关键词:揭煤压力鉴定
内容概述:
一、巷道概况
1、工程概况:巷道生根于回风暗斜井(在72煤层顶板岩层内,距72煤107m),按3‰下坡施工1110m改为按15°下山施工至-720m高程(在82煤层底板岩层内,距82煤约15m),再按0.003‰下坡施工与83下采区回风下山贯通。
2、揭煤点:巷道变15°下山施工后约192m揭72煤,标高为-677m,然后再施工约77m将揭82煤,标高为-698m。
二、煤层情况
巷道掘进至H38点前98m已施工地质探查孔。根据探查结果,结合勘探资料查明:该处72煤厚平均5.17m,结构复杂,含一层0.4m左右的碳质泥岩夹矸,为较稳定煤层。72煤层直接顶板以泥岩为主,此处泥岩厚达12m,其上为细砂岩;直接底板一般为3m左右的泥岩,中间夹一道0.4m左右厚的煤线,老底为粉砂岩。
三、测压钻孔布置方案
由于该区域地质构造复杂,岩层受断层及岩性影响,导富水较强,砂岩水水压约0.8MPa,加上受爆破松动及围岩松动圈的影响,围岩裂隙更为发育,传统的测压方式很难保证测压室密闭及不受岩层水侵入,给测压带来了更大的困难。分别在H32点前135m、变坡点前67m、变坡点前97m的巷帮钻场内施工测压钻孔,受到岩层水、裂隙的影响都未能测出瓦斯压力。
为准确测定72煤层瓦斯压力,总结了失败的教训,采用“富水、破碎顶板下向钻孔煤层瓦斯压力测定方法”,优化钻孔设计、改变注浆封孔工艺、加强现场管理,在H28点前28m(法距12m)钻场内成功测出了72煤层瓦斯压力最大0.38MPa,为揭煤的瓦斯治理措施提供了科学依据。
具体方法及技术要求,如下:
(一)准确控制煤层位置
在巷道掘进至变坡点前84m,与72煤法距约15m,施工了地质探查钻孔,控制巷道顶板不小于7m、两侧不小于15m、底板不小于5m的范围,准确的控制了煤层与巷道的空间关系及煤层赋存形态。
(二)测压钻场位置
根据地质探查资料结合勘探资料分析,把测压钻场布置在煤层法距12m,无断层、构造不发育的范围内,最大限度的减少地质构造、法距对测压孔的影响。
(三)注浆钻孔施工工艺及要求
1、注浆孔参数
为充填底板至煤层顶板的构造裂隙和爆破松动裂隙,堵住岩层水,在测压孔周围1m范围内布置了四个注浆钻孔,开孔直径113mm,孔深5m,下直径89mm孔口管5m(带法兰盘),孔底留0.3m间隙,孔口露出0.3m。
2、注浆孔施工步骤及要求
(1)先用木楔、棉纱、快干水泥把孔孔管固定好,再用水泥浆(水:水泥=1:1.5)加固孔口管,采用孔内注浆,将孔口管外端加上法兰盘向孔内注浆,直到孔口管外不再漏浆为止。
(2)待加固孔口管的水泥浆液凝固24~48小时后用75mm钻头扫孔到6.5m处停止钻进,退出钻杆。
(3)用注浆泵注水对孔口管做耐压试验。要求孔口管耐压8MPa,耐压稳定时间不小于10分钟。
(4)耐压试验合格方可钻进,不合格则需重新注浆加固,重新耐压实验,直至孔口管耐压试验合格。
(5)孔口管耐压实验合格后,用75mm钻头继续钻进。
(6)钻孔施工到接近煤层时停钻(距煤层约1m处),退出钻杆,不要钻入煤层。
(7)孔口管接上法兰盘,再次试压。
(8)根据钻孔大小和钻孔深度,确定注入水泥浆液的量。
(9)四个注浆孔依次施工完毕,并试压合格后,利用高压注浆泵同时向四个钻孔内注入水泥浆填满整个钻孔。注浆堵水压力不小于8MPa。水泥浆配比为,水:水玻璃:水泥=1:0.3:1.05~1:1.5。水泥浆浓度可逐渐增加,初期用清水或水泥浆冲开裂隙通道。
(四)测压钻孔施工工艺及要求
1、测压孔参数
测压孔开孔直径113mm,孔深5m,下直径89mm孔口管5m(带法兰盘),孔底留0.3m间隙,孔口露出0.3m,
2、测压孔注浆施工步骤及要求
