首页 >
论文范文 >
工程工业论文 >
工程综合论文 >
矿业工程论文 >
松软破碎厚煤层放顶煤两顺槽沿顶掘进工作面三机配套实践
摘要：阐述了松软破碎厚煤层顺槽沿顶板布置的“锅底”状放顶煤工作面的优缺点，介绍了三机配套过程中应重点关注的卧底量等配套尺寸，提出了减少支架架间漏矸的措施，并对提高顺槽底煤回收率提出了初步解决方案，可为类似煤层放顶煤开采提供借鉴。
加入收藏
顺槽沿煤层顶板掘进一般用于松软破碎煤层放顶煤开采工作面,不但可以解决松软破碎煤层随掘随冒难题,还可以提高开采效率[1]｡但由于工作面中部要沿煤层底板布置,而两端沿煤层顶板布置,工作面底板就形成了“锅底”形状,给工作面三机配套带来了较大困难｡
本文以某矿放顶煤工作面三机配套为例,介绍其配套难点及解决方案｡
1、某矿放顶煤工作面总体布置
工作面尺寸:倾向长度220m,煤层厚度6.5m,进风顺槽5500mm×3800mm(宽度×高度),回风顺槽5000mm×3800mm(宽度×高度);两顺槽均沿煤层顶板掘进｡
(1)工作面布置
按刮板输送机相邻2节中部槽垂直偏转2°布置,工作面底板形成“锅底”形状如图1所示,工作面正常回采时按该图布置刮板输送机及支架｡
图1工作面底板布置图
(2)存在的问题
①机头､机尾过渡段处底板下丢失底煤较多,造成煤炭资源浪费;
②采煤机频繁上下坡,造成行走部磨损;
③机头､机尾过渡段处的支架倾斜布置,支架顶梁与顶板线接触,造成支架偏载严重,支架设计时应考虑加强结构件的抗偏载能力;
④机头､机尾处过渡段平均坡度10°~15°,支架应设置防倒装置｡
2、关键配套尺寸
由于工作面底板呈“锅底”状,不同于近水平或大倾角工作面,在对工作面设备进行布置时,需要校核变线量､极限位置是否干涉等常规配套尺寸如图2所示,煤壁割透性､卧底量､推移横梁联接孔等部分关键配套尺寸的配套检查更应特别注意｡
图2关键配套尺寸校核
(1)煤壁割透性
由图2可知,机头､机尾过渡段近水平布置长度较大时,煤壁容易割透｡但如果水平布置长度较小且机头､机尾处坡度较大时,煤壁不易割透,特别是顶板处容易留三角煤,如图3所示｡因此,机头､机尾过渡段水平布置长度应尽量长,至少应保证机头架､过渡槽水平布置｡
图3煤壁割透性示意图
(2)卧底量
由图2可以看出,当采煤机行走到机头､机尾段极限位置且后滚筒下摆角最大时,由于坡度较大,仍然没有卧底量,此时应考虑增加滚筒直径以保证足够的卧底量｡
(3)推移横梁联接孔
机头､机尾处推移横梁与联接头的联接孔一般为圆孔,如图4所示｡随着近年来工作面逐渐加长,输送机驱动功率也随之加大,电机及减速器外形尺寸及重量也大幅增加,导致机头､机尾驱动部重心偏向采空区,造成工作面两端头特别是机尾处容易飘溜｡为解决该问题,将圆孔改进为斜长孔如图5所示,可以有效解决机尾飘溜问题｡
图4推移横梁圆孔
图5推移横梁斜长孔
3、防漏矸检查
(1)工作面高度方向防漏矸检查
工作面支架布置如图6所示,机头､机尾斜切段布置的支架高度应确保与中部支架高度方向上搭接合理,能适应工作面机采高度到巷道高度的过渡变化,避免由支架高度不合适导致高度方向上架间漏矸｡
图6工作面支架布置图
(2)工作面推进方向防漏矸检查
工作面设备布置俯视图如图7所示｡机头､机尾处布置有驱动部｡受驱动部尺寸影响,机头､机尾处前､后部刮板输送机中心距比工作面中部一般大300~500mm,前､后部刮板输送机在两端头处形成“喇叭口”,需作图检查该过渡段支架尾梁的封矸效果｡另外,还需检查过渡支架与中部支架的搭接,减少不同架型支架架间漏矸发生[2]｡
图7工作面设备布置俯视图
(3)工作面宽度方向的搭接
为减少架间漏矸,还需从支架设计方面采取措施解决支架宽度方向的搭接问题[3]｡
