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创新举措突破难题努力实现薄煤层工作面安全高效开采
发布时间：2013-06-12 15:25 来源：未知
随着矿井煤炭资源的枯竭、优质资源日益匮乏，为稳定良庄井田老区煤炭生产能力，加大薄煤层开采力度，提高薄煤层产量，已成为摆在矿井面前亟待解决的现实问题。对此，矿井立足实际，围绕“安全开采、科学开采、经济开采”的指导思想，多管齐下、创新举措，探索实施科学的采煤方法，引进先进的生产工艺和设备，强化顶板、防治水等地质灾害防治，取得了一定成效。
1、创新管理机制优化生产系统
1.1健全完善管理机制 努力建设本质安全型矿井
坚持以“安全生产年”活动为载体，季季有主题，月月有活动，确�？缶踩�。矿井开展了“强学习、抓竞赛、促落实”主题宣传教育活动。主要措施是：强学习，扩宽学习覆盖面，全员学、促安全；抓竞赛，检验学习效果，知矿情明政策；促落实，强化现场安全管理，严遵守重执行。全力将安全诚信建设融入到企业安全管理中去。将诚信的基础要求转化为员工的行为规范，升华为从业人员的安全价值观、安全道德观，落实到实际行动上。建立完善安全生产诚信档案制度、承诺制度、竞争与考核制度、公布和通报预警预报制度、退出制度、监督制度等六项主要管理制度；实行安全质量承诺、安全岗位承诺、安全操作承诺；开展创建安全诚信区队、安全诚信班组和安全诚信员工竞赛活动，涌现出数名“金牌班组长”�；�“五型”班组创建活动，组织诚信班组长外出旅游，提高工作热情。推行全员安全积分管理，规范了从停止工作进入“素质提升班”的“过七关”程序教育，形成了运作规范的安全积分帮教程序；同时公司安监处督察室实行分片安全管理，与生产线各专业形成“网”状管理机制，全面提升了矿井安全管理水平。
1.2以标准化采区建设为目标 强化矿井质量标准化建设
坚持以采区安全整治为切入点，狠抓安全质量标准化、环境卫生、文明生产以及隐患排查整改。将每周四定为“采掘质量标准化活动日”，周二定为其他专业的活动日。专门成立采区治理领导小组，明确治理标准，严格动态考核，促进矿井质量标准化工作稳定提高。牢固树立“以质量保安全、保生产、保进尺”的思想，以动态质量为突破口，讲诚信、求实效、抓细节、严考核、坚持正规循环，落实工序交接，严格施工工艺流程和施工质量，各采区各专业都制定了采区亮点工程，促进了现场环境面貌的稳步好转，实现了现场质量标准化处处动态合格。
2、优化生产工艺、装备努力实现安全高效生产
为提高六层、十三层煤的单产，解决影响影响公司发展的瓶颈问题，公司成立了公关小组，从装备升级、开采工艺、施工方案设计等方面人手，“深入探讨、现场调研、小心论证、大胆举措”，积极研究制定专门的措施及考核办法，加大技术改造创新力度，实现薄煤层工作面安全高效开采。
2.1优化开采工艺 推进六层煤安全高效开采
2.1.1优化开采工艺
六层工作面地质条件复杂，断层构造多，对组织生产影响较大，且工作面布置不规则，工作面随采随延长溜头、溜尾，环节、工序增加。2009年以前，六层工作面均为高档普采，工作面煤机装煤效果差，工人劳动强度较大，工序多，限制了循环进度及单产水平。由于顶板易破碎，掉伪顶0.2—0.3m，使用支柱戴帽支护效果差，施工不安全，应用高档普采工艺对现有顶板难以进行有效维护，在生产过程中增加了不安全隐患。针对六层煤地质地点，矿井主要做了以下工作：
(1)改进生产工艺，合理布局。针对六层顶板岩性、煤层厚度等特点，破除传统思念，由追求小采高采煤向确定合理采高发挥综采设备效能的方向转变；合理布置，尽量加大工作面长度，避开大断层等地质构造。
