2 采用锚 网 索组合 支护方式 全断面一次成巷 采用机载式临时支护 掘进时采用 掘二锚二 的方式 支护排距 1200mm 顶部每排 5 根锚杆 锚索三花眼式布置 间距 2200mm 排距 1200mm 帮锚杆采用 3 2 3 布置 1 21 2 巷道设备及工具配置情况巷道设备及工具配置情况 1 割岩设备 三一重工 EBZ318H 悬臂式掘进机 2 出矸设备 QZP 160R 桥式转载机 SJ 80 胶带输送机 3 支护工具 两台 MQT 130 顶锚杆钻机 两台 YT 28 风动钻机 4 通风设备 四台 2 45KW 局部通风机 1 31 3 生产组织情况生产组织情况 生产组织为 四七 制作业 即 三个生产班 每班七小时作业 一个 检修班 七小时作业 专项静态检修三个小时 其中与生产班交叉作业四小 时进行动态检修 生产班工作面人员配置 一名跟班队干兼验收员 一名班 1200900 1100110011001100 16005001500 300 12001200900 3600 让压锚杆 22 2400 18 9 5300 锚 索 排距1200mm 让压锚杆 22 2400 300300 2200 2200 1200 1200 1100 帮金属网 40 40 3600 1240 双钢筋托梁 16 4600 100 5 1100 W450 280 4 井字型护板 5000 帮金属网 40 40 3600 1240 450 280 4 井字型托盘让压锚杆 22L2400 150 150 10 锚杆托盘 3750 金属网 40 40 3600 1240 S2107工作面瓦斯高抽巷两帮支护图 12001200900 300 16001600500 1200 备注 1 顶部每排5根锚杆 间距1100mm 排距1200mm 2 帮部锚杆布置形式3 2 3 3 顶锚索布置形式2 1 2 4 单位 mm 300 1200 组长兼掘进机司机 三人一组负责两台顶钻机 四人一组负责两台帮钻机兼 职联网 工作面总人数共计 9 人 2 2 施工工艺流程确定 施工工艺流程确定 结合我矿实际地质条件并且在 S2107 高抽巷现场跟班调研 确定施工工 艺流程为 延伸皮带机尾 掘进机割岩 出矸 运料 敲帮问顶 临时支护 永久 支护 验收 下一循环 3 3 工艺优化及技术改造情况 工艺优化及技术改造情况 3 13 1 支护优化支护优化 S2107 高抽巷原设计顶部每排 7 根锚杆 间距 750mm 排距 900mm 支护 锚索 2 1 2 布置 规格 18 9L8300mm 并采用锚杆进行补强支护 锚杆补强 按 3 4 3 布置 巷帮每排布置 3 根锚杆 为了充分发挥锚杆支护的作用 对 高抽巷支护进行了支护设计优化 顶部变更为每排 5 根锚杆 锚索三花眼式 布置 规格 18 9L5300mm 间距 2200mm 排距 1200mm 帮锚杆采用 3 2 3 布置 通过跟班工艺写实 优化施工工序 最大限度实现了平行作业 提高 了工时利用率 同时加强支护变更后的矿压监测 安装综合测站 确保了支 护的经济合理 大大减少了支护环节的作业时间 生产效率有了很大的提高 3 23 2 工艺优化工艺优化 3 2 13 2 1 截割作业优化截割作业优化 由于 EBZ 318H 掘进机机身长 机身 12 8m 长 割岩过程中正副司机 2 人 无法正常监护工作面岩墙 为了保证巷道成形 工作面安设双激光 正 副司 机各负责一帮 控制巷道成形 3 2 23 2 2 确定合理控顶距确定合理控顶距 由于掘进机截割头规格较大 在掘进割岩时迎头顶角锚杆容易被截割头挂 坏 造成锚杆失效 为了解决这一问题 根据 EBZ 318H 掘进机截割头规格 将最大控顶距由 2 6m 变为 