(1)测压孔前期注浆工艺同注浆孔施工工艺,即注浆孔注浆工艺步骤(1)-(9)步。
(2)完成上述步骤后,待水泥浆充分凝固后,以原孔(轴心)为中心通过扫孔,用75mm钻头继续钻进至煤层顶板。
(3)退钻观察孔口是否有水流出或渗出30min。如果仍旧有水则重复注浆孔及测压孔注浆步骤,直至孔口不出水为止。
(4)确定堵水成功后,继续钻孔施工至穿透煤层底板0.5m终孔,防止底板岩层水。
(5)测压钻孔施工完毕,下测压管,接头经过封闭处理,防止接头漏气;用从煤层顶板1m至孔口用水泥封堵严实。
(6)测压孔封堵后24小时后,安装压力表,压力表与测压管接头经过密闭处理,压力表最大量程为煤层预计瓦斯压力的1.5倍,准确率优于1.5级,定期观测压力值,如压力变化小于0.005MPa/d,测压工作即可结束。
(五)测压钻孔测定成果
通过14天的观测,最终测出72煤瓦斯压力为0.38MPa。同时由中国矿业大学测定瓦斯含量为5.808m3/t,经区域预测揭煤区域无突出危险,节省了112个排放钻孔,约8960m,为安全顺利揭煤,提供了时空保障。
结论
1、采用“富水、破碎顶板下向钻孔煤层瓦斯压力测定”改进技术,为井下复杂地质条件下煤层瓦斯压力测定数据的准确性提供了保障;
2、有效的解决了富水、破碎顶板下向测压钻孔遇到水及因裂隙而造成的测压失败问题;
3、由于数据的准确和可靠,为揭煤时的防突技术措施制定提供了依据,在一定程度上为煤矿瓦斯治理带来了成本效益。
参考文献:
[1]国务院安委会办公室.安委办[2008]17号关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见.2008年8月.
[2]国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社,2009.
【关键词】保险中介;专业化;改革创新
一、系统概述
按照酒钢集团公司总体规划,在哈密新建年产100万吨球团车间。一期设置2座8m2竖炉和附属的配料、烘干混合、润磨、造球、辊筛、成品筛分、堆存等工艺设施,预留二期年产100万吨的位置。根据生产需要,在全厂设置自动化控制系统。
二、工艺流程描述
主原料磁铁精矿配以少量的鹏润土(粘结剂),经过烘干、混匀和润磨,变成成份均匀、水分一定的混合料。然后用圆盘造球机将其强制滚动成具有一定强度的生球。生球经筛分,均匀布入炉内进行烘干、预热、焙烧、均热和冷却,最后变成成品球团矿。整个工艺设备联系及工艺流程图如下:
三、控制系统结构
3.1控制系统产品技术说明
在综合考虑了国内外主流控制系统产品性能以及与选矿厂前期自动化产品的兼容性、扩展性,选定Rockwell的控制系统产品。
【1】PLC硬件:1756系列的ControlLogix产品;
【2】PLC主网络:冗余ControlNet网络;
【3】PLC软件:
1、RSView325000PTS开发包及运行包;
2、ControlLogix编程开发软件(含RSlinx)
3、Rsnetworx网络配置软件
3,2控制系统站点分布
根据工序不同,主要分了如下站点:
配料本地站
(配料配电室)
配料远程站
(2)#(竖炉配电室)
1#竖炉本地站
(1)#(竖炉配电室)
1#竖炉远程站
(1)#(竖炉控制室)
2#竖炉本地站
(1)#(竖炉配电室)
2#竖炉远程站
(2)#(竖炉控制室)
循环水控制站
(循环水配电室)
煤气发生控制站(煤气站配电室)
监控计算机(两台)(1#竖炉控制室)
监控计算机(两台)(2#竖炉控制室)
监视计算机(三台)(总厂调度室)
3.3控制系统网络结构
以上主网络采用冗余控制网(ControlNet)进行数据通讯,网络通讯速率快并且工作稳定;调度室内的生产工艺监控系统采用光纤以太网接入系统;小型成套设备的PLC(如液压站)采用以太网协议进行通讯。通过网关,控制系统与厂级生产管理系统(ERP)进行数据交换。