(2)改进设备，提高效率。立足现有的综采配套设备，以减少投入、提高效率为原则，选择高度合理的支架，利用煤机滚简直接截割六层煤200～300mm的伪顶，保证了同机开采高度，给助工创造了操作施工的空间。在煤机挑煤层直接顶时，将挑顶高度沿伪顶煤线扫平，全面控制采高1.2~1.3m。加强煤机司机的正规操作培训学习，采用煤机提机过程前滚筒沿底板、后滚筒沿顶板割煤方式，尽量降低滚筒负荷，减少了大矸石对机组、溜子的损害。将十三层试验成功的高强滚筒应用于六层煤。对面运输机进行改进，提高产煤、装煤效果，减少煤机翻刀次数，提高效率。对现有面运输机加密刮板，由原来的每条间距1m，增加为0.8m -条，增大运煤量。对六层工作面的三机配套方案重新研究，选取科学的综采三机配套设备，为保证安全、提高单产奠定了基础。
①采用MG150/345一W型薄煤层双滚筒采煤机，上下端头自开缺口，循环进度0.6m，双向割煤。采煤机机面高度797mm，机面宽度1150mm，最大采高1.6m．最小卧底量11mm。采用液压无链牵引，装机总功率345kW，截割功率2*150kW，牵引功率45 kW，采用液压无极调速系统控制采煤机牵引。滚筒直径1m，可实现高强滚筒直接切割顶板及断层岩石，取消了打放震动炮的不安全隐患，提高了装煤效率，工作面单产水平。
②采用ZY3200/7. 5/16型综采支架最小结构高度0. 5m，最大采煤高度1.6m;对地板比压要求较小，支架支护强度0. 47～0.56MPa，支架与煤层赋存条件匹配。初撑力1945—2324kN，工作阻力3200kN，重7.4t。
③使用SC2630/150型双中链刮板运输机运煤，中部槽高度为180mm，链速0.86m/s，功率150kW，运输能力为250t/h。
2.1.2综采与高档普采工艺对比
6604外面采用综采工艺后，平均早班2个循环，中夜班各四个循环，平均日产量1150t。在3月20日—4月21日组织的跨月创高产中，创出了30817t的好成绩。
(1)安全方面，大大提高了安全系数，避免了采用高档普采时的破皮小伤事故，杜绝了轻伤以上事故的发生。
(2)施工工序及质量方面，采用高档普采时，施工工序复杂，使支杆移溜、支设临时住、铺鞋、支柱、回柱、联网、预挂顶梁等，质量标准化难度大；上综采后，能够合理优化采煤工序，质量标准化水平大大提高。
(3)劳动组织方面，原先高档普采施工人员较多，每班不低于20人，才能够保证生产需要；上综采后，每班不低于15人就能够满足生产需要，合理控制了下井人数。
(4)生产效率方面，原先高档普采时，地质条件正常情况下月产能够完成1.0万t；上综采后，地质条件正常情况下，实现月产翻番。实现了薄煤层工作面的高产高效。
(5)劳动强度、出勤方面，原先高档普采时，劳动强度大，尤其支回柱强度减小，工人的出勤几率上不来；上综采后，工人劳动强度减少，工人的出勤率大大提高
(6)在装备升级方面，综采使用MC150/345 -W型采煤机配备自创新研究的高强滚筒，比高档普采MC240/300 - WB型机身高度低，更适应六层面0.9m厚的煤层，有效减少了挑顶、卧底量及矸石量，实现了六层煤的安全高效开采。针对目前六层开采的设备情况，结合矿压观测数据，对下一步六层的三机配套设备进行全面研究改进，共提出建议十多条，新的三机配套使用后将发挥更大效能。
2.2采取综合措施破解十三层煤开采难题
2.2.1 大力开展工作面防治水工作
