綜放工作面回采工藝實測總結(jié)
綜放工作面回采工藝實測總結(jié)
工作面為攻關(guān)項目“年產(chǎn)600萬噸綜放工作面設(shè)備配套技術(shù)與裝備”的實施工作面,該面于8月份安裝完畢開始試運轉(zhuǎn)生產(chǎn)。8、9份為設(shè)備調(diào)試運轉(zhuǎn)階段,10~12月份為試生產(chǎn)階段,進(jìn)行工業(yè)性試驗,組織高產(chǎn)高效生產(chǎn)。
為做好工作面工業(yè)性試驗與回采工藝實測工作,礦專門召開會議進(jìn)行統(tǒng)一安排,并由礦長專門召集礦有關(guān)人員對回采工藝試驗方案的確定進(jìn)行討論分析,通過對攻關(guān)實施工作面的回采工藝實測結(jié)果和該面試生產(chǎn)期間采用的回采工藝的分析研究,確定了面工業(yè)性試驗期間的割煤方式采用中部進(jìn)刀單向割煤、端部進(jìn)刀單向割煤、端部斜切進(jìn)刀雙向割煤三種割煤方式進(jìn)行試驗。并由技術(shù)科(10人,其中外借4人)、地測中心(1人)、綜采一隊(1人)組成實測小組進(jìn)行工藝觀測和相關(guān)數(shù)據(jù)的收集工作。實測內(nèi)容主要有割煤、移架、放煤速度及其各工序的相互配合、割煤高度、支架初撐力、停機因素等。
一、實測數(shù)據(jù)整理結(jié)果
1、采高
工作面設(shè)計采高3.0m,觀測期間每班每隔10組支架量測一次,觀測10天,共計30個班。實測平均采高3.04m,各班最大采高平均3.24m,各班最小采高平均2.85m,中部進(jìn)刀單向割煤與端部進(jìn)刀單向割煤采高相近。工作面在此采高(指3.04m)正常推進(jìn)的情況下,支架能夠保持頂板完整,放煤順利。但在工作面頂板來壓期間,煤壁片幫較大,局部頂煤破碎,可見工作面來壓期間應(yīng)適當(dāng)降低采高,控制在2.8~3.0m較為適宜。
2、支架初撐力
支架初撐力均是在移架工序完畢后及時采集到的。每班分別在工作面上中下部頂板完好的區(qū)域各連續(xù)觀測五組支架,每班觀測一次,共觀測30個班,觀測結(jié)果見表1
表1 支架初撐力及其利用率
前 柱 |
后 柱 |
整 架 |
|||
平 均 |
占額定值% |
平 均 |
占額定值% |
平 均 |
占額定值% |
1882.5KN/架 合19.19Mpa |
60.9% |
853.6KN/架 合10.25Mpa |
32.6% |
2736.1KN/架 |
47.9% |
由表1可知:支架初撐力較低,經(jīng)現(xiàn)場觀測分析表明,造成支架初撐力低的原因主要是支架供液時間不足,據(jù)現(xiàn)場測試,達(dá)不到初撐力(指24Mpa)的支架,在頂板完整的區(qū)域內(nèi),再次給支架供液,支架初撐力均能達(dá)到24~26Mpa;其次存在支架前后柱不同時升的現(xiàn)象,相當(dāng)一部分支架在升架時只給前柱供液,這是后柱初撐力低的又一主要原因;三是頂板破碎區(qū)域由于頂板松散,支架較難達(dá)到初撐力。另外支架超高區(qū)域,支架工在升架時怕出現(xiàn)明顯錯茬,支架達(dá)不到初撐力就停止供液。因此,升架時必須保持足夠的供液時間(經(jīng)現(xiàn)場測試,供液時間必須在支架接頂充分后,再持續(xù)供液3秒鐘以上,就能達(dá)到初撐力);同時加強支架檢修,及時處理支架串漏液現(xiàn)象,并控制好采高,不要超高。
3、煤機進(jìn)刀方式與割煤速度
試驗期間采用了中部進(jìn)刀單向割煤、端部進(jìn)刀單向割煤、端部斜切進(jìn)刀雙向割煤三種割煤方式,分別觀測了6天、4天、1天。采用端部斜切進(jìn)刀雙向割煤方式,由于該方式出煤量較為集中,受外圍系統(tǒng)運量的限制,滿倉次數(shù)較多,設(shè)備經(jīng)常帶載啟動,對設(shè)備損傷較大;另一方面前部運輸機前浮煤多,影響運輸機的及時推移到位,需要倒機清理浮煤,影響正常工序組織,該方式只試驗了一天,收集到的數(shù)據(jù)因當(dāng)時支架問題,移架時間長,數(shù)據(jù)基本沒有參考價值。