2 9m 最小控顶距由 0 2m 变为 0 5m 3 2 33 2 3 对截割深度及路线优化对截割深度及路线优化 按照以往截割路线施工 在截割过程中 容易产生大块石头 造成小溜 及转载点卡阻 影响开机率 经过跟班写实 将截割路线变更为从岩石最硬 且容易产生大块岩石的位置开槽 从上往下截割 有效减少了大块岩石的产 生 为控制巷道成形 两帮从下往上截割 并根据试验不同的截割深度出渣 效率对比 确定截割深度 400mm 提高了出渣效率 S2107 高抽巷截割路线图 3 33 3 技术改造情况技术改造情况 岩巷综掘是一个复杂 有序的系统 只有在设备故障停机少 操作人员 熟练 支护人员工序紧凑 运料系统通畅等条件才能实现岩巷的高效掘进 为了提升掘进效率 充分发挥 EBZ318H 掘进机的特点 在试验期间 对截割 头工艺 截割深度及路线进行了优化 在掘进机小溜下安装了龙门破碎装置 并对掘进机铲板部驱动装置及机载式临时支护进行了改造 3 3 13 3 1 截割头工艺优化截割头工艺优化 由于巷道岩石硬度在 f13 左右 导致截割头前端齿座脱落 为了避免再 次出现这种情况 对截割头齿座焊接工艺进行了改进 原来截割头延长 将 盘根座包住 截齿排布后延 用来提高截割头耐磨性 经过使用 效果一般 后经过截割头齿座焊接工艺改造 截齿主要破岩分布到前段 焊接角度增大 破岩能力加强 截齿前移 使每个截齿受力减少 从而避免了截齿和齿座的 图例 截割路线 说明 掘进机割岩时 先从掘进断面 中部开一个槽 然后从上往下 顺截割路线把 岩割下 然后 从两帮部开槽 从下往上截割 5000 3600 600 500500 二次开槽二次开槽 掉落 3 3 23 3 2 铲板部驱动装置改造铲板部驱动装置改造 由于在 EBZ318H 掘进机试验过程中出现了铲板部驱动装置焊口出现受力 断裂现象 对铲板表面覆盖件进行了改造 在出矸过程中 掘进机铲板后方 容易产生掉渣现象 故对铲板挡煤板进行加高 100mm 减少了掉渣 为出渣 赢得了时间 3 3 33 3 3 掘进机本体部安装龙门破碎装置掘进机本体部安装龙门破碎装置 由于岩巷掘进容易出现大块岩石 卡在小溜内部 EBZ318H 悬臂式掘进 机通过第一运输机正 反转拉岩石 为了避免大块岩石卡在第一运输机处 在掘进机本体部下安装了龙门破碎装置 通过技术改造 避免了大石头卡溜 现象 减少了设备故障 提高了出渣效率 3 3 43 3 4 机载式临时支护改造机载式临时支护改造 在机载式临时支护使用初期 影响部分锚杆 索 打设 需要多次升降 移动临时支护 锚杆 索 成线较差 并出现机载式临时支护大架挂坏锚杆 锚索情况 通过对机载式临时支护大架伸缩油缸位置进行调整 减少了大架 的移动次数 工程质量和生产效率有了很大的提升 4 4 管理提升方面 管理提升方面 4 1 组织各业务部门专业人员成立了岩巷快速掘进小组 明确分工 责 任到人 对岩巷机掘提供了技术支持 4 2 成立专门负责 EBZ318HEBZ318H 掘进机检修小组 保障每日掘进机各部件正 常检修 4 3 由于初次使用 EBZ318HEBZ318H 掘进机 底板平整度不同于煤巷 司机无法 掌握 结合掘进机截割头规格放置腰线 并放置帮部激光 保证了巷道成形 4 4 合理组织生产 利用施工 4 孔超前探期间 对掘进机等设备进行全 面检修 确保设备性能完好 经过近一年的试运行 单月掘进进尺有了很大的提升 最高月进尺 232 米 二次切眼快速掘进技术探讨二次切眼快速掘进技术探讨 N2105 工作面二次切眼设计长度 285 米 沿煤层底板掘进 巷高 3 6 米 巷宽 3 6 米 巷帮采用 5 根单体玻璃钢锚杆配塑料网支护 顶板 5 根高强锚 杆配双钢筋梯 2 根高强度低松弛锚索 