1、1锈结假顶条件下电液控综采设备安全高效技术研究【摘 要】电液控综采设备安全高效技术是近年来在我国逐渐兴起的采煤工艺新技术，对提高综采设备自动化装备水平，改善作业环境，减少人员配备，降低劳动强度，实现锈结假顶条件下矿井安全高效生产，具有重要的现实意义。戊 923030 工作面为斜子面布置，顶板为锈结顶，在回采的过程中，还需要过拐点、接架等工作，安全管理十分困难。为提高资源回收率，降低劳动强度，提升安全系数，确保安全高效生产，研究锈结假顶条件下电液控综采设备安全高效技术是最直接最有效的途径。 【关键词】电液控；安全高效；锈结假顶 0 引言 平煤股份一矿作为中平能化集团首个年产 500 万吨矿井，随
2、着矿井开采的日益深入，因开采遗留问题及断层使得工作面的形状极不规则，对综采工艺的使用效果有着直接影响。平煤股份一矿戊八煤层由于上分层戊 823030 工作面已经回采，在设计戊 923030 时，顶板是锈结假顶，为避开落差 15 米走向 550 米大断层影响，采面采用斜子面布置，在回采的过程中，倾向由初采的 140 米逐步延长到 223 米，且离拐点 275米时，每 4.7 米就要在机尾接一组支架，这些都给采面管理造成很大的困难。如何采取切实有效措施加强顶板管理、设备管理、工艺管理等方面的技术研究安全快速回采，对于提高煤炭资源回收率达到精采细收，2确保安全生产有非常重要的意义，也为今后电液控自动
3、化回采工艺的更好地适应复杂地质条件奠定坚实的基础。 1 戊 923030 工作面概况 戊 9-23030 采面位于二水平戊三采区东翼，上部为戊 8-23030、戊8-23050 采面采空区，东临一、十矿井田边界，西临戊三回风、皮带、轨道三条下山，南邻戊 9-23010 采面，北临戊 10-23070。地面标高为+150+320m，工作面标高为-457-525m，采面走向长 1117-1309/1213m，倾斜长 138/220 m，煤厚平均 2.1 m，可采储量 55.2 万吨，工作面煤层基本稳定，煤厚变化较大。工作面采用倾斜分层走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板，多循环正规作业。采煤机
4、两端斜切进刀，双向割煤，往返一次进两刀，每刀进度 0.6m。 2 主要研究、试验内容、技术关键和创新点 2.1 研究和试验内容 通过调查研究，结合戊 923030 工作面实际回采条件，对电液控自动化综采工作面开采的顶板、采高、设备的管理及回采工艺进行研究，在国产电液控自动化工作面创月产原煤 10-15 万吨、年产 100 万吨，达到安全生产、创水平的目的。 2.2 技术关键 （1）自动化综机设备的配套安装、使用及管理。 （2）电液控自动化的在一矿的应用及实现，填补了一矿自动化的空白，解决了一矿 500 万吨持续性问题。 （3）通过自动化的实施，成立大学生班组，有效地带动职工整体素质，锻炼了队伍
5、，达到安全高效。 （4）通过装备提档升级，3解决了大落差、长距离的断层硬过问题。 2.3 创新点 （1）控制系统由原来的手动操作逐渐改进为自动控制，大大加快了工作面的移架速度，从而使工作面产量成倍增加，实现了回采工作面的自动化。 （2）对自动化综采工作面开采的顶板、采高、设备的管理及回采工艺进行研究，达到安全生产、创水平的目的。 （3）过断层期间根据岩性及巷道实际布置状况，机巷采取楼上楼的巷道布置方式实现采面安全高效及整体布局推进。 （4）采面过落差 68 米以上的断层有 2 条，过走向 260 米落差 4.5 米的断层一条，采面整体在过断层期间达到月产810 万吨，实现复杂地质条件下创水平。
6、 （5）采面与上分层跳眼、搬家3 次相比，下层全部硬过，自动化装备效果明显。 3 方案制订及采取的主要措施 3.1 主要技术指标 （1）系统能够实现自动控制。 （2）实现创月产 10 万吨、年产 100万吨。 （3）减少支架操作人员达到 80%，降低劳动强度，改善工作环境。（4）提高安全系数，保证采面安全生产。 3.2 实施方案 现场实践选择在电液控自动化戊 923030 工作面作为试验地点，其工作面断层发育，煤柱较多，顶板破碎，两巷压力大。 （1）选择技术过硬、管理严格的综采一队担任试验工作，队伍组织中有矿综采大学生班组。 （2）对电液控自动化综采工作面开采的顶板、采高、设备的管理及回采工艺
7、进行调查研究，结合戊 923030 工作面回采条件，确定采取的4安全技术措施。 （3）在工作面回采时，在现场严格落实既定的顶板、采高、设备管理措施，并根据现场的变化及时进行修改和完善。 （4）狠抓工作面质量标准化工作，为安全生产打好基础。 （5）采用电液控自动化综机设备。 （6）采煤方法采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。 3.3 电液控自动化综采技术实现 采煤机自动化控制：在生产过程中，采煤机能够按照存储记忆的参数进行自动运行，实现无人操作。支架的自动控制：支架采用电液控制系统，电液控制系统在采煤机割煤过程中，随采煤机的行进系统能够控制支架的液压系统，按采煤工艺的要求完成以下动作：
