含夹矸薄煤层安全、高效

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,含夹矸薄煤层安全、高效的关键技术,汪理全 教授,1,兖矿集团北宿煤矿是全国非常有代表性的薄煤层现代化矿井，它不仅煤层薄（.9m），而且煤层内赋含坚硬的硫化铁结核（普氏系数高达11），正是由于这种坚硬的硫化铁结核，使得割煤机、刨煤机等现代化机械和新工艺无能为力。,2,几十年来，我矿一直采用打眼、装药、放炮、人工装煤的落后工序。人工劳动强度大，安全可靠性差，效率低、成本高、产量低。随着对采煤工作面各道工序认识的深化，总结出：在不改变放炮落煤工序的前提下，利用关键技术，探索有效途径，优化工序，同样可以建设含夹矸薄煤层高产高效矿井。,3,一、主要工序的创新构想：,薄煤层炮采工作面最不安全最繁重的体力劳动是装煤，它占全部工作量的65%以上 ，并且分布在运输机的前面和后面，条件相差距大，很难用一种有效的技术来改进“铣”装煤这种原始的作业方法，但是按照位置的不同可将煤分为溜前煤和溜后煤，这样就给我们提供了解决问题的思路：,4,根据两部分煤的不同特点，采取不同的关键技术，既溜前煤用“铲”的方法解决；溜后煤用“挡”的方法解决。 所谓“铲”就是铲装煤，把爆落在运输机和煤壁之间的煤铲装入运输机内拉走，可以通过安装在溜子前边沿的铲煤板来实现（见后图），,5,在老塘侧千斤顶推力的推动下把煤铲进运输机内，实现铲装煤的目的；所谓“两挡”就是两块挡煤板巧妙组合在一起，通过调整重合部分的大小来适应采高的变化，实现全封闭挡煤。采煤工作面煤体爆破后，一部分煤在爆破力的抛掷下冲向刮板运输机老塘侧，在刮板运输机老塘侧设置挡煤板后，煤被挡煤板挡住进入运输机内被运输机拉走，从而实现铲装一体化（附溜前铲装示意图)。,6,二、铲煤板的设计,铲煤板实质就是安在溜槽帮上的一个楔子，靠推力将铲板铲入煤体，在后部推力的推动下溜槽和铲煤板前移，煤沿铲煤板向溜槽内滑动，在煤堆自然角的作用下落入运输机槽内，由运输机拉走。,因此对铲煤板的基本要求是：,7,1。铲入角要小，目的是减少铲入煤体阻力;（附铲煤板示意图）,8,2. 煤体对铲煤板产生的阻力的合力在溜槽帮高度中心线以上，目的是平衡后部推力产生的以铲煤前端为支点向上的力矩。,3. 实践证明，高度中心线以下选30角，中心线以上选45角，中间用圆弧过渡，这样溜子前移时，保证煤沿铲煤板进入溜槽，实现顺利铲煤。,9,三、挡煤板的设计,挡煤板的材质非常关键。因它的作用是阻挡抛向控顶区和老塘的落煤，使其就地落在运输机上，挡煤板瞬间承受的爆破冲击力相当大，所以对挡煤板要求非常高：既要有它的可塑性，起到缓冲作用，又要坚固耐用，起到最佳的挡煤效果，同时还便于操作。,10,经反复试验高分子聚乙烯材料具备这种要求。经过理论计算和现场测试，确定挡煤板为：1.5m0.4m0.03m，为减少挡煤板在爆破落煤时所受的爆破冲击力，在挡煤板上布置若干分布有序的卸力孔（30mm），以便降低在爆破落煤时的受力（详见挡煤板示意图）。,11,四、挡煤板的安装与操作,11 一挡的安装,挡煤板和护管架必须是铰接，第一块挡煤板的下边沿与溜子的护管架用连接环牢固地铰接在一起，这种连接方式既能使一挡和工作面溜槽一体化，牢固耐用，起到随机前移的作用，又能使挡煤板只能向采空区方向倾斜而不能倒向煤壁侧，防止响炮时挡煤板挡不住煤或被刮板运输机拉坏。一节溜子一块挡煤板。5节溜子留一700mm以上的出口。,12,12 二挡的安装,第二块挡煤板和第一块挡煤板一一对应，第二块挡煤板是通过锚链附设在第一块挡煤板的采空区侧，并用“锁板”将其固定在任意高度，二挡可利用锁板沿锚链自由移动，起到升降的目的。当二挡达到预定高度后，利用锁板旋转锁住二挡。工作面放炮完毕后，用相同的方式降低二挡到合适位置，操作方便可靠（附挡煤板挡装示意图）。,13,2. 挡煤板的操作,当工作面前移刮板运输机时挡煤板随机前移，移够宽度后支护工扶起挡煤板在挡煤板后支上一排正规排柱，当挡煤板高度不够时可升高二挡，以达到全封闭挡煤的要求。响炮时，爆破工从安全出口的地方联线，而后从工作面机头向机尾依次放炮落煤，在放炮落煤过程中实现挡装。,14,五、结论,1. 降低采煤工人的劳动强度,“一铲两挡”的成功应用，使采煤工人从繁重的大锨攉煤中解放出来，大锨只是一种辅助工具，用于清理顶底高低变化而遗留的浮煤，劳动强度降低40%。,2. 煤炭回收率提高,挡煤板使用后老塘几乎没有浮煤，煤炭回收率在98%以上。,15,3. 人工效率提高,由于挡装煤和铲装的成功应用，使出煤工序时间缩短50%，整体效率提高30%。,4. 改善作业环境,挡装后工人进面就等于进入了已攉完煤的工作面，空间相对较大，行走联系方便; 铲装后，工人在有支护的空间内操作，避免了空顶作业的发生。,16,5. 保护支柱,由于采用挡煤板封闭放炮，杜绝了夹矸、煤块对支柱冲击的损坏。,6. 为含夹矸薄煤层机械化探索一条新路子,总之“一铲二挡”的成功应用，是北宿矿采煤史上的一次革命，史无前例地改善了薄煤层矿井采煤工人的劳动环境，极大地促进了安全生产，给北宿煤矿实现年产110万吨及60万吨采煤工作面奠定了坚实的基础。同时也为同类型矿井探索出一条高产高效的新路子。,17,