二次切眼从 2013 年 1 月 14 日开始掘 进 至 27 日完成了全部 285 米的掘进工程量 施工工期仅 14 天 影响 4 天 出煤系统调整两天 硫化皮带两天 有效施工工期 10 天 日均进尺 28 5 米 创造了公司二次切眼掘进最快速度 主要取得的经验和存在问题如下 一 精心组织 加强协调 发挥团队优势 为加快完成掘进任务赢得主一 精心组织 加强协调 发挥团队优势 为加快完成掘进任务赢得主 动动 1 相向分组掘进 调动现有人力潜能 实施效率最大化相向分组掘进 调动现有人力潜能 实施效率最大化 二次切眼掘进采用一支队伍两组相向同时掘进 一组从切眼开口向回顺 方向人工风镐刷 80 米 分台阶施工 每循环一排 按正规循环 3 3 2 考核 另一组从切眼 80 米处开口向回顺方向机掘 205 米 每循环两排 按正规循环 尺 6 6 5 考核 圆班按 25 排考核 加快了掘进速度 2 2 加强设备配套 确保设备的最佳工况 加强设备配套 确保设备的最佳工况 机掘头采用了 160 大功率掘进机割煤 配合 80 皮带出煤 160 大功率掘 进机提高了割煤速度 为支护赢得了时间 有效提高了正规循环率 在掘进 机与 80 皮带的搭接上保证合理搭接 尺寸合理 在细节上充分考虑 减少了 不必要的事故影响 减少了漏煤洒煤 保证了煤量及时运出 支护作业时 采用一台帮钻 两台顶钻 确保人员设备的充分利用 机掘割煤正规循环表 3 3 加强施工组织 实施工艺工序最优化 加强施工组织 实施工艺工序最优化 人工风镐作业上台阶 2 8 米 下台阶 0 8 米 上台阶支护时下台阶出煤 尽量做到人员 设备的互不影响 施工锚索与施工顶锚杆 帮锚杆平行作业 作业人员分工明确 责任到人 三八制滚班作业 交接班时作业人员有序进 出工作面 验收员交接当班工作量 通过施工实践 除机掘头两个小班未达 到正规循环外 其他时间正规循环率到达到了 6 3 6 3 5 3 以上 最高圆班 达到 33 排 29 7 米 工作面迎头人员配备表 施工锚索施工顶锚杆施工帮锚杆顶帮联网 备料 机尾 清煤 验收员 2 人2 人2 人1 人2 人1 人 4 4 加强协调 跟踪管理 保证现场管理到位 加强协调 跟踪管理 保证现场管理到位 切眼跨度大 顶板的管理及煤墙的管理是重点 为此 北工区强化现场 跟班管理 坚持每天有人到现场 检查施工工程质量 及时督促掘 621 队落 实整改 抓好巷道支护质量和环节出现问题的协调处理 为正常生产组织打 下了扎实的基础 同时 针对现场存在的专业问题 以及打钻抽采 地面施 工裂隙孔等影响现场施工的问题 北工区及时与相关业务科室 队组沟通协 调 督促加快相关手续 作业票的办理 超前谋划 做到及时开收工 把事 割煤 时间 退机组及 搭工作台 时间 支护 单根锚索 支护单根顶 锚杆时间 支护单根 帮锚杆 正规循 环时间 30 分 钟 15 分钟15 分钟5 分钟4 分钟 120 150 分钟 故影响时间减小到最低 为正常生产创造了条件 5 5 强化出勤管理 为正规有序生产提供组织保障 强化出勤管理 为正规有序生产提供组织保障 二次切眼掘进期间 仅设备运转工需 6 名 胶顺三名皮带司机 一名煤 溜司机 切眼一名皮带司机 一名煤溜司机 工作面按每班 20 人配备 共 需 26 人 如人员得不到保证 将直接影响生产组织 为此 加大了对掘 621 队的出勤管理 针对 N2105 工作面距离远 工期紧的实际 制定了正向激励 机制并调整了工资奖金分配 充分调动职工的积极性 有效保证了人员配备 保证了施工组织 6 6 发挥团结协作精神 提高安全生产战斗力 发挥团结协作精神 提高安全生产战斗力 针对年末岁尾 员工思乡心切 思想相对不稳定的特点 加强正向激励 同时激发员工树立 