四、控制系统功能说明
控制系统实现了主要工艺参数监视;电气设备启停及联锁控制、仪表信号监视;工艺过程的画面监控、历史数据查询、各种相关信息的显示与打印等。
全厂电气设备被分为五大系统,分别可以实现手动和联锁顺序启停,并且可以实现联锁停机保护。
配料系统实现了自动配料功能,控制系统根据操作人员设定的给料成分,控制系统实现六个矿仓的自动配料,使给料系统更好的满足了后续工序的工艺要求;
关键词:大倾角;机械化开采工艺;安全管理
煤层地下走势复杂多变,尤其是大倾角煤层,是世界上公认最难开采的煤层。在二十世纪70年代,国外就针对大倾角煤层的开采技术进行研究,但一直进展缓慢。大倾角煤层在人工开采过程中,作业环境恶劣,且工人的劳动强度大,这造成了开采的效率极为低下,因此,机械化开采工艺在大倾角煤层中的应用十分必要。
1大倾角煤层的概念及其开采特征
在开采过程中,煤层的倾角影响着在开采过程中采用的办法。在我国煤炭开采技术上,根据煤层的倾角可以将煤层分为三类。第一类是缓斜煤层,这类煤层的倾斜角最大不超过25o。第二类煤层为倾斜煤层,这类煤层的倾斜角在25o到45o之间。第三类煤层是急斜煤层,这类煤层在倾斜角上不得低于45o。但是随着科技的发展,以及煤矿开采技术上机械化工艺的应用,这三类煤层的划分已经不能满足需求。根据国际划分法,煤层按倾角分可以分为4种类型,增添了大斜煤层,这个煤层的倾角在35o到55o之间。我国出现大倾角的煤层概念是在二十世纪80年代,从出现至今,大倾角煤层虽然被频繁地提出,但是对大倾角煤层的角度至今没有达到统一。因此,大部分的文献在进行介绍时,都沿用国际定义,认为大倾角煤层是倾角在35o到55o之间的煤层。根据对大倾角煤层开采过程记录,可以总结大倾角煤层走向工作面的开采特征:
(1)在大倾角煤层进行开采时,顶板的岩石会沿着工作面倾斜的方向向下滚落,在工作面上就会形成上部悬空、中部填满、下部填实的现象,这大大影响采煤工作的正常进行。
(2)工作面的底板向已成空间进行移动,且移动速度变快,这样就有可能造成工作面底板的变形甚至损坏,一旦底板受到损坏,就会导致底板失去稳定性。
(3)重力作用会导致设备在大倾斜角上下滑,这样使得整个支护系统失去平衡。
2大倾角煤层的机械化开采工艺的应用分析
大倾角煤层机械化的开采工艺是一项非常复杂的工作。因此,在进行开采之前,首先要对所开采的井田进行细致划分,然后根据划分的状况确定对井田的开采模式。一般井田的划分主要分为斜井开采、立井开采、水平开采、综合开采。这4种划分主要是根据进入地下的方式不同划分的。
2.1大倾角机械化开采技术在回采工艺中应用的分析
在回采工艺中,大倾角机械化技术主要是采用单向向下割煤法,再加上与上行跑空法进行结合,就可以组成完整的回采工艺。首先,在进行割煤时,因为煤层的倾角比较大,为了防止大块的煤矸在机械运动中滚落,砸伤操作人员,需要在工作时,在机械的上方设立支架,尤其是驾驶员的上方。驾驶员可以通过对遥控器的操作,遥控设备工作。当发生紧急状况时,可以根据情况对按钮进行直接操作。其次,在采煤的过程中,工作面的最大坡度一般在45o左右,为了保证机械不产生下滑的现象,在割煤前,要注意护帮板的收回状况,及时收回护帮板能够有效避免对顶梁的破坏。
2.2推移刮板输送机
采煤过程中,脱节是一个较为严重的问题,为了防止这个问题的出现,要时刻控制好机头和机尾的方向。这样,就可以保证机器不会向中间滑动。如果中部槽子脱节严重,有可能就会造成卡链的状况,这样不仅严重影响到设备的正常工作,还很容易威胁到工作人员的生命安全。因此,在工作过程中要保证支架与机械之间的连接能够稳定。
2.3回采的顶板管理
