逢春煤礦急傾斜綜采技術(shù)課件

1、逢春煤礦急傾斜綜采技術(shù)二一七年六月松藻煤電有限公司逢春煤礦 華西 提 綱煤礦概述需要解決的問題解決問題的思路及途徑現(xiàn)場試驗情況試驗的成果一、礦井概述 逢春煤礦于1986年10月建成投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力90萬噸/年。根據(jù)設(shè)計，逢春開采區(qū)分上（+523m）、下（+230m）兩個水平, 上、下水平均以井田中部井筒煤柱分為南北兩個采區(qū)，共4個采區(qū)。上水平煤層平均傾角65，下水平煤層傾角555。礦井采用平硐開拓，分階段布置，走向條帶式開采。礦井通風(fēng)方式為兩翼對角抽出式。 逢春煤礦主采M6、M7、M8煤層，其中M6、M7煤層為薄煤層（作為保護層開采），M8煤層為中厚煤層。采煤方法采用走向長壁俯偽斜正臺階采煤

2、法，風(fēng)鎬落煤，溜槽自溜，全部垮落法管理頂板。支護方式M6煤層采用液壓單體加鉸接頂梁支護，M7、M8煤層采用多邊形柔性掩護支架支護。工作面實行“三八制”作業(yè)，三班生產(chǎn)，薄煤層工作面平均每月產(chǎn)量4000t，月推進度25m，勞動定員85人。該采煤方法員工勞動強度大，回采效率低，安全威脅大。因此改變現(xiàn)有的落后工藝，走急傾斜煤層綜合機械化開采的道路已刻不容緩。2010年10月，重慶能源投資集團正式將急傾斜薄煤層綜采科研項目立項，組建科研小組，先后到烏克蘭頓巴斯、黑龍江七臺河、四川攀枝花、綠水洞等實地考察調(diào)研。 二、急傾斜薄煤層綜采需解決的問題1、急傾斜煤層綜采工藝復(fù)雜、難度大。與煤層傾角較小的綜采工作面

3、割煤、裝煤、推溜、拉架相比，急傾斜綜采工作面有其特殊難度，相關(guān)工作不能平行作業(yè)，且傳統(tǒng)的推溜拉架順序不能避免設(shè)備整體下滑。2、工作面環(huán)境惡劣、飛矸易傷人、損壞設(shè)備 。急傾斜工作面落煤或片幫產(chǎn)生的煤體及冒頂、推底等產(chǎn)生的矸石會沿工作面傾斜方向加速向下滑落，造成砸傷工作面工作人員和損壞設(shè)備，同時大量煤體整體下滑后會沖壞或堵塞工作面下出口，影響工作面正常生產(chǎn)。二、急傾斜薄煤層綜采需解決的問題3、工作面設(shè)備防滑、防倒難度大。煤礦急傾斜薄煤層采用綜合機械化開采，傾斜煤層工作面頂板受到平行層面的分力要大于垂直層面的分力，導(dǎo)致設(shè)備穩(wěn)定性差，容易傾倒。因傾角大，受重力影響，向下分力較大，使設(shè)備容易下滑 。4、

4、采場空間對設(shè)備性能要求高。急傾斜薄煤層傾角大，作業(yè)空間小，工作環(huán)境惡劣，對設(shè)備性能要求高，功能要求齊全，工作面設(shè)備必須具有遠程控制操作功能；具備防倒、防滑能力；采煤設(shè)備要牽引力大、體積小、制動力好；液壓支架對頂、底板防護能力要好。三、解決問題的思路及途徑（一）采煤工藝確定； 通過多次論證，我們確定采用急傾斜薄煤層俯偽斜走向長壁式綜合機械化采煤工藝。工作面煤矸沿煤壁自溜，巷道布置簡單，巷道掘進率低，通風(fēng)系統(tǒng)簡單，工作面可連續(xù)推進，煤炭回收率高，效益好，有利于實現(xiàn)機械化開采。通過滾筒式采煤機落煤，三角斜切式進刀，煤矸靠工作面煤壁側(cè)自溜，采煤機雙向割煤，往返一次完成一個循環(huán)，每割一刀煤，支架、刮板輸

