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低位放顶煤郑煤三软煤层显神威

发布时间:2019-10-13 05:06:44

  低位放顶煤:郑煤“三软”煤层显神威

  7月25日下午3点,郑煤集团白坪煤业公司589米深的13091综采工作面一片静寂。

  跟班队长张力友经过安全确认后,命令:开机!随着指令的发出,庞大的综采机运转起来,黑色的乌金瀑布似地从低位窗口倾泻而下。张队长指着哗哗的煤流,大声告诉:以前,我们实行中位放顶煤技术,每班需要50多人,月产量只有10万吨。我们现在上了低位放顶煤技术后,每班减少到30多人,月产量却提高到20万吨以上。 

  低位放顶煤工艺,顾名思义就是放煤口靠近煤层底板的一种综采开采方式。它的优势是安全性能好、用人少、推进速度快、煤炭回收率高。曾多次参与郑煤低位放顶煤支架设计,国内知名的综采支架专家曹树祥说:低位放顶煤工艺的推广运用,使郑煤集团在探索高产高效方面具有了里程碑式的意义。

  苦苦探索,寻找三软煤层开采的最佳方法

  在国内煤矿开采中,三软煤层的开采一直是个重大难题。郑煤集团作为我国三软(底板、煤层、顶板松软)煤层的典型矿区,构造形态特殊、地质及水文条件复杂、煤层变化大、瓦斯含量高,严重制约着安全生产。1987年,原煤炭部分配给郑煤集团一套波兰产的综采设备,首先在王庄矿投入使用。由于采用的是分层开采,且地质条件复杂,工作面片帮、冒顶十分频繁。综采机在推进过程中,经常出现扎底,走不动,真像是泥牛掉到水井里,有劲使不上。当时,一个综采队月产只有2万吨左右。成本居高不下,单产和效率一直停滞在极低的水平上,综合机械化效能长期得不到充分发挥。

  怎么办?他们分析,单产上不去的主要问题是三软煤层的复杂开采技术条件下,采用分层开采不可能大幅度提高工作面单产水平,必须在采煤方法上寻求突破,推广放顶煤开采技术,也就是中位放顶煤技术。

  1988年,郑煤集团在米村矿试验采用综合机械化放顶煤开采工艺。后又与中国矿业大学合作,承担了省重点攻关项目《河南省不稳定难采煤层的开采技术米村矿三软不稳定厚煤层综采放顶煤技术》课题的研究,并于当年取得突破性进展。该项目的完成使综采放顶煤工作面单产由2万吨/月/个左右提高到5.8万吨/月/个,实现了单产翻番。初战告捷,他们并没有止步,继续进行高产高效矿井建设技术的全面试验研究,并且在主要核心技术和关键技术均有重大突破。特别是工程技术人员发明的悬挂式提底座快速移架装置,在快速移架技术方面取得了重大突破,使综采放顶煤工作面最高月产提高到了17万吨/月/个,是郑煤集团三软综放开采的第一次革命。 

  但是,随着矿井进入深部开采,地质条件更加恶化,加之中位放顶煤技术受架型限制,逐渐暴露出结构性缺陷。一是后部空间狭小,容易积煤导致侧翻,每班需68人翻入后部清煤,工人劳动强度大,不安全;二是经常出现片帮现象,每班需要6人在煤墙支护;三是支架底座前端压力大,前底座容易扎底;四是放煤期间存在脊背损失,窗口以下煤难以回收,回收率只有84%。郑煤人经过多年探索认为,依靠中位放顶煤技术已不能满足高产高效矿井的需要,必须进一步改革开采工艺,才能大幅度提高煤炭产量,保障安全生产。 

  量身定做,上马低位放顶煤技术

  去年初,郑煤集团总经理张明剑提出,要按照多上设备少上人的原则,强力推行低位放顶煤技术。他们先后组织人员到附近的王行庄矿,安徽淮北、陕西韩城等局进行实地考察,认为低位放顶煤技术比较适合郑煤的三软不稳定煤层。随后,组织工程技术人员与知名专家合作,针对中位放顶煤技术的弊端进行攻关。一是把支架放煤口下移1米,这样大大提高了回收率,而且支架控顶距大,直接顶跨落时对煤壁的破坏小,对煤壁的保护能力大大增强,减少了片帮现象的发生。二是在支架的伸缩顶梁千斤顶、拉后部运输机千斤顶与推移千斤顶液压管路中间增设双控液压单向阀。在操作拉架时,伸缩梁千斤顶会收缩、拉后部千斤顶会伸出,减少了支架操作步骤与误操作。三是在支架立柱中间设置行人通道,行人和支架操作时都在立柱中间操作,这样方便安全。

  在攻关过程中,聘请综采支架专家曹树祥到郑煤集团白坪煤业公司实地考察,融入郑煤三软煤层综放开采技术的成功经验,针对郑煤集团的三软煤层设计出了低位放顶煤技术方案。郑煤集团万合公司根据图纸加工出了107架低位放顶煤综采支架。今年5月份在白坪煤业公司13091综采工作面开始试验。经过两个多月的调试,取得了良好的效果。郑煤人终于找到了适合于三软煤层条件下的最佳开采方式。

  要让低位放顶煤技术在郑煤开花结果

  低位放顶煤技术在白坪煤业的试验成功,极大地鼓舞了郑煤集团工程技术人员的信心,使郑煤集团在高产高效矿井开采方面又上了一个新台阶:一是安全性高,支撑力强,能够有效减少顶板位移量,方便端头维护;二是操作方便。低位放顶煤支架不需要落后部,减少了生产工序,减轻了工人劳动强度;三是低位放顶煤支架工作阻力大,放煤口靠后,煤炭回收率能提高到95%以上;四是支架前后部运输能力强,煤墙易于管理,从而提高了工作面推进速度,提高了生产效率。

  郑煤集团公司董事长孟中泽说:低位放顶煤是郑煤集团开采技术的第二次革命,它把工人从繁重的体力劳动中解脱出来。实现了多上设备少上人的目标。我们要把白坪的经验在郑煤集团骨干矿井推广,做到遍地开花,最大限度地提高煤炭产量,减少人员投入,提高人均工效,保障安全生产。

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