安全第一 质量为本 提升工效 减少事故 的理念 进一步提升凝聚力 发挥团结协作精神 鼓励员工提高效率 避免只出勤 不出力 进一步提高了员工安全生产战斗力 保证了正规循环率的提升 二 加强机电设备检修维护 是保证正常生产组织的前提二 加强机电设备检修维护 是保证正常生产组织的前提 二次切眼掘进中 共四部皮带 二部煤溜 设备多 战线长整个二次切 眼掘进过程中 仅发生过一次事故 影响时间 3 5 小时 主要采取措施 一 是强化设备备用管理 做到一用一备 对有缺陷或故障设备提前计划 利用 支护或检修时间更换 二是确保有序检修 充分利用检修时间或锚杆施工作 业期间进行检修 维护 注油 确保检修到位 三是确保标准作业 减少设 备损坏 有效降低了机电事故率 三 坚持边掘过抽 为安全生产剔除了最大的不利因素三 坚持边掘过抽 为安全生产剔除了最大的不利因素 在掘进一次切眼过程中 坚持边掘边抽 高负压集中抽采 有效降低了 二次切眼掘进过程中煤层瓦斯含量 杜绝了掘进过程中的瓦斯动力现象 降 低掘进过程中煤层瓦斯的释放量 为快速掘进提高了的保证 四 存在问题四 存在问题 1 机电设备标准化水平较低 由于设备战线长 在掘进施工过程中 皮 带出现了跑偏及托辊脱落的现象 加上皮带的频繁启动沿途有洒煤 增加了 浮煤清理难度 巷道质量标准化受到影响 对设备的正常运行也造成一定影 响 2 特种作业人员少 有待提高作业人员整体素质 沿空掘巷技术在综放工作面的应用沿空掘巷技术在综放工作面的应用 一 一 前言前言 从上世纪50年代开始 国内外开展了沿空留巷和沿空掘巷两种方法的无 煤柱护巷技术的试验研究 对小煤柱护巷的矿压显现规律及围岩控制技术进 行了系统的研究 取得了大量的成果 推动了无煤柱护巷技术的发展 沿空掘巷是在第一个工作面采空区岩层活动基本终止 回采引起的应力 重新分布趋于稳定后掘进 巷道位于应力降低区 采用宽度较小的煤柱和合 理的支护技术可以保证巷道在掘进及掘后围岩变形较小 相当于巷道只经历 一次采动影响 因此沿空掘巷的应力环境和维护条件相对较好 在我国使用 相对比较广泛 为了减少工作面保护煤柱损失 提高公司煤炭回收率 增加矿井服务年 限 减缓余吾煤业公司采掘衔接的压力 由余吾煤业生产科牵头 决定在南 一采区 S1202 工作面瓦排巷试验余吾煤业公司第一条小煤柱沿空掘巷 所掘 瓦排巷外侧煤柱宽度仅 5m 二 二 S1202S1202沿空掘巷地质条件及支护措施沿空掘巷地质条件及支护措施 1 1 地质条件 地质条件 S1201工作面回采后 运输巷自然垮落 进风巷留作S1202工作面回风巷 继续使用 S1201工作面运输巷和进风巷之间净煤柱宽度35m 待S1201采空区 完全压实后沿S1201工作面采空区留一定宽度的窄煤柱掘进S1202工作面瓦排 巷 S1202工作面回采后瓦排巷仍要保留一定的断面用于工作面上隅角瓦斯的 通风 余吾煤业S1202工作面长300m 走向长度2144 6m 可采长度1386 8m 可 采储量316 8万吨 主采煤层为3 煤层 二叠系山西组地层中部 陆相湖泊型 沉积 3 煤容重1 39t m3 煤质松软 煤层倾角0 10 平均倾角为4 3 工作面平均煤厚5 89m S1202工作面采用两进两回方式布置 S1202回风顺槽 与瓦排巷之间煤柱为35m 胶带顺槽与进风顺槽之间煤柱为35 2m S1202回风 顺槽利用S1201进风顺槽 全长1209m 并从S1201进风顺槽停掘位置继续沿 顺槽走向延伸1103m 工作面回风顺槽已成巷段与瓦排巷每50m布置一条横贯 延伸段与瓦排巷每40m布置一条横贯 横贯与钻场同中线布置 如图1所示 2 2 巷道支护形式 巷道支护形式 根据在破裂煤岩体及其锚固体力学性能的基础上提出的巷道锚杆支护围 