对顶板的管理是在煤矿回采过程中的一个难点。在大倾角的重力作用下,更增加了技术难度。因为在重力的作用下,煤壁很容易形成片帮的现象,甚至有可能产生垮落现象。尤其是在没有支护的保护作用下,这种现象发生的概率会增加,程度也相对严重。另外,在回采过程中煤壁发生垮落还会导致支架两端的距离会越来越大,长此以往,就有可能发生漏顶事故,一旦漏顶事故发生,就会造成不可估量的人员伤亡。因此,在工作中,要能够把握工作面回采的整体情况,随时注意支架两端的距离大小,做好顶板的管理。在一般情况下,上下出口的超前距离都不会超过15m。
2.4预防滚矸
在大倾角煤层的开采过程中,需要严格控制矸石在工作面上的滚动距离,保证人身安全。因此,在工作前,可以设置挡矸的措施,并且为了安全起见,还要在每15m处,再重新设置一组安全措施。而且在中间部分还需要对输送机进行固定,防止输送机的滑落。另外,在采面的倾斜方向上也需要设置挡矸栏。挡矸栏适宜选用具有柔韧性的材料,最好是钢丝制作的绳网或者是尼绒质的绳网。
3大倾角煤层在机械化开采过程中的安全管理
首先,要保证安全,提前做好采面的布置工作,这样可以保证工作面的坡度一致、保证煤炭在运输过程中的便利性,还能够保证机器设备的管理和维护上的方便,从而保证在开采过程中能够正常工作。其次,开采界面在进行向下推进时,要将上出口的位置处于倾斜状态下,这样可以有效减小设备的实际越度,最大力度地发挥采煤工艺机械化的作用。最后,还需控制好采面在上下巷之间移动时的推进速度,这样可以防止在原来的巷道出现问题时,能够保证替棚跟上推进速度,进而保证巷道出现问题后能够正常工作。但要控制好推进速度,就需要控制好在开采过程中煤层的倾斜角。
4结语
总之,在大倾角机械化开采过程中,煤层走向复杂,造成了在开采过程中的难度,机械化开采能够有效提高在开采中的效率,通过本文对大倾角煤层机械化开采工艺的研究与介绍,我们知道了在开采过程中安全管理的注意事项。因此,要想保证开采工作的正常运行,就需要严格遵守开采工艺,实现安全管理,使机械化技术在大倾角煤层开采中创造出更大的价值。
参考文献
【关键词】PLC;输煤程控系统;系统规划
在科技力量的推动下,计算机和继电器两大控制技术得以相互渗透和融合,从而催生了新型电器控制装置PLC,这无疑为工业控制领域带来了革命性的飞跃,进而促使其在输煤程控中有了用武之地,实践表明,不仅有助于提高输煤程控系统的可靠性,且在一定程度上增加了企业综合效益。故下面就PLC在输煤程控中的应用加以重点分析。
1.基于PLC的输煤程控系统概述
输煤系统主要涉及卸煤、堆煤、上煤、配煤等关键环节,其先经火车、汽车、轮船等工具和卸煤设备将原煤运输、卸载至储煤站,然后利用输煤皮带将其送至原煤仓,并借助碎煤设备、筛煤设备、电子皮带秤等筛分、计量煤质,待其达到使用要求后,经上煤系统将其有规律、有顺序的分配至机组受煤仓中[1]。由此可知,与之对应的输煤程控系统工艺流程复杂,涉及诸多设备,加之作业环境相对恶劣,易受干扰,对系统的可靠性、自动化水平有着很高的要求,故基于PLC的输煤程控系统应运而生。
基于PLC的输煤程控通常囊括了上煤程控、配煤程控、上位机监控,其中PLC为其控制主站,配以多个远程I/O站和从站,且上位机具有完善的监控网络,人机界面可用于采集、显示实时数据,并加以处理和存储,甚至可以根据用户实际需求进行灵活设计,从而将系统概貌、卸煤、上煤、配煤、设备检修、报警等监控信息完整的呈现出来,便于及时发现、解决故障,确保系统可靠运行。相对而言,该系统简单可靠、功能完备、便于管理、易于扩展[2]。下面结合实例就PLC在输煤程控中的具体应用加以阐述和分析。
2.PLC在输煤程控中的应用
2.1PLC输煤程控系统规划
