综放工作面提高回收率的途径
阳方口矿业有限责任公司石湖煤矿从2004年以来进行了改扩建,淘汰落后的采煤方法,首先在2#层上马第一个综采工作面,试采取得成功。2007年2月在5#层上马一套综放工作面,经过五个月的回采,采用科学、合理的放煤步距和放煤方式,使资源回收率大大提高,为该矿的顺利完成全年生产任务奠定了坚实基础。 一、工作面概况及煤层顶底板 1、工作面概况 51001工作面东与井田边界线留设20米保安煤柱,西为采区三条下山巷,南为大运二级路,北为末开采的51002工作面。相对地面垂深200-240m,走向长度580m,倾斜长度120m。 2、煤层及顶底板情况 煤层厚度11.2m,煤层结构简单,煤层倾角7°。煤层稳定,伪顶砂质泥岩,厚0.3m,灰白色。直接顶碳质泥岩,厚1.85m,老顶粗砂岩,厚12.89m,灰白色,以石英为主。直接底砂质泥岩1.98m,黑色,含碳质、性脆。老底泥岩和砂岩厚5.6m,灰色或灰黑色。 二、采煤方法和回采工艺 1、采煤方法 该面采用后退式走向长壁采煤法,采煤机割煤高度为2.8m,放煤高度为8.4m,采放比为1:3,工作面采用ZF4000/19/30型低位放顶煤支架支护顶板;采煤机MGl50/375一W型,端头斜切进刀,双向割煤,往返一次进两刀;工作面前部刮板输送机SGZ--- 630/264,后部输送机SGZ---764/400将放落的煤运至机巷,机巷使用转载机和皮带将煤运出工作面。 2、回采工艺 头部斜切进刀→采煤机向尾部割煤→移架→推前部溜→拉后部溜→尾部斜切进刀→采煤机向头部割煤→移架→推前部溜→放顶煤 三、顶煤移动在顶板初次冒落前后的特征 1、顶板初次冒落前 在推进过程中,随着采空的加宽,顶煤冒落呈梯型向高处发展,直至顶煤全部冒落。工作面继续推进,顶板悬顶距增加到一定程度,顶板发生初次冒落。 顶煤冒高是逐渐增加的,顶板初落前,顶煤悬顶距较大,使大量顶煤冒落时滞留于安息角下边而无法收回。顶煤最大悬顶距约9.3m,工作面推进距切眼37m左右顶煤冒落发展到顶板,继续推进约13m,顶板才初次冒落。从工作面开切眼到顶板的初次冒落,冒落角54.8°增加到60.5°。冒高到13m,工作面回采率升高到79% 2、顶板初次冒落后 根据悬移支架放顶煤,顶板初次冒落后,顶煤冒落达到充分,支架上方已全面破裂破坏的煤块,在移架时因失去支承便大自重力作用下在顶梁末端或稍靠前不远处冒落下来,顶煤冒落角均在60~70°之间,按实际每刀进尺0.6m,裂缝间距为1.2—1.7m左右,即顶煤的冒落周期步距为1.2~1.7m,顶煤安息角在40-~45°之间。伪顶随着顶煤的跨落而跨落,直接顶初次垮落步距为1 2.4m,二、三、四次垮落步距均为3.6m,老顶初次跨落步距为37.5m。 3、为了提前放煤,减少资源损失,提前老顶初次来压,在推帮5m时,在前探梁间隙处,垂直顶板进行打孔,直至老顶,装药爆破,使老顶断裂,缩短老顶初次跨落步距,推至7m左右时,开始放煤,提高顶煤回收率。 四、放煤步距、放煤方式 1、放煤步距 根据采高及放煤高度,割煤机截深,经验公式 D=(0.15---0.2)h D——放煤步距 h—放煤高度,可近似取顶煤高度,m 放煤步距取1.2m,即两采一放。 2、放煤方式 根据本矿实际情况,放煤时有块煤出现,参考邻近矿的放煤经验放顶理论,确定双轮间隔放煤,这样有利于顶煤均匀沉降,提高放煤回采率。 51001工作面逐月产量及回采率表 月份 2 3 4 5 6 合计 产量(吨) 17120 80264 72058 52899 62600 284941 回采率% 74.8 84.9 77.2 85.1 76.0 79.6 五、顶煤松散分析 石湖煤矿5#煤质硬,悬移支架放顶煤主要原因是顶煤不能压碎,块煤大,导致资源浪费。外出学习经验,进行模拟试验,发现顶煤冒落后散体煤松散程度是不同的,越往下,煤的松散系数越大,这说明顶煤冒落后,接近顶板的煤不易破碎。 六、采煤工作面单产计算 采用三·八作业,两班生产,每班两一放,一班检修 工作面班产量计算 割煤A1=NLSYCH 式中:L—工作面长度,120m S—截深,0.6m C—工作面回采率95% N—采煤机日进刀数2 Y—煤的视密度1.47ffm3 H—割煤高度2.8m A=NLSYCH=2X120X0.6Xl.47X95%X2.8=563t 放煤A2=NHLSCY C——工作面回采率79.6% h—每次放煤总厚度8.4m A2=NhLSCY=2*8.4*117*0.6*l.47*79.6%=1380t 班产量A=A1+A2=563+1380=1943t 每月按25天计算,月产量9.5万吨