岩强度强化理论以及破裂岩石的力学性能脆延性转化性能 强度特征 变形 特性 破坏特征等综合因素的考虑 确定出 S1202 瓦排巷沿空掘进段的支护 方式 S1202瓦排巷沿空掘巷段采用全锚 网 支护 为矩形断面 规格为 5 98 928 36 1205 5 98 502 60 1201 929 50 476 07 6 20 S1201 胶带顺槽 S1201 进风顺槽 S1202 回风顺槽 5 84 557 86 930 751302 S1201 工作面采空区 停 采 线 停 采 线 S1202 工作面 可采储量 316 8 万吨 4 S1202 瓦排巷 S1202 回风顺槽 S1202 胶带顺槽 S1202 进风顺槽 S1201 辅切S1201 切眼 S1203 工作面 北 图 1 S1202 工作面平面位置 3 8 3 2m 两帮打设5根 22 2400mm让压锚杆 顶部为6根 22 2400mm让 压锚杆 锚杆排距700mm 顶锚杆间距700mm 帮锚杆间距700mm 顶部锚索每 排布置3根 锚索规格 18 9 8300mm 排距700mm 间距1000mm 支护示意 图如下所示 3800 3200 经纬网 40 40 3200 760钢筋托梁 14 3000 80 5 700 700 经纬网 40 40 4200 760 让压锚杆 22 2400 双钢筋托梁 16 3700 100 700 6 10 700700800700150 10 让压锚杆 22 2400 1000 700700 20 18 9 8300 锚索 排距800mm 2 s 12 16m 200700200 700 1000 由于余吾煤业公司井田煤层埋藏深度大 矿山压力显著 且S1202工作面 小煤柱经受S1201工作面采动的影响 在沿空掘巷过程中 瓦排巷外侧煤柱受 二次掘进扰动影响 加之小煤柱煤体基本进入塑性破碎状态 现场支护难度 较大 为了有效控制巷道变形 在原有锚杆 锚索联合支护的基础上 及时 对小煤柱进行注浆加固 水泥浆 从而有效地控制了巷道的变形 使得沿空 掘巷 及工作面的回采能够顺利的进行 三 三 S1202S1202小煤柱护巷矿压显现规律小煤柱护巷矿压显现规律 通过对巷道周边相对位移变化速度 变化量以及它们与掘进迎头的位置 关系和时间的关系进行分析 可以得到巷道周边的最终位移 从而判断锚杆 的支护效果和围岩的稳定状况 为了确定上述支护方式 采取的加固措施是 否有效及完善该地质条件下锚杆支护参数提供依据 在该巷道内布置测点 对巷道表面位移进行测量 以3 测点为例进行矿压显现规律的研究 经分析 S1202瓦排巷测站3矿压显现有如下规律 工作面采动影响期间 巷道两帮最大相对移近量为794mm 两帮最大移近速率为25mm d 最小0 mm d 平均8 9 mm d 顶底板最大相对移近量为803mm 顶底板最大移近速率 为21 5mm d 最小0 mm d 平均8 8mm d 两帮移近量及顶底板移近量均在可 控范围 由此可见在工作面回采影响期间 顶底板和两帮平均移近速度基本 相等 由于巷道布置在应力降低区 并且窄煤柱发生塑性破坏 承载能力减 小 两帮将持续变形 最终巷道两帮最大相对移近量大于顶底板最大相对移 近量 即两帮围岩变形大于顶底板围岩变形 工作面推进以后 变形逐渐趋 于稳定 四 四 经济效益分析及结论经济效益分析及结论 1 沿空掘巷在余吾煤业公司S1202工作面的成功应用 为该公司增加 28 2万吨原煤产量 直接经济效益达14100万元 2 采用窄煤柱巷道布置后 S1202瓦排巷布置在采空区侧向支承应力降 低区 改善其巷道力学环境和维护状况 减少支护损坏率及支护材料的运输 整形 搬运等工作量 提高重复利用率 