缩小堆煤空间提高综放工作面顶煤回收率

李俊杰

（晋城煤业集团 成庄矿，山西 晋城 048021）

缩小堆煤空间提高综放工作面顶煤回收率

李俊杰

（晋城煤业集团 成庄矿，山西 晋城 048021）

系统地分析了综采放顶煤工作面煤炭损失，提出了通过缩小堆煤空间的方法来提高综采放顶煤工作面顶煤回收率，总结分析了其在成庄煤矿应用效果和成功经验。

综放工作面；顶煤；回收率；技术途径

我国自推广综放开采以来，平均回采率为79%，较高的在85%以上，较低的在80%以下，约有半数综放工作面的回采率在80%～85%之间，仅有25%左右的综放工作面回采率达到85%～89%，仍有26.1%的综放工作面回采率低于80%，其中尚有14.4%的综放工作面回采率低于75%，表明提高综放工作面回采率的工作仍是综放开采技术管理工作的重要内容。而采空区顶煤损失约占工作面煤炭可采量的5%以上，占工作面煤炭总损失量的64.5%，是工作面煤炭损失的主要问题。为此，因此进一步提高顶煤回收率是煤矿企业综放开采所面临的最主要问题。

1 综放开采煤炭损失分析

低位综放开采工艺的回收率能否进一步提高，一直是煤矿的重点研究课题。近几年的研究结果表明，长壁综放工作面的煤炭损失主要由三个方面构成：一是工作面的初采和末采期间，由于不能放煤或不能充分放煤而引起的损失；二是工作面两端过渡支架和排头支架不能放煤而引起的损失；三是放煤工艺等引起的采空区顶煤损失。

目前成庄矿所采用的就是综采放顶煤开采技术，对于第一方面的煤炭损失，通过采取将切眼沿采空区边缘或断层线布置、双切眼布置、对切眼上方顶(板)煤进行预爆破处理和沿底收尾、尽可能缩短铺网距离来缩小末采不放煤距离等措施，已初步得以解决，并通过优化工作面设计，使其在煤炭损失构成中的比例进一步减小。对于第二方面的煤炭损失，通过改进支架设计，调整工作面三机配套(输送机电机垂直布置，降低机头机尾高度和控制宽度)等措施的应用，该部分的煤炭损失量也已有所降低。对第三方面的煤炭损失，虽采取了确定合理的放煤步距、放煤工艺和合理的采放比等措施，但工艺引起的采空区顶煤损失一直没有得到有效解决。

2 成庄矿提高综放工作面顶煤回收率的主要技术及实施

设计开发一套有效缩小后溜后部空间的装置，能够做到制造加工简单，安装简便，使用中不影响正常的生产作业，维修更换容易，搬家转运方便，能够尽量多的回收到顶煤，从而创造出可观的经济效益；在提高顶煤回收率的前提下，不会对原来的生产工艺产生不利影响。

2.1 设计装置遵循的原则

重量轻，在单个溜槽上安装一套缩小堆煤空间的装置所增加的重量不大于100kg；和原设备配合好，全套缩小堆煤空间的装置在使用过程中不产生干涉，不会造成影响正常生产的情况发生，不额外增加动力源，运行可靠；制造简单，性价比高，原料来源广，制造费用低；效率高，全套缩小堆煤空间的装置所提高的回采率将在2%～3%。

2.2 缩小堆煤空间装置的设计和使用

首先从连接方式上着手，解决皮带部分与后溜的连接强度和适应性问题。结合4308面后溜与拉后溜千斤的连接方式，经过多次试验、变形与改进，确定了在后溜槽帮上焊接两个链槽（见图1），皮带部分通过一个双环链（链环规格φ30×108）与链槽连接，达到以下目的：第一，链槽是焊接在后溜槽帮上的，而且链槽与后溜的材质相同，确保了焊接的可靠性；第二，链槽通过变形后，尺寸较原来的小很多，并且与皮带部分的连接只有两个环，保证了顶煤回收装置拖在采空区的长度不超过1 m，与放煤步距相当；第三，链槽与圆环链的联接方式属于软联接，在工作面出现起伏、后溜发生弯曲的情况下都有很强的适应性，不会频繁出现失效的情况。