8、支架前移（降柱、拉架、升柱） ，推刮板输送机，喷雾降尘。 戊 9-23030 工作面自动化采面设备主要包括智能乳化液泵站系统、电液控系统、液压支架和采煤机。泵站系统是由淄博市博山防爆电器有限公司生产的智能乳化液泵站，具有软化纯净水、自动配液、进回液自动反冲洗过滤、各种数据监测（液位、油位、油温、油压、浓度） 、停机保护（爆管、超低液位）等功能。电液控制系统为重庆航天集团生产的ZDYA-ZA 电液控制系统，具有邻架控制、三机联动、成组动作、组合动作等多种功能。液压支架为河南矿机有限公司生产的 ZY5000/14/30-D 型支撑掩护式支架。采煤机为鸡西煤矿机械有限公司生产的变频调速电牵引双滚筒采
9、煤机，最大截割高度 3.2 米，具有完整的电控保护系统。 4.1 回采工艺及劳动组织 工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板，多循环正规作业。采煤机两端斜切进刀，双向割5煤，往返一次进两刀，每刀进度 0.6m。分段追机拉移支架和移运输机，移架滞后采煤机 35m，移运输机滞后采煤机 15m 左右。工作面上、下端头分别采用一对 4.4m 长钢梁联锁托棚支护，一梁三柱。两巷替棚段长10-12m，沿走向挂两排铰接顶梁，单体柱做腿，一梁一柱，外段超前采面 50m 挂三排铰接顶梁加强支护，拱形棚子用单体柱打点柱加强支护。工作面采用“四六”制作业，三班采煤，一班检修。工作面顶板破碎处铺金属网。金
10、属网采用 12#镀锌铁丝编织成经纬网，长 10m，宽 1.2m。铺网方式为架前铺顶网，顶板破碎段或过构造时铺双层网，用圆木或大板架走向梁或顺山板。 4.2 工作面破碎顶板管理 上、下端头处三角区管理：过机头、机尾时，支架梁端架走向梁托顶，煤机割至端头时留 0.5-0.8m 煤皮不割透，控顶后再用煤机割去下部煤体。要保证端头至采面 10-15m 运输机平缓过渡，并保持机头机尾处高度。 利用液压支架主动控制顶板：保持支架前梁接顶良好，并有足够的支撑力。采高发生变化时要及时调整立柱加长段。严禁空顶，严禁前梁上有浮矸。减少端面距。坚持追机移架和超前移架，减少端面空顶距离和空顶时间。顶板破碎段要及时上走
11、向梁和顺山板，保持端面空顶距离不大于 0.34m。坚持擦顶带压快速移架，降低顶板下沉量，保持顶板完整。4.3 工作面机尾甩斜子管理 在采面初采前风巷有 38 米斜子，按保持正常伪斜 8 米计算，采面机6尾需要甩 30 米斜子，甩斜子时按机头：机尾（1：10）进行，每割 1 个机头过 10 个机尾，当在甩斜子期间如果机头下窜可将甩斜子调整比例。当机头进 3.3m 时，机尾进 33m 后，由技术员确定甩斜子是否结束，甩斜子结束后开始调整伪倾斜，至到伪倾斜合适，然后正常推进，两巷平行推进。甩斜子采用大斜子套小斜子的方法，以顺直运输机为标准，防止运输机出现陡弯和死弯。机尾甩斜子原则上机头不动，只过机尾
12、，为使溜子顺直，每割 10 个机尾割 1 次通刀，让机头有活动的余地， （如果机头下滑的厉害可调整机头与机尾比例）第 10 次割通刀，推溜、拉架都以下往上进行。斜子头位置尽量选在顶板较好的地方，若必须放在条件差的地方时要先架顺山板或走向梁配合单体柱维护好顶板。甩斜子期间要固定专人推溜拉架，前后对照，保证支架拉直溜子推直。溜子出现弯曲时，推溜工要及时将溜子推直，支架工要及时靠架，确保采面溜子、支架直。为保证溜子能推够、推直，煤机司机要放慢牵引速度，把浮煤尽量拾净，把底板尽量割平。甩机尾及平推的过程中要密切注意采面溜子、支架的下滑情况。原则上以采面支架不倒架、不咬架为准。出现采面溜子机头下滑过快，
13、以及采面支架出现倒架、咬架，要及时进行调架，防止挤架、咬架发生，调架遵循作业规程移架章节中的有关规定。并汇报队值班干部。 5 结论 通过对电液控综采设备在复杂顶板条件下自动化综采系统的研究、戊 9-23030 工作面设备选型研究、生产技术研究、综机设备使用与检修，进一步加强对工作面的研究，其中过落差达 4.5 米、7.5 米的 15#、16#7断层的方案的论证，不仅节约了煤炭资源，提高了煤炭回采率，同时在国产电液控设备条件下达到月产 10-15 万吨、年产 100 万吨的目标，创同等条件下安全高效，达到国内先进水平，同时采用的电液控设备达到国际先进水平。为以后采煤方法的自动化、信息化奠定了一定的基础。 参考文献 1 马士亮.无胶结假顶条件下顶板控制技术研究J.山东煤炭学会优秀学术， 2004. 2 田清长.应用电液控制系统跟机自动化技术改进综采工作面回采工艺，实现安全高产高效管理J.中国科技纵横 ， 2011， 第 13期（13）：318-319 3 雷其春.无胶结假顶条件下工作面顶板控制研究J.东北大学， 2003 4 陈培锋.核电厂数字化仪控系统动态概率安全评价方法研究J.厦门大学 ， 2014 5 万军，彭波，高安，王政委.电液控自动化综采工作面的技术分析与研究J.能源技术与管理 ， 2014