同时还大大降低巷道返修量 促进 矿井的安全高效生产 3 减小区段煤柱宽度 改善瓦排巷围岩受力状况 提高煤炭资源回收率 延长矿井服务年限 为保障矿井安全高产提供可靠的技术途径 4 沿空掘巷在余吾煤业公司S1202工作面的成功应用 为该矿沿空掘巷 开创了先河 积累了一定的沿空掘巷经验 也为松软地质条件下沿空掘巷提 供了一种新思路 小煤柱护巷技术在综采工作面的应用小煤柱护巷技术在综采工作面的应用 一 前言一 前言 推行无煤柱开采 不仅对生产矿井进行技术改造 缓和采掘关系和延长 矿井寿命具有现实意义 而且也是使煤炭企业改善安全条件和技术经济指标 增产 增盈减亏的主要途径之一 沿空留巷在上区段工作面回采时 受到采空区岩层剧烈活动的影响 在 下区段回采期间 又受到下区段工作面超前支承压力的作用 巷道经历两次 采动影响 无论是顶板 还是两帮都强烈变形 而且底鼓严重 巷道在采动 影响期间维护困难 采动影响后围岩活动才趋于稳定 二 小煤柱护巷实施背景二 小煤柱护巷实施背景 余吾煤业公司井下地质条件复杂 瓦斯含量较高 巷道掘进工程量较大 采掘衔接紧张一直是制约着余吾煤业公司高效生产的最大瓶颈 同时为了减 少采区区段煤柱损失 提高采区采出率 增加矿井服务年限 减缓余吾煤业 公司采掘衔接的压力 决定在余吾煤业公司南二采区 S2106 工作面回风顺槽 与瓦排巷进行了 8 米小煤柱护巷技术研究及实践 三 工作面情况三 工作面情况 井下位置及四邻采掘情况 S2106 工作面巷道东侧为 S2105 瓦排巷 与 回风顺槽见为 8m 小煤柱 西侧为 S2106 工作面胶带顺槽 南接南二采区 2 回风下山 北连 S2106 工作面切眼 工作面布置图 1 所示 S2106 瓦排巷 原 S2105 瓦排巷 全长 1012m 煤厚 5 35m 煤层倾角 0 9 平均倾角 1 4 四 加固措施四 加固措施 原瓦排巷的支护形式如图 1 所示 瓦排巷已经历了 S2105 工作面采动的 影响 原有的支护平衡结构受到破坏 为了保证二次采动影响下小煤柱及瓦 排巷的稳定性 通过现场调研及技术分析后 在回风顺槽掘进过程中及工作 面回采前期 对留设的瓦排巷及小煤柱分别进行了重新加固 加固示意图如 图 2 所示 顶锚杆 帮锚杆 200880 850 4800 1600 3200 20 880880880880 250400 20 850 瓦排巷 850 4600 3100 10 5001300 22L2400 20L2000 图 1 S2106 瓦排巷原有支护图 顶锚杆 帮锚杆 200880 850 4800 1600 3200 20 880880880880 250400 20 850 瓦排巷 850 4600 3100 10 对穿锚索 5001300 18 9 8300mm 补打锚索 补打的锚杆 18 9 8600mm 22L2400 20L2000 20L2000 图 2 S2106 瓦排巷补打锚索 锚杆示意图 采取了以上加固措施后 小煤柱及瓦排巷的变形得到了有效 控制 局部地段出现了变形及底鼓现象 之后又采区了在各横贯口注浆 加固 瓦排巷底鼓段拉底补打地锚 瓦排巷补打木垛等多项措施 在回采过 程中 确保了 S2106 工作面的正常回采 五 经济效益分析及结论五 经济效益分析及结论 8 米小煤柱在我公司 S2106 工作面的成功应用 为我公司减少支护成本 455 万元 煤柱宽度的减小 为我公司增加了 17 万吨原煤产量 直接经济效 益达 8500 万元 瓦斯治理篇瓦斯治理篇 瓦斯立体抽采模式推广应用瓦斯立体抽采模式推广应用 一 项目实施背景 一 项目实施背景 我公司开采的 3 煤层斯含量较高 3 煤层瓦斯基本参数 原煤瓦斯含量 平均 8 51 m3 t 残存瓦斯含量 2 3