中部進(jìn)刀單向割煤與端部進(jìn)刀單向割煤,其割煤方式差異不大,采放均可平行作業(yè),及時跟機移架,缺點頂板不好時不能及時拉超前支架。兩者相比而言,中部進(jìn)刀方式進(jìn)刀部位比較靈活,對頂板及運輸機上竄下滑控制較為有利。正常情況下以中部進(jìn)刀方式為宜,但在出現(xiàn)上竄下滑較為嚴(yán)重的情況下應(yīng)以端部進(jìn)刀為宜。
表2 采煤機不同進(jìn)刀方式運行特性
運行特性 割煤方式 |
割煤速度 (米/分) |
空刀速度 (米/分) |
端頭維護(hù)影響時間(分) |
循環(huán)時間(時) |
|||
上行 |
下行 |
上行 |
下行 |
上頭 |
下頭 |
||
端部單向割煤 |
---- |
4.481 |
9.477 |
---- |
0 |
10~20 |
1.89 |
中部單向割煤 |
3.844 |
3.981 |
8.557 |
7.885 |
0 |
2.13 |
由表2可知:采用中部進(jìn)刀單向割煤方式,其割煤循環(huán)時間2.13小時,較端部進(jìn)刀單向割煤循環(huán)時間長,上端頭維護(hù)對生產(chǎn)基本上沒有影響,下端頭維護(hù)影響時間一般為10~20分鐘,很多情況下下端頭維護(hù)是利用滿倉時進(jìn)行。
4、移架速度
工藝試驗期間移架數(shù)據(jù)采集方法采用了兩種測試方式。一種方式是測定一段距離內(nèi)平均單架移架時間(包括支架工換位時間);另一種方式測定單架移架時間和支架降、移、升各階段時間。實測單架移架速度為23.62秒/架,1人連續(xù)移架時,平均移架速度33.48秒/架,可見支架連續(xù)前移時支架工換位時間和移架前的觀察時間合計為9.86秒。
表3 支架單架移架時間
時間 |
班數(shù) |
移架平均時間 (秒) |
實測架數(shù) |
回采工藝方式 |
1.1~1.6 |
18 |
23.71 |
1202 |
中部進(jìn)刀單向割煤 |
1.11~1.14 |
12 |
23.48 |
838 |
端部進(jìn)刀單向割煤 |
總平均 |
單架移架時間23.62s |
表4 支架單架降、移、升分段時間
時間 |
班數(shù) |
降 (秒) |
移 (秒) |
升 (秒) |
實測 架數(shù) |
回采工藝方式 |
1.1~1.6 |
18 |
5.48 |
9.04 |
7.27 |
106 |
中部進(jìn)刀單向割煤 |
1.11~1.14 |
12 |
5.83 |
10.33 |
6.18 |
119 |
端部進(jìn)刀單向割煤 |
總平均 |
|
5.67 |
9.72 |
6.69 |
|
|
由表4可知:單個支架降、移、升各段時間分別平均為5.67s、9.42s、6.69s,純移架時間9.72s,占完成單架移架時間的41.2%。工作面在回采過程中,底板浮煤清理及時,支架前移比較順利,不存在移架不及時而影響對頂板及煤壁的控制。觀測過程中,支架單架完成降、移、升全過程在10秒左右的也存在,占的比例較小,經(jīng)觀察其初撐力均較低。
在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中為保持支架齊直和循環(huán)進(jìn)尺足夠需移架二次,表3、表4數(shù)據(jù)均為第一次移架時測得,第二次移架一般在煤機采煤、推移前部運輸機(一般推移0.2~0.3m)后進(jìn)行移架(一般移架0.2m左右)順直。
與“九五”支架移架速度對比見表5
表5 支架移架速度對比表
工作面 |
單架移架速度(秒) |
純拉架時間 (秒) |
升降架時間 (秒) |
純拉架時間占 總時間 |
4326 |
23.62 |
9.72 |
13.9 |
41.2% |
5318 |
28.3 |
17.8 |
10.5 |
62.9% |
由表5可知:工作面單架移架速度較5318工作面提高4.68秒/架,純拉架時間提高8.08秒/架,其升降時間長3.4秒/架,這主要是與工作面頂煤易破碎松散有關(guān),支架在升架時有一個壓縮浮煤及松散頂煤的過程,故面升降時間略長。這里升降架時間長主要是指升架時間長,降架時一般降的較少,降架時間短,在很多情況下采用擦頂移架,支架工換位時間相近。