一在徐奥灰水防治过程中，严格执行“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”十六字原则，狠抓“预测预报、科技攻关、治理整改”三个环节，不断改进，形成了目前较成熟的开采经验。
(1)建立矿井四级水文动态观测系统，实现工作面回采中对地板奥灰水位的动态监测，为工作面动态评价奠定了基础，
(2)针对采区内奥灰水富水性不均一、高承压裂隙水的特点，通过探查钻孔采取局部输水的方法，降低了奥灰水位，为工作面安全开采创造了条件。
(3)实行工作面开采预警机制。根据评价结果和徐奥灰水异常区的分布，合理划分工作面开采安全带、较危险带和危险带“三带”，对划分的突水危险性分区，按照黄色预警和红色预警进行分级分区划分管理。
(4)改进巷道布置方式，使巷道具备自然输水条件；缩短工作面斜长，不断优化采煤设备，加快了推进速度；减少了震动炮个数，控制炮眼深度及装药量等，最大限度的减少对底板的破坏深度。
(5)在工作面采出走向长度与面长等长时，及时做好矿压观测分析，指导工作面的水害预测预报工作。
(6)针对煤层直接顶为四灰、硬度大、不易冒落的特点，工作面初采前，在切眼内施工一排放顶眼将顶板切断，工作面推进后开始进行强制放顶，有效减少了初次来压对底板的破坏深度。
2. 2.2工艺、设备并重
因底板水影响，工作面倾斜长度受限，51306工作面长100m，制约了循环产量的增加。断层地质构造影响对回采生产影响较大。13层破夹矸开采问题没有从根本上解决，大功率700采煤机的应用也未能实现机组直接割煤。炮眼布置还有待继续研究，放炮工艺制约开机率，工作面单产提高困难。每次放震动炮只能10～15节溜子，一次起爆次数多，容易出现压溜子现象。针对上述问题，公司积极探索、反复实验、大胆改进，优化生产工艺，引进先进设备，提高了原煤产量。
(1)优化工艺方面。在保证防治水安全技术要求的前提下，加大炮眼深度，由一次放炮进两茬改成用长2m的钎子施工，尽量增加爆破循环进度。在煤壁松软段尝试加大眼距，减少炮眼数量级大放炮时间影响，并将十三层工作面上下两巷供风管全部改为4寸，满足了工作面6不风钻同时平行作业的风量要求，提高了工作面的打眼速度。
(2)引进设备。使用700型采煤机配备直径1.6m高强滚筒。通过与集团公司领导及制造单位共同反复研究，对原ZY2600/09/20型支架进行改进，改造为新型炮采液压支架。初撑力2134一1581kN．工作阻力2541 ~1883kN，高度0.9 ~2.Om，宽度1420 ~1590mm，支护强度0. 34—0.46MPa，重量7794Kg。改支架顶梁前端为挡矸板，有油缸控制起落，在工作面放炮前将挡炮板收回与工作面顶板基本成900，挡矸板落下时，与挡矸板仪器形成对支架的封闭�；た占�。放炮时，能最大限度的减少人行道的浮煤，进而减少了清浮煤人员。挡矸板挡矸侧另敷有一层旧皮带，起到缓冲作用，减少对支架的破坏。放炮后生气挡矸板支护顶板。支架喷雾由单向喷雾改为双向喷雾，实现了割煤、放炮全过程喷雾灭尘。
采煤机采用MG300/700-WD型，适应采高1.4—3. 2m，滚简直径1.6m，装机总功率700kW，截深0.63m，牵引速度0.6m/min，运用开关磁阻电机调速系统控制采煤机牵引速度。采煤机采用多电机驱动，横向布置方式，截割摇臂用销轴与牵引部连接，左、右牵引机构为采煤机提供2 x40kW牵引力，中间控制箱中装有调高泵(18. 5kW)，电控、变压器、水阀，每个主要部件都可以从老空侧抽出，易维修，易更换。采煤机两端设有电控端头操作箱，控制采煤机左、右摇臂的升降机采煤机�；�，中间设有电控操作按钮和液压调高手把。采煤机可与730、764、830型等多种槽宽的刮板输送机配套。采煤机适用于倾角小于35。，煤质中硬或中硬以上，含有少量夹矸的长壁式工作面。薄煤层大功率MC300/700 - WD型采煤机的应用，有效提高了工作面单产，减少了打眼数量50%左右，在此基础上对滚筒结构及截割刀具进行了大胆尝试，同时选用贝壳刀，双刃割岩刀、U97三种不同形式的截割刀具合理搭配截割，取得良好效果。