5、送機前移一個步距。液壓支架支護頂、底板，全部垮落法管理頂板 。工作面空間分析：為實現(xiàn)工作面煤炭自溜，解決偽傾角過大引起的煤、矸石以及材料下滑傷害人員及損壞設(shè)備，必須對工作面?zhèn)蝺A角的大小進行合理確定。其中，工作面布置的層面角與偽傾角密切相關(guān)。在保證煤炭自溜要求前提下，應(yīng)盡量降低層面角。三、解決問題的思路及途徑急傾斜薄煤層俯偽斜綜采工作面空間關(guān)系示意圖三、解決問題的思路及途徑俯偽斜角度的確定 根據(jù)技術(shù)分析及液壓支架模擬，當層面角小于68時，上擺量的糾正能力不足，且支架寬度過窄易擠死架；當層面角大于78時，對應(yīng)的支架寬度過大，接近支架能夠達到的最大寬度，使支架失去了調(diào)節(jié)能力，易倒架。最終確定支架適應(yīng)

6、層面角范圍，在保證煤炭自溜要求的同時能盡量降低煤炭自溜速度。三、解決問題的思路及途徑進刀方式選擇及割煤 采煤機上端部斜切進刀方式示意圖 整體推移前示意圖 三、解決問題的思路及途徑進刀方式選擇及割煤下行割煤示意圖 采煤機下端部斜切進刀示意圖 三、解決問題的思路及途徑(二）工作面防飛矸技術(shù) ； 1、采用俯偽斜布置方式 急傾斜工作面采用俯偽斜布置方式，工作面煤矸沿煤壁自溜，減少了工作面飛矸對設(shè)備及人員的威脅。通過分析計算，確定支架適應(yīng)層面角為范圍，在保證煤炭自溜要求的同時能盡量降低煤炭自溜速度。三、解決問題的思路及途徑(二）工作面防飛矸技術(shù) ； 2、工作面設(shè)置縱向擋矸板、橫向擋矸簾。（1）在每架支架

7、頂梁腹部設(shè)有千斤頂內(nèi)置式防飛矸裝置，從本質(zhì)上解決了飛矸傷人，增強了對支架內(nèi)部部件的防護作用，同時有利于電纜、水管的拖移，防止墜入煤壁側(cè)。（2）支架尾部后連桿上設(shè)置有固定擋矸板結(jié)構(gòu)，掩護梁活動側(cè)護板后部設(shè)置有“剛?cè)岵钡膿蹴费b置，可有效地防止后部矸石竄入支架內(nèi)部，保證了支架內(nèi)部作業(yè)空間的安全。（3）支架下方安設(shè)柔性擋網(wǎng)，有效的防止飛矸竄入支架內(nèi)部同時便于人員同行。（4）支架、采煤機遠程控制技術(shù)，保證人員作業(yè)安全。三、解決問題的思路及途徑防矸板落下后的位置示意圖三、解決問題的思路及途徑(三）工作面設(shè)備防滑、防倒技術(shù) ； 1、采用專用排頭支架工作面前6架支架采用ZJYG2400/8.5/19型液壓

8、支架，支架間采用防倒、防滑油缸。保證排頭架連為整體，工作過程中不下滑。2、工作面斜拉油缸及底調(diào)裝置通過斜拉油缸在每次推溜后將導(dǎo)向輸送機上提，通過底調(diào)裝置可以上提下移的支架，保證設(shè)備整體不下滑。3、推移裝置及其滑道采用斜向上傾斜一定角度的非常規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計。推導(dǎo)向輸送機時自然有一個向上的分力，減少溜子下滑的可能；推移裝置在伸出達到最大行程時，推桿向下擺動達到水平狀態(tài)，因此能夠保證推桿在前后移動范圍內(nèi)始終向上或水平移動，有效的限制了輸送機向下滑動。三、解決問題的思路及途徑推移裝置采用向上傾斜一定角度的非常規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計；增設(shè)限位千斤頂，限定推桿的擺動角度。推移裝置擺動示意圖 限位千斤頂位置示意圖 三、解決