工作面按33.48秒/架.工(包括支架工換位時間)、2個支架工移架計算,折合移架速度5.38米/分,能夠及時跟機移架,且移架時間相對較為充足。考慮到推拉前后部運輸機及外圍運輸系統(tǒng)的制約,煤機速度不宜過大,應(yīng)控制在:割煤速度在3米/分左右,空刀速度在6米/左右,這樣速度降低,單位時間內(nèi)出煤量減少,相對出煤均勻,可減少滿倉影響時間。
5、放煤速度
該工作面煤機截深1米,因而采放工藝均采用一采一放,放煤順序是根據(jù)該面煤層的賦存特點和相鄰工作面的開采經(jīng)驗,確定為單輪順序放煤,即該面采用一采一放單輪順序放煤的回采工藝。
表6 支架單架放煤速度
時間 |
觀測班數(shù) |
實測架數(shù) |
單口放煤時間(秒) |
1.1~1.6 |
18 |
891 |
94.21 |
1.11~1.14 |
12 |
707 |
62.54 |
總平均 |
單口純放煤時間80.2秒/架,1人連續(xù)放煤86.02秒/架 |
該面煤層厚度較大,采放比為1:1.867,由于該面煤層節(jié)理裂隙發(fā)育,煤體易破碎,據(jù)現(xiàn)場觀測,受頂板壓力影響,工作面在傾斜方向上煤體破碎程度有一定的差異,表現(xiàn)為工作面中部、中上部煤體破碎較為嚴(yán)重,在支架前移的過程中,頂煤隨支架的前移冒落的煤量較多。據(jù)現(xiàn)場觀察:工作面中部、中上部頂煤隨支架前移頂煤自然冒落量約占頂煤總量的30%左右,頂板來壓時其頂煤自然冒落量約達(dá)到50%以上,相當(dāng)一部分支架見矸量較多;工作面下部相對自然冒落量較少。因而支架放煤時間差異較大,有的放煤量很少,有的見矸直接不放,整體而言,放煤循環(huán)不是很正常,一般每班只安排一名專職放煤工在煤機割煤時進(jìn)行放煤,煤機跑空刀時,支架工配合放煤,割煤一般不等放煤。實測單口放煤時間平均為80.02秒,1人連續(xù)放煤86.02秒/架,依此計算,在一個放煤循環(huán)內(nèi)放煤架數(shù)約占全面支架總數(shù)的70~80%。
6、工作面停機因素與開機率
表7 工作面1月份停機因素統(tǒng)計
日期 |
滿倉 |
煤機 |
前部 |
后部 |
皮帶 |
轉(zhuǎn)載機 |
破碎機 |
電氣 |
其它 |
外圍 |
開機率% |
1~6日 影響時間 |
1395 |
125 |
0 |
70 |
95 |
32 |
107 |
200 |
739 |
225 |
61.4 |
11~14日影響時間 |
1165 |
0 |
145 |
0 |
0 |
0 |
0 |
39 |
495 |
273 |
58.9 |
合計 |
2560 |
125 |
145 |
70 |
95 |
32 |
107 |
239 |
1234 |
498 |
60.4 |
停機率(%) |
50.2 |
2.45 |
2.84 |
1.37 |
1.86 |
0.63 |
2.1 |
4.68 |
24.2 |
9.76 |
39.6 |
由表7可知:工作面停機因素主要是滿倉、外圍等因素。工作面設(shè)備自身的可靠性較高,自身停機率較低。工作面生產(chǎn)過程中其它因素(工作面端頭維護(hù)、交接班、拉轉(zhuǎn)載機、供水)造成的停機率也較高。跟班期間各停機因素自身停機率及影響原因:
滿倉:停機率50.2 %,主要是外圍運輸系統(tǒng)的制約停機,每班均有因滿倉停機現(xiàn)象,外圍滿倉影響時間平均每班55分鐘;其次是工作面出煤量的不均勻性,造成的停機現(xiàn)象也較多,一般每班4~7次,每次影響時間3~10分鐘不等,其影響時間每班約在30分鐘左右;合計滿倉時間每班平均為85分鐘左右。
煤機:停機率2.45%,為煤機滾筒剪切軸影響;
前部:停機率2.84%,為機尾鏈輪影響;
后部:停機率1.37%,為后部耦合器漏水、機尾不排水影響;
皮帶:停機率1.86%,分別為一、二部皮減速箱影響;
電氣:停機率4.68%,為高防開關(guān)、開關(guān)掉電、程序問題影響;
外圍:停機率9.76%,為8300皮帶打滑、給煤機掉電、變電所掉電、8300皮帶機尾滾筒、機尾皮帶跑偏、8300換機尾滾筒等因素影響。
其它:停機率24.17%,為工作面端頭維護(hù)、交接班、拉轉(zhuǎn)載機、供水等影響。
