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厚煤層分幅開采綜采工作面自動(dòng)鋪網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用
【摘 要】介紹了綜采工作面自動(dòng)鋪網(wǎng)與傳統(tǒng)的人工鋪網(wǎng)相比存在的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于鋪設(shè)人工假頂分幅開采的綜采工作面，改造后的自動(dòng)鋪網(wǎng)支架既滿足了分幅開采的鋪網(wǎng)要求，又解決了傳統(tǒng)的人工鋪網(wǎng)存在的鋪網(wǎng)質(zhì)量差以及不利于安全的問題。
【關(guān)鍵詞】自動(dòng)鋪網(wǎng);分幅開采;鋪網(wǎng)質(zhì)量;安全生產(chǎn)
前言
鐵法煤業(yè)集團(tuán)大明煤礦由原大明斜井和大明立井合并而成。如今由于煤炭資源枯竭，斜井已經(jīng)停產(chǎn)封閉，立井處于殘復(fù)采階段，主要回采工業(yè)廣場煤柱，礦井核定能力60萬噸/年，由于工業(yè)廣場煤柱賦存淺煤層厚，經(jīng)沈陽煤炭科學(xué)研究所論證，如果采用一次性回采工藝可能與地表水或第四系含水層等導(dǎo)通，為了實(shí)現(xiàn)安全開采，需采用鋪設(shè)金屬網(wǎng)分幅開采。傳統(tǒng)的分幅回采工藝在鋪網(wǎng)過程中存在鋪網(wǎng)質(zhì)量差、不利于安全等問題，通過對(duì)支架的成功改造，即解決了傳統(tǒng)的人工鋪網(wǎng)工藝所存在的問題，同時(shí)提高了回采速度、保證了安全生產(chǎn)。
1 自動(dòng)鋪網(wǎng)支架的設(shè)計(jì)理念
對(duì)于殘復(fù)采礦井，煤炭資源顯得尤其重要，大明立井廣場煤柱煤層平均厚度9m，為了保證安全回采，經(jīng)論證，需采用分幅開采的方式。自動(dòng)鋪網(wǎng)支架利用原有的ZFS7200/17/29型液壓支架進(jìn)行改造，將其改造成ZFS7200/20/32型液壓支架并在支架底座尾部增加網(wǎng)托裝置(圖1)，把網(wǎng)托裝置高低錯(cuò)落的安設(shè)在液壓支架底座尾部。工作面回采時(shí)將金屬網(wǎng)放在網(wǎng)托上，隨著液壓支架的拉移，金屬網(wǎng)自動(dòng)鋪設(shè)在工作面底板上，隨著頂板的自然垮落，將金屬網(wǎng)壓住，作為下幅工作面的人工假頂，自動(dòng)鋪網(wǎng)支架的使用保證了鋪網(wǎng)質(zhì)量滿足了設(shè)計(jì)要求。
2 自動(dòng)鋪網(wǎng)支架的使用
自動(dòng)鋪網(wǎng)支架將帶有轉(zhuǎn)動(dòng)軸的金屬網(wǎng)放置在網(wǎng)托裝置上，網(wǎng)托裝置安裝在液壓支架底座尾部，隨著支架的前移將金屬網(wǎng)自動(dòng)鋪設(shè)在采空區(qū)的底板上，金屬網(wǎng)每捆長度12m，寬度1.6m，隨著回采的推進(jìn)，當(dāng)一捆金屬網(wǎng)用完后，重新?lián)Q上下一捆帶有轉(zhuǎn)動(dòng)軸的金屬網(wǎng)聯(lián)接好后即可，與傳統(tǒng)的鋪網(wǎng)工藝相比人員不需要到支架的前梁處換金屬網(wǎng)。網(wǎng)托裝置錯(cuò)落安設(shè)在單號(hào)液壓支架(圖2)與雙號(hào)液壓支架(圖3)的底座尾部，不會(huì)導(dǎo)致液壓支架擠壞網(wǎng)托裝置，還能夠保證鋪網(wǎng)均勻，避免出現(xiàn)壓網(wǎng)過多和網(wǎng)間距過大等現(xiàn)象。隨著回采推進(jìn)，頂板冒落后，將金屬網(wǎng)壓在采空區(qū)的底板上，避免了頂板垮落后壓網(wǎng)不均勻和損壞金屬網(wǎng)現(xiàn)象，從而達(dá)到了預(yù)期的效果。