PLC输煤程控系统规划不仅要立足企业实际,更要遵循一定的控制原则,如在上煤系统控制中,当下达停止指令后,主设备应以顺煤流方向予以延时顺序停止;在配煤系统控制中,应注意优先进行低煤位配煤等,概括的讲,就是要求整个系统科学合理、可行高效、经济可靠。如某电厂(2*300MW)输煤程控系统就是以输煤工艺和程控要求等为重要参考作了合理的规划,即结合PLC程控和监控系统用于控制、监视输煤系统,以期使其可靠、稳定运行。其中用于监视设备工况的工业电视监控,可经连接PLC程控实现快速获取实时信息和定位故障,进而便捷系统操作和维护。
2.2PLC输煤程控系统布置
一是输煤程控的核心-PLC程控,经综合考量后采用了两级控制模式,其中上位机为工控机,下位机为PLC系统,且均为双机热备方式,以防因一方出现死机或故障而影响系统正常运行。
具体来说,该系统设有2台工控机,分别负责操作和监视程控,系统软件和人机接口分别为WindowsNT4.0和RSView32;PLC系统除本地站外,还在控制室、煤仓层、油泵房分别设有5个、3个、2个远程站(主要有数字量输入与输出、模拟量输入与输出模块),并分别采用屏蔽同轴电缆和双绞线实现上位机与下位机、远程站与本地站之间的通讯[3];同时沿皮带两侧分别设计了两级防水皮带跑偏和事故拉绳开关,配以位置得当、数量合适的速度开关、断带保护、纵向撕裂保护、堵煤发生器、声波料位计和高料位开关等装置。
二是监控系统设计,其采用的是矩阵切换箱系统,但也是基于上下位机的两级控制模式,并经串行口完成切换箱与工控机(上位机)之间的通讯;同时针对矩阵切换箱设计了可扩展的电源、中央、控制码、输入、输出等模块,为获取全方位而实时的监控信息,在生产现场布置了数量合适、配有防护罩的彩色摄像机,在监控室中则布置了相应的彩色电视机和四画面分割器,但其中的云台转动、变焦镜头调焦等均由控制室计算机结合PLC控制。
2.3PLC输煤程控系统运行
为进一步确保PLC输煤程控系统能够运行可靠、高效而稳定,故对其运行方式作了如下设计:首先是输煤系统控制,其一般涉及自动程序、就地手动和远方手动三种运行方式,但该系统中主要采用了以自动程序为主,以远方手动为辅的运行模式,以此确保运煤路径合适而完整,但在进行自动启动操作时,还应保证所有信号允许启动且预启显示成功;然后是配煤系统控制,其运行方式通常包括自动配煤、就地手动以及远方手动配煤,经科学分析后,采用了以自动配煤为主、远方手动配煤为辅的运行模式,其中自动配煤要求先配一定数量的煤给低煤位,待不存在低煤位后进行顺序配煤[4];同时每个子系统设备的运行状态均会醒目而明确的呈现在CRT中,以便操作员及时、便捷、正确的查询数据和报警管理;最后是联锁系统控制,在此基于对电动三通位置的分析,要求其沿着逆煤流方向先启动最后一条皮带,待第一条皮带也启动后进行供煤,且在启动每条皮带前严格响铃30s,而在停运时则要沿着顺煤流方向依次停止第一台供煤设备直至最后一台,但要注意余煤清除到位,停机命令延时时间准确,并另外延时停止除铁器、碎煤机运行。
图1PLC程控系统结构
该电厂的PLC输煤程控系统子投运以来,呈现出性能良好、功能强大、运行稳定、维护简便等特点,对电厂安全生产和经济发展起到了积极的促进作用,故应用效果理想,而且相信随着PLC技术的日趋成熟和完善,其应用价值会持续提高,应用范围也会不断扩大。
3.结束语
总之,PLC在输煤程控中的应用是输煤程控发展的现实需求和必然选择,因此在输煤程控对自动化系统提出更高要求的今天,必须加大对PLC的研究力度,以期使其功能更强大,性能更优异,可靠性更强,以此为输煤程控乃至整个工业自动化控制领域的提供更为可靠、完善的服务。
【参考文献】
[1]刘秋振.PLC在煤化工输煤程控系统中的应用[J].石油化工自动化,2012(13).