工作面1月份總的開機率60.43 %,循環(huán)時間2小時左右,每天可完成6~7個循環(huán),達(dá)到設(shè)計要求,能夠滿足高產(chǎn)高效要求。從工作面設(shè)備運行狀況來看,在外圍系統(tǒng)運力許可的情況下,工作面設(shè)備還有一定的潛能,工作面單產(chǎn)水平可進(jìn)一步提高。
7、工作面1月份生產(chǎn)指標(biāo)完成情況
由表8可知:工作面1月份產(chǎn)量完成631668噸,實現(xiàn)了年產(chǎn)600萬噸目標(biāo),達(dá)到了年產(chǎn)700萬噸的生產(chǎn)能力。
表8 工作面1月份生產(chǎn)指標(biāo)完成情況
月產(chǎn)(t) |
日 產(chǎn)(t) |
月進(jìn)(m) |
平均日進(jìn) (m) |
回采工效(t/工) |
水分(%) |
灰分 (%) |
含矸率 (%) |
回收率 (%) |
||
平均 |
最高 |
平均 |
最高 |
|||||||
631668 |
20376 |
22368 |
194.7 |
6.28 |
287.98 |
320.76 |
7.04 |
18.33 |
1.43 |
86.84 |
對應(yīng)的攻關(guān)項目------綜放工作面工業(yè)性試驗期間的生產(chǎn)指標(biāo)完成情況見表9
表9 綜放工作面工業(yè)性試驗期間的指標(biāo)完成情況表
平均月產(chǎn)(t) |
日 產(chǎn)(t) |
平均月進(jìn)(m) |
平均日進(jìn) (m) |
回采工效(t/工) |
水分(%) |
灰分 (%) |
含矸率 (%) |
回收率 (%) |
||
平均 |
最高 |
平均 |
最高 |
|||||||
355368 |
12114 |
20169 |
211.6 |
7.74 |
177.98 |
288.13 |
6.80 |
17.83 |
1.35 |
81.42 |
由表3和表4可知攻關(guān)工作面主要指標(biāo)比較:
工作面月產(chǎn)提高了27.63萬噸,提高77.8%;回采工效提高了110噸/工,提高61.8%;回收率提高了5.42%。
二、工作面采放工藝參數(shù)選擇建議
通過以上對工作面工藝實測數(shù)據(jù)的整理分析,在工作面生產(chǎn)條件下組織高產(chǎn),其采放參數(shù)選擇建議如下:
1、采高:設(shè)計采高3.0m較為合理,在頂板來壓期間由于煤壁片幫較大,采高在2.8~3.0m為宜,以加強對頂板及煤壁的控制。
2、移架速度:實測單架移架時間23.62秒/架,連續(xù)移架時,平均移架速度33.48秒/架,移架速度較快,能夠緊跟煤機及時移架,且移架時間較為充足,工作面安排2人移架,折合移架速度5.38米/分,能夠滿足生產(chǎn)需要,不會對高產(chǎn)高效生產(chǎn)構(gòu)成威脅。
3、煤機進(jìn)刀方式:工業(yè)性試驗期間試驗了端部進(jìn)刀單向割煤、中部進(jìn)刀單向割煤、端部進(jìn)刀雙向割煤三種方式。試驗表明單向割煤優(yōu)于雙向割煤;端部進(jìn)刀單向割煤與中部進(jìn)刀單向割煤方式相比,其割煤方式差異不大,中部進(jìn)刀單向割煤進(jìn)刀部位比較靈活,對頂板及運輸機上竄下滑控制較端部進(jìn)刀單向割煤有利,可作為優(yōu)選進(jìn)刀方式。
4、煤機速度:實測端部進(jìn)刀單向割煤速度4.5米/分,空刀速度9.5米/分,割煤循環(huán)時間1.89時;中部進(jìn)刀單向割煤速度3.8~4.0米/分,空刀速度7.8~8.6米/分,循環(huán)割煤時間2.13時。煤機在此速度下組織工作面生產(chǎn),單位時間內(nèi)出煤量較高,外圍滿倉次數(shù)較多,因此應(yīng)控制煤機速度,建議煤機割煤速度在3米/分左右,空刀速度在6米/分左右較為適宜。
5、放煤速度:實測單口放煤時間80.02秒/架,1人連續(xù)放煤時間86.02秒/架(包括放煤工換位及放煤前觀察時間),其循環(huán)放煤時間相對較長,因此,割煤循環(huán)時間應(yīng)適當(dāng)增大,緩解放煤時間相對不足的狀況。
綜放工作面回采工藝實測總結(jié)
技術(shù)科