对于使用装置中的易损件收煤皮带（见图2），根据成庄矿现有皮带的型号，选定了PVG2000S型皮带，带宽1 400 mm（与后溜槽宽度1 503 mm相近），并且有大量更换下来的废皮带，这就为制造收煤皮带提供了充足的原料并且降低了制造成本。收煤皮带形式，见图2。

用于收煤皮带的夹板由16 mm厚钢板制造，并且在与皮带的接触面上通过点上不规则的密集焊点以增大与皮带的摩擦力，从而减小了由螺杆提供给皮带的拉力，提高了皮带的使用寿命。夹板与皮带的紧固联接是使用两排呈错位布置的15条m20×100螺栓（配用m20防松螺母），并且螺栓由下往上穿，避免防松螺母磨损导致皮带脱落。

2.3 装置的使用工艺特点

链槽采用整体铸造成型，焊接在后溜槽帮上，整体强度极高（与溜槽相当）；夹板是选用16 mm厚钢板制造，在进入正常使用后夹板被煤覆盖，大块矸、炭不会对夹板造成直接冲击，因此夹板也不容易损坏。

收煤皮带与夹板在地面组装好，整体下井安装，方法如下：将圆环链插入链槽，再将一根销穿过圆环链，装上挡圈和开口销即可完成。安装工艺简单。

整个回收装置的井下维护量基本上只有更换收煤皮带，损坏的收煤皮带连同夹板一起上井进行更换皮带和螺栓，不出现人员进入尾梁维修的情况，一是考虑到安全问题，二是井下作业环境限制。

整个装置初期投入较大，但后期基本上只有螺栓、皮带等易损件更换所产生的费用，并且兼顾了修旧利废（皮带是报废皮带、圆环链来自SGZ764/630刮板输送机淘汰下来的大链）。

图1 后溜槽帮设计示意图

图2 易损收煤皮带设计示意图

2.4 使用回收装置效果

成庄矿在2320、4305工作面安装使用顶煤回收装置开始回采，在同一阶段内，与处于正常回采的 2316、3305、3309、4308、5303 五个综放工作面进行比较，由于这五个工作面都采用放顶煤工艺，采高均为6 m，具有可比性。我们比较了如下两个数据：一是从试采到走出切眼的时间内的单位进尺煤量；二是正常回采的单位进尺煤量。

通过计算，2320和4305面的单位进尺煤量平均水平较其他五个面的平均水平高出0.2655t，换句话说，一个走向长度200 m的面，每推进1 000 m，采用缩小堆煤空间装置要比不采用的时候多出53100 t煤。2008年，成庄矿五个放顶煤工作面切眼的平均长度191m，进尺共4258.72m，如果将顶煤回收装置普及到所有五个放顶煤工作面，按照目前的效率将多出21.59万t煤，提高回收率2.57%。该装置在回采工作面使用效果明显，为成庄矿区的综放工作面开采提供了一个新的途径。

3 结论

通过对采用缩小堆煤空间的装置提高顶煤回收率的实践和探索，可以有效提高顶煤综放工作面顶煤回收率。在实际生产中，应根据具体条件适当调整其工艺参数，以取得最佳效果。

[1]孟宪锐，李建民.现代放顶煤开采技术理论与实用技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001．

[2]贾光胜，樊运策.综放开采顶煤冒放性研究[A].第二届全国放顶煤开采理论与实践研讨会论文集[C].1995.

[3]樊运策.综放开采技术概论[A].放顶煤开采技术研究中心.综放开采技术研讨会[C].1993.

Shrinking Coal Stack Space to Increase Recovery Rate of Roof Coal

LI Jun-jie
(Chengzhuang Mine,Ji ncheng CoalGroup,Ji ncheng Shanxi048021,Chi na)

In the light of perspectives and approaches fromsystemengineering, large-scale system construction and its procedure of ten-million-ton mine are discussed. The paper not only proposes the construction range,but also presents systemanalysis procedures

ten-million-ton;large-scale system;construction

TD823.9

A

1672-5050（2010）12-0070-03

编辑：刘新光

2010-09-27

李俊杰（1971—），男，山西襄垣人，本科，工程师，从事煤矿采掘技术工作。