[2]赵小聪.西门子PLC在电厂输煤程控系统中的应用[J].技术研究,2010(23).
关键词:急倾斜煤层;综合机械化;实验与研究
一、矿井概况
重庆市松藻煤电有限责任公司逢春煤矿位于松藻矿区东南部,处于渝黔省市交界附近,行政区划属重庆市綦江区石壕镇。始建于1983年1月,开拓方式为平硐、斜井混合式开拓,1986年8月投产;矿区北以后溪河为界与同华煤矿毗邻,南以两河口河为界与张狮坝井田相邻,东以茅口组灰岩为界,西以羊叉河和石壕煤矿相邻,走向长13.1Km,倾斜宽0.6~1.9Km,矿区面积10.4058Km2;该矿井设计划分为+525m以上水平、+525~+230m水平和+230~-150m水平三个水平,其中+525m以上水平大部已开采,+525~+230m水平从2011年进行初采,+230~-150m水平还未开采;矿井设计生产能力45万吨,核定生产能力45万吨,开采M6-3、M7-2、M8、M11煤层,开采标高:由1000m至-150m。
二、地质概况
2.1该矿区地质概述
该矿区位置在箭头垭背斜北西翼上的三、四级构造上,井田内主要断层,呈“X”形态展布,且大都破坏煤层,北部断层较少,断层多集中在高石坎至老罗顶一带,主要有三组断裂:一组为NW-SE向,一组为NE-SW向,一组为近SE向。井田内共发现断层40条,其中,出露地表20条,隐伏式20条,逆断层34条,平移断层2条,正断层4条,切煤断层27条,不切煤断层13条;切煤断层落差≥30m的7条,落差30~20m的5条,落差<20m的28条,影响延伸水平煤层较大。
2.2、S11022试验工作面地质概况
该工作面上部M10、M11煤层未布置工作面;上覆M8煤层(对应+712S11022上顺槽N段36m)、M7-2煤层(对应+712S11022上顺槽N段80.5m)、M6-3煤层均已回采,下覆M11煤层均未布置工作面;下部M10、M11煤层均未布置工作面。工作面地质情况基本参数
走向长倾斜长面积采高煤厚倾角可采储量煤层生产能力可采期
(m)(m)(m?)(m)(m)(度)(t)(t/m2)(月)
175~19732-3563331.150.24-1.260-73112881.785
18634.050.865
三、试验理由
由于该矿是急倾斜薄煤层,员工劳动强度大,效率差,采煤安全系数也不高,极不适应该矿的发展,要提高该矿煤炭开采安全系数,提高劳动效率,减轻劳动强度,必须攻克急倾斜薄煤层综采技术难题,为矿井的可持续发展提供必要的技术支撑保障。
四、试验工作面井巷布置
S11022工作面布置在+670m水平S2~S3区段,上顺槽位于+670m~+712mS2抬高石门以南175m,下顺槽位于+670mS3皮带石门与+670mS3平石门之间,开切斜巷位于670mS3皮带石门以北28m处开口,全长42m,伪斜角53?,层面角60?。
五、安装工艺
施工组织顺序及安装工程量:S11022开切斜巷由3m宽刷为6.5m宽工作面上巷安全出口布置布置支架运输通道形成运输动力、信日系统支架安装地点的采场布置安装支架安装工作面运输机机尾、中部槽(安一架支架就对应安装一块工作面运输机中部槽及底链并把支架和运输机中部槽对应连接好)支架安装完后全面完成工作面运输机面链、机头等,保证运输机正常运行在工作面机尾安装工作面采煤机完善工作面及上下巷相关设施、附件等;工作面液压支架19架、刮板运输机中部槽20块加机头面尾及附件、割煤机一台及附件、上顺槽安全出口处2架端头支架及两台变频绞车。
六、回采工艺