①由图6可知,工作面相邻2个支架顶梁高度差200~300mm,考虑拉架时降架影响,需加高顶梁侧护板高度及掩护梁侧护板高度,并加强侧推机构和侧护板强度;
②放顶煤支架设计时,尽量采取整体顶梁结构,因为铰接前梁一般较窄,架间及前梁与主顶梁间形成间隙容易漏矸,且顶煤松软破碎不易控制;
③支架顶梁后端采取房檐结构,减少支架顶梁侧护板和掩护梁侧护板搭接处漏矸;
④加长顶梁侧护板长度,确保推溜后架间漏矸不落到销排上｡
4、提高顺槽底煤回收率的措施及支护方案设计
如前所述,工作面“锅底”状布置会造成两端头特别是顺槽底部丢失较多底煤｡为多回收底煤,有条件的矿井可采取两顺槽大断面布置以提高底煤回收率[4-5]｡
(1)基本原理
放顶煤工作面两顺槽大断面布置如图8所示,进､回风顺槽均沿煤层顶板掘进,顺槽高度4000mm;回采过程中,在进风顺槽带式输送机处开始逐渐起底至5500mm高度,回收了进风顺槽大部分丢失的底煤;在回风顺槽靠采煤机滚筒起底1600mm至5500mm高度,同样可以回收回风顺槽大部分丢失的底煤;进､回风顺槽内布置的端头支架均能支护5500mm高的顺槽｡
图8放顶煤工作面两顺槽大断面布置示意图
机头､机尾过渡段支护均采用台阶式缓慢过渡,即从工作面正常采高逐渐增高至与端头支架合理搭接高度｡
①通过增加工作面采高,即工作面采高为支架最大采高,减少过渡段长度;
②通过端头支架设置强力､高可靠侧护装置,实现采高最大的过渡支架与端头支架搭接处煤帮大范围支护｡
(2)进风端头区支护设计
进风端头区支护重点需解决支架支撑高度加大后支架自身整体稳定性及对煤帮的支撑稳定性难题,可采用反式大台阶支护方案如图9所示｡
图9反式大台阶支护方案
在提前起底的进风顺槽顶板与机头过渡支架顶板之间形成反式大台阶过渡,采用非对称式两架一组迈步自移式大采高进风端头支架及固定在端头支架上的侧向支撑装置,支撑､隔离工作面煤壁,并为机头放顶煤提供条件｡
(3)回风端头区支护方案设计
通过在回风顺槽内布置与巷道高度相适应的大采高支架,设置大侧护板装置支撑煤帮;采用降低机尾架高度､增加采煤机摇臂长度及滚筒直径等措施,确保采煤机滚筒割透机尾处煤壁,使回风端头支架及刮板输送机机尾能顺利前移｡回风端头区支护方案如图10所示｡
图10回风端头区支护方案
5、结语
本文阐述了松软破碎厚煤层顺槽沿顶板布置的“锅底”状放顶煤工作面的优缺点,重点介绍了三机配套过程中应重点关注的煤壁割透性､卧底量等配套尺寸,根据工作面布置特点提出了支架设计过程中为减少漏矸而采取的措施,并对提高顺槽底煤回收率提出了初步解决方案,可为类似煤层放顶煤开采提供借鉴｡
参考文献:
[1]冯文轶,闫修尊.嵩山煤矿极“三软”煤层综采放顶煤技术应用[J].煤矿机械,2014,35(8):134-137.
[2]王建.对我国重型高端液压支架研制技术的几点认识[J].煤矿机械,2009,30(10):46-48.
[3]雷亚军,韩存地,杨建辉,等.超大采高两柱掩护式放顶煤液压支架放煤机构优化设计[J].煤矿机械,2020,41(11):109-111.
[4]王春生,李小平.综放工作面后部刮板输送机新型卸载方式研究[J].煤矿机械,2016,37(5):39-40.
[5]于忠厚,刘新华.千万吨矿井综放自动化工作面配套实践[J].煤矿机械,2015,36(1):217-219.
基金资助:国家重点研发计划项目(2023YFC2907503);天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项重点项目(2023-TD-ZD003-004;2023-TD-ZD003-001);
文章来源:李孝胜,辛家祥,何勇,等.松软破碎厚煤层放顶煤两顺槽沿顶掘进工作面三机配套实践[J].煤矿机械,2025,46(04):162-165.
