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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 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|30码期期必中 / 13-06-12

    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,确保矿井安全生产。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”。积极开展“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保护空间。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停机,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。

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