S11022工作面采用俯伪斜走向长壁采煤法回采,综合机械化工艺落煤;回采工艺流程:安全检查割煤端头支护远距离分次拉架整体推溜。
七、试验效果
7.1.S11022工作面采机及其牵引绞车、变频器,上安全出口两架排头支架及其附件的安装在2011年12月18日得以试车成功,未出现一起失误,使其设备功能得以基本实现。
7.2.S11022急倾斜综采工作面于2011年12月19日早班开始割煤,至2012年2月下旬,上顺槽推进10m,下顺槽推进9.5m。
7.3.在急倾斜综采工作面大型设备首次安装中,由于安装方案合理,支护有效,管理到位,安装期间未发生安全事故,实现了安全生产。
八、试验中存在的问题
8.1、该工作面煤层底板为砂质泥岩,质软,遇水膨胀变软垮塌,造成支架空底面积较大易垮塌,导致底板不平,刮板运输机不能接实底板,工作面采高超过液压支架支护高度,接顶不实,目前支架下面背迫采用铺垫木料,因而支架没能建立起良好接顶以至达到的初撑力和工作阻力,也就没能实现支架和溜子防止下滑的目的。后经采取措施:安装防滑油缸及在上顺槽安装硐室绕道内施工锚桩固定264溜子链条配合千斤顶拉住工作面液压支架后,仍难以控制下滑趋势。
8.2、液压支架的防滑油缸设计没能起到防滑的作用。后采取支架的防倒防滑千斤顶加外拉千斤来防溜子的下滑;液压支架、采机、刮板运输机等三机配套尺寸存在一定问题,回采中多次发生采机和液压支架擦挂现象,对设备运行影响较大,采高难对控制,割煤后顶板不平,拉架困难,曾两次对液压支架探梁进行切割。
8.3、工作面刮板运输机强度较低,支架拉好后在推溜中推溜杆下坠,导致推溜杆与溜扳的连接耳焊缝脱落,采机导向杆因采机割煤震动变形断裂;由于底板矸石垮落造成支架与支架之间底座高度不一致,在调整支架向上移动时,底调油缸受力挤压变形,有断裂现象出现。
8.4、随着工作面的推进,采空区后方矸石堆积,导致支架负荷增大,液压支架底座向上拉不动。底调千斤顶和侧护千斤顶油缸直径偏小,推力太小;对工作面采用伪斜布置的支架设计,拉架时采空区矸石从架间的防护没有设计到位,目前使用起有采空区矸石窜入煤壁,有一定的安全威胁。
8.5、由于该项技术还没有先例,具有一定的难度,再加上员工的操作是摸索前行,所以在某些方面没能达到该设备的使用要求,因而也是没能建立起该套设备使用在良好工况点上另一原因。
九、结论
由于该工作面10#煤层底板松软,该套设备在本次试验中还存在许多缺陷,设计功能不能得以全部体现,没能达到工作面环境要求的正常工况运行条件。
9.1、MG150/194JD-CN型采机在急倾斜煤层中,落煤性能较好,设计研究功能得以基本体现,可推广应用于我矿急倾斜采煤工作面。
9.2、上安全出口两架排头支架在本次试验中不但较好的起到了上安全出口的支护作用,更为变频绞车提供了可靠的导向滑轮固定基础。
关键词:采煤方法;综采;放顶煤
一、概述
中国是世界煤炭资源最丰富的国家之一,据不完全统计,我国煤炭探明储量在9000亿t以上,含煤面积55万余km2,而且煤种齐全,我国一次性能源消费结构中,煤炭占75%以上,从煤中可以提取200多种产品,因此煤炭工业发展的快慢,将直接关系到国计民生和我国的社会主义经济建设。新中国成立后,原煤产量飞速增长,到2005年原煤产量已达30多亿,居世界首位。近几年来,由于对采煤方法进行了改革,以及更新了一批现代化采煤设备,已使一大批煤矿跨入了现代化高产高效煤矿的行列。
二、各种开采方法特点及适用条件
(一)单一走向长壁采煤法采煤工艺
目前,我国长壁采煤工作面有炮采、普采和综采三种采煤工艺。
1.炮采