分享：
围岩松动圈是指地下工程开挖后,由于应力重分布和爆破等因素影响,在洞室周围形成的具有一定厚度的破裂､松动区域[1]｡这一区域内的岩体力学性质发生显著变化,主要表现为强度降低､渗透性增加等特征｡围岩松动圈的形成和发展直接影响地下工程的稳定性和安全性｡
2025-09-07
钻孔探测作为矿井地质分析预测及灾害处理的重要手段,具有实揭性､灵活性及长距离等优点,常用于煤矿瓦斯抽放､探放水及地质填图等勘探工程｡然而,受限于软碎岩层､断层发育带等井下复杂地质条件,常规钻孔极易产生塌孔､缩径的问题,严重影响钻孔的成孔效率及施工效果｡
2025-08-03
断层是地壳中常见的地质构造之一,是由破断面两层岩体发生明显位移而形成的｡在采煤过程中,断层的发育增加了开采的难度,影响采煤方法的选择和回采速度｡断层的大小､走向､数量,均会加剧煤层漏风问题,进而增加煤层自燃的风险,对此,诸多学者开展了大量研究[1-2]｡
2025-08-03
贵州省具有丰富的煤炭资源,素有“西南煤海”之称,是我国华南型煤田中最大的产煤省区｡贵州省喀斯特矿区在高强度开采扰动后,极易造成矿井突水事故,给井下开采工作带来极大的安全隐患和经济损失[1]｡导水裂缝带,即垮落带和裂缝带,是贯通采空区与上部水体的通道,覆岩“两带”的高度及特征对于矿井井下水害防治具有重要的意义[2-3]｡
2025-08-03
采煤机自动拖缆是指采煤机在工作运行过程中,采用特定的拖曳装置移动电缆,替代人工来管理电缆,避免采煤机往复运行中,电缆因多次叠加引起电缆出槽､损伤等现象｡采煤机自动拖缆装置对于采煤机的正常运行至关重要,特别是对电缆槽高度较低的薄煤层工作面,效果更为显著,它确保了电缆不被损坏,从而保证了采煤机的电力供应｡
2025-08-03
光纤技术是基于光传播原理的高新技术创新,广泛应用于通信､传感､医疗等领域,光纤传感器利用光波在光纤内部的传播特性,这些特性使得光纤传感器在复杂环境中,特别是需要长期监测的工程领域中,应用更加广泛[1]｡在采矿作业中,随着深部采矿技术的不断发展,围岩的复杂性和变异性不断增加,对支护结构的稳定性提出了新的挑战[2]｡
2025-08-03
陶文斌[8]研究了大断面过破碎带失稳变形原因,提出了“预注浆+超前支护+架棚+二次注浆”的支护方案,有效保证了巷道围岩的稳定;伊丽娟[9]以某煤矿大巷过破碎带为工程背景,提出“锚杆+锚索+U型钢”的联合支护技术,成功控制了巷道围岩变形问题｡针对不同地质环境应确定相应的巷道支护技术｡
2025-08-03
煤炭企业的环境会计信息披露通常在社会责任报告中设专章,内容涉及环保管理体系､环保投资､污染物排放､重大环境问题及整改情况､节能减排等｡随着“双碳”目标的提出,许多煤炭企业深刻认识到低碳的重要性,开始在年度财务报告中披露环境会计信息｡
2025-07-12
针对荫营煤矿密闭区域检测环节操作繁琐，检测结果反馈时间长、效率低等问题，归纳了密闭“呼吸”现象的影响因素，基于现场测试分析了密闭“呼吸”现象的基本特征，对煤自燃气体产生的规律进行研究，结果表明：大气参数的变化导致密闭区出现“呼吸”效应，密闭内外压差的变化范围为-160～350 Pa,说明荫营煤矿密闭存在“呼吸”效应，且密闭内外气体交换量较大。研究结果对荫营煤矿快捷高效地实现井下密闭火情智能监测预警及风险管控以预防煤自燃具有重要指导和现实意义。
2025-07-07
煤炭服务企业与新一代信息技术的深度融合势在必行｡许多企业正在有序构建及优化管理､业务及服务三大核心系统,以实现信息化､数字化与智能化的融合升级｡管理层面涵盖企业资源规划(ERP)系统､办公自动化(OA)系统以及管理信息系统(MIS)等模块;业务层面涉及数字化协同设计系统､数字化设计交付系统以及工程采购与施工(EPC)总承包管理系统等。
2025-07-07我要评论
期刊名称：煤矿机械
期刊人气：2105
主管单位：国家煤矿安全监察局
主办单位：哈尔滨煤矿机械研究所
出版地方：黑龙江
专业分类：煤矿
国际刊号：1003-0794
国内刊号：23-1280/TD
邮发代号：14-38
创刊时间：1980年
发行周期：月刊
期刊开本：大16开
见刊时间：1年以上
影响因子：0.463
影响因子：0.673
影响因子：0.642
影响因子：1.307
影响因子：0.480
科普杂志阅读、期刊信息查询、论文下载、文献查询、原创文章检测等多项服务。
服务热线
您的论文已提交，我们会尽快联系您，请耐心等待！
你的密码已发送到您的邮箱，请查看！
2025-04-06
71
上传者：管理员