3 傳統(tǒng)的人工鋪網(wǎng)工藝及缺點(diǎn)
傳統(tǒng)的人工鋪網(wǎng)工藝采用的是將金屬網(wǎng)打開后一片片鋪設(shè)在液壓支架的前梁上，前梁下面的金屬網(wǎng)吊掛在支架的前梁和護(hù)幫板上，隨著回采的推進(jìn)，依靠液壓支架前移，將金屬網(wǎng)隨著頂板帶入采空區(qū)。拉移支架過程中，如遇到頂板不平整時(shí)，會(huì)造成金屬網(wǎng)被搓破和撕壞的現(xiàn)象，而且回采過程中采煤機(jī)滾筒容易把前梁下面的金屬網(wǎng)割破，同時(shí)隨著回采的推進(jìn)，頂板形成懸臂梁，工作面頂板周期來壓時(shí)，直接頂和老頂垮落把金屬網(wǎng)壓在采空區(qū)的底板上，頂板垮落不均勻時(shí)，會(huì)造成局部地點(diǎn)金屬網(wǎng)鋪設(shè)不均勻或無金屬網(wǎng)，致使人工假頂不能達(dá)到理想效果;金屬網(wǎng)用完后，還需要人員到支架前梁下續(xù)網(wǎng)作業(yè)，不利于安全生產(chǎn)。
4 自動(dòng)鋪網(wǎng)支架工藝及優(yōu)點(diǎn)
自動(dòng)鋪網(wǎng)支架將金屬網(wǎng)網(wǎng)托裝置設(shè)在液壓支架底座尾部，隨著支架的前移將金屬網(wǎng)自動(dòng)鋪設(shè)在工作面的采空區(qū)底板上。此裝置的應(yīng)用杜絕了回采過程中采煤機(jī)滾筒刮壞金屬網(wǎng)和拉移液壓支架搓壞、撕壞金屬網(wǎng)現(xiàn)象。此裝置不會(huì)因頂板垮落不均勻而導(dǎo)致金屬網(wǎng)在采空區(qū)底板上鋪設(shè)不均勻或者局部無網(wǎng)現(xiàn)象的發(fā)生，使人工假頂能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的理想效果。此支架的使用又能提高回采率、節(jié)約施工成本、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，既解決了人員鋪網(wǎng)時(shí)在支架前梁下作業(yè)的危險(xiǎn)，又杜絕了回采過程中液壓支架、采煤機(jī)滾筒、頂板垮落對(duì)金屬網(wǎng)造成損壞的現(xiàn)象，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的鋪網(wǎng)質(zhì)量要求。
5 經(jīng)濟(jì)效益分析
使用自動(dòng)鋪網(wǎng)支架與使用未改造的液壓支架采用傳統(tǒng)的人工鋪網(wǎng)工藝相比，采高提高0.3m，可多出煤炭3.6萬噸，按照售價(jià)210元/噸計(jì)算，增加效益756萬元;每幅可減少工時(shí)30天，三幅節(jié)約人工費(fèi)37.8萬元;每幅可減少耗電150000kWh，每度電按照0.8元計(jì)算，三幅可降耗36萬元�？傊詣�(dòng)鋪網(wǎng)支架的使用比使用未改造的支架采用傳統(tǒng)人工鋪網(wǎng)工藝相比，在經(jīng)濟(jì)效益上可節(jié)資、降耗、提效829.8萬元。
6 結(jié)論
通過在廣場煤柱三段綜采工作面的使用，改造的自動(dòng)鋪網(wǎng)支架與傳統(tǒng)的人工鋪網(wǎng)工藝相比，存在鋪網(wǎng)質(zhì)量高、不易于損壞金屬網(wǎng)、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度低、安全程度高、回采速度快等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)為下幅的開采在頂板管理方面創(chuàng)造了良好的條件，為厚煤層分幅開采綜采工作面在鋪網(wǎng)工藝方面探索出了一條新途徑。
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