炮采即爆破采煤工艺,其特点是爆破落煤,爆破后人工装煤,机械化运煤,用单体支柱支护工作空间顶板。我国炮采工艺经历了三个主要发展阶段:建国初期,推行长壁采煤工艺,工作面采用拆移式刮板输送机运煤,木支柱支护顶板;20世纪60年代中期开始,采用能力较大,能整体前移的可弯曲刮板输送机运煤。用摩擦式金属支柱和铰接顶梁支护顶板,使工作面单产和效率有了较大提高;进入20世纪80年代,炮采工作面装备的技术手段更新速度加快,用防炮崩单体液压支柱代替了摩擦式金属支柱,工作空间得到有效控制,而且工作面输送机装上铲煤板和挡煤板,减轻工人的体力劳动。爆破采煤的工艺过程包括打眼、放炮和人工装煤、刮板输送机运煤、移输送机、人工支护和回柱放顶等主要工序。
2.普通机械化采煤工艺
普通机械化采煤工艺,简称“普采”,其特点是用采煤机械同时完成落煤和装煤工序,而运煤、顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同。
普采面使用单滚筒和双滚筒两种采煤机工作方式。单滚筒采煤机的滚筒一般位于工作面下端头,这样可缩短工作面下缺口的长度,使货量不通过机体下方,装煤效果好。双滚筒采煤机解决了工作面两头做缺口的工作量,有利于工作面技术管理。采煤机有单向和双向两种割煤方式。双向割煤,往返进两刀。中厚煤层单滚筒采煤机常采用单向割煤,往返进一刀,它适合于采高在1.5m以下的薄煤层,滚筒直径接近采高、顶板较稳定,煤层粘顶性不强等条件。
3.综采
综采即综合机械化采煤工艺,即破、装、运、支、处五个主要生产工序全部实现机械化,因此,综采是目前我国最先进的采煤工艺。
(二)倾斜长壁采煤法
倾斜长壁采煤法与走向长壁采煤法相比,主要是采煤工作面及两巷的布置不同,并取消了采区上(下)山的巷道,倾斜长壁采煤法,在一定的地质开采技术条件下,技术效益比较显著。
1.矿压显现及支护特点:对于仰斜工作面,由于倾角的影响,顶板将产生向采空区方向的分力,在此分力作用下,顶板的悬臂岩层将向采空区方向移动,使顶板岩层产生拉力作用。
2.采煤工艺特点:仰斜开采时,水可以自动流向采空区,工作面无积水,劳动条件好,当煤层倾角
3.适用条件:按目前的设备条件,倾斜长壁采煤法主要适用倾角在12°左右,目前矿井应用较少,对于倾斜和斜交断层较多的区域,能大致划分成较为规则分带的情况下,也可采用倾斜长壁采煤法或伪斜长壁采煤法。
(三)放顶煤采煤法
放顶煤采煤法的实质就是在厚煤层中,沿煤层底部布置一采高2~3m的长壁工作面,用常规方法进行回采,利用矿山压力的作用辅以人工松动方法,使支架上方顶煤破碎后由支架后方放出。放顶煤有许多的优点:比如降低成本,提高效率等,它主要适用于煤层厚度在6m以上,顶煤厚度过小易发生超前冒顶。顶煤破碎主要依靠顶板岩层的压力,其次是反复支撑作用。因此,煤的坚固性系数一般应小于3,且适用于倾角不太大的煤层。缺点是资源回收率低。
三、开采方法的选择
采煤方法的选择必须坚持安全、经济、回采率高的原则。采煤方法的选择在基于上述原则的基础上,应大力提高煤炭的回采率,根据具体煤层的条件以及它所适应的最合理的开采方法,减少资源浪费,减轻工人的体力劳动,加强环保。归纳起来有以下几点:
1.煤层比较理想。地质条件比较好的煤田中应大力提倡综采。
2.对于煤层比较理想,顶板破碎的情况可采用放顶煤开采技术。
3.对于煤层块段储量不大,地质条件复杂,工作面搬家次到隙嗟墓ぷ髅嬉撞捎闷胀机械化采煤方法。如矿井进入后期开采,工作面搬家次数较多,基本采用普通机械化采煤方法。
4.对边角煤层块段,地质构造区域内的煤柱,在保证安全、回收资源的前提下只能采用炮采方式。