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