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含夹矸薄煤层机械化开采工艺设计应用

2019/09/20 阅读:

摘要:本文首先对含夹矸薄煤层特征与有关开采方法展开论述,并探讨含夹矸薄煤层综合机械化开采工艺设计优化及应用方法,希望能起到抛砖引玉的作用。

关键词:含夹矸薄煤层;综合机械化;开采;工艺设计

相较于厚煤层开采技术而言,当前国内的薄煤层开采技术仍有较大进步空间,而且在开采薄煤层时也出现开采盲目、管理粗放等情况,导致不必要的煤炭资源浪费。所以必须要采取有效措施来提高薄煤层采出率以及生产效率的提升。

1含夹矸薄煤层特征与有关开采方法

通常而言,薄煤层主要指的是厚度不超过1.3m的煤层,该类煤层具有储藏量巨大、质量优良等特点。不过在具体开采该类煤层过程中对技术有着较高要求,且开采效率不高,如果在实际开采时采取盲目冒进的方式来实施作业则极易会引发各种生态问题,一方面会使得开采效率下降,一方面还会影响到资源利用效率。这几年来我国科技水准不断提高,并且在很大程度上改善了煤矿薄煤层工艺,使得产煤量有所增加。而含夹矸薄煤层主要指的是有夹矸存在于所开采的煤层当中,如若遇到该类煤层往往会影响到采煤作业的开展,所以要求工作人员能够根据实际特征来确定有效的采煤技术。如果采取普通的炮采法,则实际作业量巨大,且生产效率不高,对采煤效率产生较大影响。而且因为相较于普通煤层来说,含夹矸薄煤层厚度大,而且生产条件复杂,会对采煤作业计划的执行造成许多困难。而结合薄煤层生产特征能够发现将长臂工作面的自动化水平提高能够有效确保含夹矸薄煤层开采的效率,并且具有劳动强度小、采煤效率高、机械化程度高等优势。

2含夹矸薄煤层综合机械化开采工艺设计优化及应用措施

2.1优化与创新装煤工序

通常是利用工作面的刮板输送机来输运采煤工作面的煤炭,通过集中输送机前后的煤炭到输送机上来完成装煤作业。而炮采工作面有着极大的作业强度,其中攉煤工序耗时极长,其占据了整体炮采工作面循环时间的1/2。所以为了有效解决该类问题,需要对装煤工序进行优化与创新,降低装煤劳动强度以及时间,进而实现生产效率以及煤炭回收率的提升。具体可从以下几方面着手:

2.1.1输送机后挡装工艺输送机后煤指的是完成爆破后,爆破力抛掷到输送机后部的煤炭,并将其挡入到输送机内来达到挡装的效果。而要想有效进行挡装,第一需要合理选用可以将煤挡住的挡煤板,该类板要求弹性与强度良好,不但能够将煤挡住,而且在遭到炮击后可以及时恢复形状。而经过大量实践发现,废旧胶带是一个较好的选择,其不但方便实用,而且价格较低。将其分别设置于挡煤板的上下部位,稳固连接刮板输送机后护管架和挡煤板底部,围绕着下挡煤板,根据采高来实现上挡煤板上下调节,上部与顶板接触,挡煤板后部以支柱为牢固支撑点。采取圆环链来连接与紧固挡煤板,防止因为在炮击力的影响下发生变形,从而影响到操作的顺利进行。在爆破工作面过程中运用起挡住冲往输送机后部的煤,让其能够进入到输送机内。

2.1.2输送机前煤铲装工艺输送机前煤主要指的是完成爆破后有输送机至煤壁间的煤对于该类煤则能够采用装煤设备来将其运送至机内,或是将其装置于输送机后的推移千斤顶让输送机往前移动,运用煤的自然堆积角来挤煤至输送机内从而达到铲装煤的效果。然而在进行铲桩过程中往往会产生输送机上漂与钻底等问题,在向前移动过程中弯曲剧烈,严重的还有脱节的现象发生。还有就是大大增加了输送机的运转阻力。而要想有效解决以上问题,笔者认为可以对其铲桩工艺进行以下改进:

2.1.3铲煤板保持刮板输送机槽帮与铲煤板具有相同高度,且铲煤板长度和刮板输送机一节长度相等,垂直方向上中心线以上为45°,以下则为30°,使用圆弧形状来实现中间部位的过滤,铲煤板下插角1-2°,将原有三角形结构更改。具体铲煤板示意图详见图1。采取该种做法的目的在于能够在铲煤环节让铲煤板所受阻力的合理位于中心线以上,形成和后部千斤顶力矩反方向的力矩,从而实现力矩平衡,将扎底力降低。而且铲煤板下部铲角减小,使得其实际铲入阻力有所降低。

2.2刮板输送机

采用SGW-150型刮板输送机在工作面中,能够保持之前刮板输送机的宽度相同,将其厚度加大,采用直径为22mm的链条来替代以往的16mm,采用75kw的电动机,能够将以往输送机输送效果差、难以启动放炮挡煤输送机等问题进行有效解决。除此之外,可以使用轴销连接刮板输送机以避免在前移刮板输送机时出现脱节的情况,同时还可对刮板输送机的端头进行优化,以实现整体输送机性能的提升。与此同时,还可封闭输送机底部,以达到传递力的平衡以及减少退役环节输送机所受阻力。

2.3增加推进铲煤装置

(1)在铲煤过程中,作业人员需要听从班长协调与指挥,切实根据铲煤推进顺序来由机尾逐步推至机头,并且在此过程中要对输送机的运行情况和拉煤梁进行密切观察,一旦有异常问题出现则必须要马上暂停铲煤并进行有效解决。(2)每次铲煤推进20m不但降低了人力成本,提升作业效率,而且还能够降低输送机的弯曲度,实现运输阻力的减小。(3)移刮板输送机过程中,需要同时使用不少于两个一刮板输送及其抽回或往前移动,避免对设备造成损坏,同时,各组均安排两人操作,其中一人负责对支护与顶板进行观察与监护,一人负责对输送机进行作业来完成铲煤工作。

2.4科学选择采煤工艺

在开展采煤作业过程中,需要能够合理确定相应的采煤工艺,明确采煤方向,确保采煤作业计划得以有效落实。首先,作业人员要能够根据具体工作面情况,分析实际煤层的走向以及特征规律没来科学采用采煤机割煤、炮采、爆破、落煤等工艺,保证能够高效开展开采作业。在选用采煤工艺过程中,通常可以选用全部塌落法与全高采煤法两种。完善采煤准备作业后,可以根据流程:采煤机割煤-机后支护-破落顶煤-装煤-运输机送煤来实施作业。在实际开采环节可以采取人机配合的方法来保证作业计划得以有效执行。

3含夹矸薄煤层机械化采煤技术的应用发展趋势

目前,通过对国内市场经济情况进行分析发现,我国对各类能源需求量不断上升,煤炭资源亦是如此。但是在进行煤炭生产计划实施时通常会出现污染环境的情况,从而严重威胁到我国的生态环境质量。所以,在这样的时代背景下,结合国内倡导的可持续发展战略要求,加大宣传与应用含夹矸薄煤层机械化采煤技术能够有利于提升煤炭开采效率以及提高其经济效益,所以在今后的发展趋势中,煤矿含夹矸薄煤层开采必定是通过提升其机械化的采煤技术来实现整体资源利用效率的提升。

4结束语

总而言之,煤炭资源作为一项重要的不可再生能源,如何提升其开采效率与质量对于我国的经济发展而言有着极为重要的意义。尤其是在煤炭资源逐步减少的时代背景下,更要重视探索与优化薄煤层的开采技术。而在薄煤层开采过程中应用含夹矸薄煤层机械化采煤技术效果显著,不但可以有效提升薄煤层的产煤量,煤炭的开采数量,而且还能减少了工作人员的劳动强度,有利于工作面作业环境的改善以及煤炭企业效益的提高,所以做好该项工艺的设计优化与应用工作有着极为积极的现实意义。

参考文献

[1]白志龙.含夹矸薄煤层机械化采煤技术实践探究[J].机械管理开发,2017,32(6):92-94.

[2]张伟伟,李红斌.综采技术在厚夹矸薄煤层中的应用[J].中州煤炭,2016(5):75-78.

作者:马计保 单位:阳煤集团寿阳开元矿业有限责任公司

含夹矸薄煤层机械化开采工艺设计应用

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