9、問題的思路及途徑究支架底調(diào)調(diào)節(jié)示意圖 前、后調(diào)架千斤頂同時動作（整體調(diào)架）示意圖 后調(diào)架千斤頂伸出（后調(diào)）示意圖三、解決問題的思路及途徑(四）工作面設(shè)備整體配套技術(shù)； 1、研制了導(dǎo)向連接系統(tǒng)。為實現(xiàn)急傾斜綜采設(shè)備推移、拉架、采煤機導(dǎo)向等功能，研制了SJD/1630-X型急傾斜導(dǎo)向連接系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)的工作面刮板輸送機，解決了采煤機導(dǎo)向、整體推移、拉架、電纜拖移及煤層底板推移的問題。三、解決問題的思路及途徑2、采煤機研究； 采用內(nèi)嵌式采煤機，為了減小端面距，研制了內(nèi)嵌式截割部，把螺旋滾筒嵌入截割部后端內(nèi)側(cè)，減小采煤機整機寬度，同時解決了采煤機重心向煤壁傾斜的問題。 三、解決問題的思路及途徑采用整體

10、鑄造結(jié)構(gòu)，為了保證牽引機構(gòu)整體的剛度，結(jié)構(gòu)上殼體采用整體鑄造，有效避免以往采煤機對接螺栓松動問題。牽引機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 三、解決問題的思路及途徑行走系統(tǒng)中采用復(fù)合曲線行走輪替代現(xiàn)有的擺線行走輪，提高了使用壽命 。為了解決采煤機下滑問題，上下行走減速箱都裝上大制動扭矩的液壓制動器。液壓制動器示意圖三、解決問題的思路及途徑采煤機強制潤滑技術(shù)。為了解決急傾斜煤層中，截割部高位的齒輪和軸承潤滑效果差的問題，在截割部上增設(shè)了強制潤滑油泵，實現(xiàn)了強制潤滑的目的。管路連接示意圖三、解決問題的思路及途徑3、采用適用于急傾斜綜采的異形掩護式液壓支架設(shè)置斜拉千斤頂防導(dǎo)向系統(tǒng)下滑 支架頂梁設(shè)防倒千斤頂，底座設(shè)前后防滑

11、裝置；在工作面下端設(shè)置2組排頭架，每組3架，排頭架相互聯(lián)接形成一個整體，增強防倒、防滑能力，解決設(shè)備關(guān)鍵部位的防倒、防滑問題，支架頂梁前端采用伸縮梁，及時支護頂板。增大了底座面積，最大限度減少導(dǎo)向裝置與支架底座之間底板暴露面積，實現(xiàn)了及時護底。三、解決問題的思路及途徑伸縮梁示意圖 三、解決問題的思路及途徑支架底座結(jié)構(gòu)示意圖三、解決問題的思路及途徑4、研制了防滑絞車和自動卷纜機。急傾斜工作面中，人工拖拉采煤機電纜，工作難度大，安全威脅大。為了解決這一難題，研制了采煤機電纜自動卷纜機，實現(xiàn)采煤機與電纜運行同步，電纜自動拖移，無人看護。三、急傾斜薄煤層俯偽斜綜采裝備研究變頻同步安全絞車示意圖三、解決

12、問題的思路及途徑5、采用工作面自動控制技術(shù)。實現(xiàn)了采煤工序兩端平滑過渡自動斜切進刀、擋矸裝置隨采煤機割煤自動開啟與關(guān)閉、伸縮梁隨采煤機割煤自動伸出、導(dǎo)向連接系統(tǒng)整體推移和上調(diào)等，實現(xiàn)了少人工作面。四、現(xiàn)場試驗情況逢春煤礦先后于2011年、2013年進行了兩次綜采試驗。2015年122017年3月在逢春煤礦S2611工作面進行工業(yè)性試驗并取得了顯著效果，2017年5月完成N2721急傾斜薄煤層俯偽斜綜采工作面安裝并正?；夭伞＃ㄒ唬┕I(yè)性試驗工作面參數(shù)S2611工作面采用俯偽斜走向走向長臂采煤法，俯偽斜角度51。工作面采高為1.1m。傾斜長度84.36m，走向長度498m。（二）勞動組織工作面實行“兩采一準”作業(yè)方式，兩班生產(chǎn)，一班檢修。全隊定員45人。工作面割煤機往返割煤，截深0.6m，工作面支架及輸送機推移步距均為0.6m。五、試驗取得的成果2015年12月-2017年3月，S2611工作面累計推進498米，最高日進度2.4米，最高月進度55米?；夭晒ばв?.2t/工提高到8t/工，工作面