工作面刮板输送机采用SG2730/400型中双链，运输能力700t/h，中部槽尺寸长×宽×高=1500 x 730 x275mm，配电机功率2x200kW。
经过一系列措施改造后，矿井十三层薄煤层工作面平均每天8个循环，在3月20日_4月2日间共出煤9100t。实现了薄煤层工作面稳产高效。
2.3使用效果
2.3.1 六层煤
在六层煤极薄煤层工作面推广实践应用了综采工艺，应用MG150/345 -W型双滚筒采煤机破煤、装煤，ZY3200/7. 5/16型液压支架支护顶板，采用SC2630/150矮型刮板输送机运煤。
(1)产量方面：采一自2009年4月一2010年3月应用高档普采生产原煤合计68628t，生产天数为244天，平均产量为281. 26Ud。到6604外面应用综采工艺以来，实际生产原煤79712t，生产天数为196天，平均产量为406. 69t/d。较普采工艺提高125.43t/d，月产提高3763t。
(2)在册人数：由2009年时的179人，减少到2010年的127人，实际减少人员52人。
(3)工效方面：由2009年的2.4t/工，提高到2010年的4. 87t/I，工效提高了2.47t/工。
2.3.2十三层煤
在十三层工作面推广应用了ZY2600/09/20型炮采挡矸液压支架支护顶板，MC300/700矮型煤机破煤、装煤，应用高强度截割滚筒，对爆破工艺进行了改进，进一步改进了薄煤层三机配套，初步解决了制约矿井发展的瓶颈问题。(1)产量方面：自2009年4月一2010年3月在51305面未使用挡矸支架前，生产原煤合计62741t，生产天数为220d，平均产量为285t/d；自应用挡矸支架后，合计生产原煤92022t，生产天数为204d，平均产量为451.08t/d。较以前提高166.08t/d，月产提高4982t。
(2)在册人数：由2009年时的175人，减少到2010年的149人，实际减少人员26入。
(3)工效方面：由2009年的2.48t/工，提高到2010年的4.6U工，工效提高了2.12UI。例如：清理浮煤人数由每10人／班减到4人／班，打眼工由以前的12人／班减到现在的8人／班。
(4)打眼个数：炮眼布置方式为三花眼，由以前的每节溜子2个眼，减到现在的每节溜子1个眼，打眼深度由原来的1. 2m深，改进到现在的1.5m深，由原来保证1循环的进度，提高到保证2循环。炸药消耗量由每个炮眼0.6kg降至0.45kg，减少投入量0.15kg;，累计循环个数1236个，共减少炸药量投入185.4kg。
3、结语
开采虽然在上级领导支持下取得了一点的经验和成绩，但也存在一些问题和不足，还有一些技术瓶颈有待解决，需要在今后的工作中边探索边改进，需要集团公司领导及各兄弟单位的大力支持和帮助。在今后的工作中，良庄公司将全面落实安全生产手册的各项工作，以科技创新为载体，优化生产采煤工艺，强化设备投入，深化现场安全管理，提炼出一套行之有效的科学配套措施，努力实现薄煤层工作面安全高效开采。
