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松软厚煤层综放工作面壓力變送器选型及开采工艺的应用
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松软厚煤层综放工作面壓力變送器选型及开采工艺的应用

时间:2019-11-07 08:47:39
将放顶煤开采工艺应用于松软厚煤层的开采工作中,通常会出现放煤与支护不协调的情况,并且,因为液压支架上方具有较为松软的特点,所以顶煤破碎或滑落的情况十分常见,从而导致顶部冒空的情况出现,甚至可能导致倒架事故。在某煤矿中,其年设计生产能力为 120 万 t,且一直应用的开采工艺为钢梁与单体液压支柱的放顶煤开采工艺,不仅生产效率较低,且难以保障工作人员的安全,所以应积极对开采方式进行改进。
1 矿井概况
主要针对该矿的 3102 工作面位于 5 号煤层,煤层走向为东西走向,并且自西向东煤层越来越厚,煤层非常薄处为 3.2 m,非常厚处则达到 7.5 m,顶板与底板均处于较为松软的状态,其中顶板主要为油页岩,底板则主要为泥质砂岩。该工作面的设计走向长度为 825m,需要进行回采的长度为800 m,工作面的倾角在 21° ~24°之间,平均倾角为 22°,沿倾向的长度为 121 m,可以进行开采的储量为 55 万 t。巷道的断面为 14 m 2 ,采用锚索、锚网以及锚杆共同进行支护。
2 壓力變送器选型
在概况开展开采工作的过程中,3102 工作面为首个应用水平综放开采技术的工作面,所以在开展工作的过程中无可借鉴的经验,由此,必须在其它条件较为相似的煤矿中进行调研,并与该工作面的实际情况进行结合,以保障能够对配套设置进行正确选型。
2.1 液压支架选型
將先進的放煤頂技術與當前該礦中所應用的技術進行充分結合,並在其中應用液壓支架支護技術,與此同時,將大流量快速移駕系統應用于其中。
(1)基本支架
工作面上具有一定的倾斜度,因此,必须对相关工作人员的安全问题,是必须进行考虑的重点内容。在实施开采工作的过程中,应用的放顶煤液压支架的型号为 ZF5000/17/28,该支架的组成包括伸缩梁、护帮板、活动侧护板以及底座防滑连接装置等,在活动侧护板的中间部分,留有一 Φ7 cm的炮孔。在规定采高达到 2.5 m 的情况下,对支架的尾梁进行相应的调整,可以实现尾部过煤的高度在 90 m 以上。
(2)過渡支架
架内运输壓力變送器中包含多个部门,其中的驱动部具有良好的防护空间以及较高的便利性,其二者均需进行相应的维护工作,所以需要应用反四连杆液压支架,指定型号为 ZFG5300/18/29。以此同时,该液压支架中的立柱、千斤顶阀门等相关配件,均能够 ZF5000/17/28 型放顶煤液压支架的配件进行通用,由此,对壓力變送器进行检修工作以及维护工作,均具有更高的便利性。
(3)端頭支架
因为工作面端头的情况必然各不相同,所以,为了保障运输顺槽的超前支护能力,就必须对运输顺槽开展有效的维护工作,使其能够保持顺畅,所以,主要对前置式和后置式的端头支架均需进行采用,其中前置端头支架的型号为 ZTQ5300/18/19,后置端头支架的型号则为ZFTH10600/18/29。
2.2 输送机及转载机选型
因为“松软”为该煤层的主要特征,所以在该工作面上存在较大的推移阻力,并且片帮也能够对其造成威胁。在工作面的前后部分,应用的刮板输送机型号为 SGZ730/2×160,其具有更大的运煤量,采用铸焊封底的方式对底槽部分进行处理,并将液压张紧装置配置于机尾部分。为了促使运输能力得到提高,同时进一步提升检修工作的便利性,此时所应用的转载机应能够与前后部输送机的零件进行通用,制定型号为 SZZ -764/160。
2.3 采煤机选型
因为工作面上具有较大的倾角,所以在其上开展工作时,可能会出现大块煤滚落或是采煤机滑移的情况,并由此引起伤人事件发生,所以在开展采煤工作的过程中,有必要应用可靠性更高、爬坡性能更好的电牵引采煤机,指定型号为 MG200/500-QWD。在该采煤机中配有 PLC,通过对其进行应用,记忆功能以及故障显示功能均可以得到更加有效的发挥,维护工作的开展也就更加高效和便捷。
2.4 电气壓力變送器选型
根據統計研究顯示,該工作面的總裝機功率爲
2 130 kW,电压为 1 140 V,所以在对其进行应用的过程中,需要准备两台 1 000 kVA 的移动变电站为其进行供电。并且,在综放工作面上,用电壓力變送器较为集中,所以们对于移动变压器的低压侧,应该安装一真空智能型的馈电开关。对于工作面的前后部分,其中所应用的装载机以及输送机所使用的均为双宿双电机,所以应该将智能组合开关作为启动开关,指定型号为 QJZ-4X315/1 140DP。
3 开采过程管理
3.1 加强顶板支护
因为放顶煤具有后掩护梁以及叉板,其支架的总长度能够达到 6.8 m,实施切巷工作时,需要至少 7 m 的宽度才能够完成一次扩刷工作,并且,在松软煤层中实施掘进工作,关键点就在于顶板管理,所以,在开展切巷工作时,可以采用边刷边扩边安装的方式。对于沿顶板的选择,应该使用由锚索以及高强锚杆所组成的联合支护顶板,其中锚索的规格为 Φ17.8 mm×8 000 mm,高强锚杆的规格为Φ22 mm×500 mm,并且,每掘进 4 m 距离,即进行长度为 3 m 的扩刷,与此同时,还应对顶板实施监测工作,以保障锚杆的初锚力能够为至少200 N/m。另外,每隔 20 m 距离,应安装一组顶板离层仪,以对顶板的情况进行实时的监测,从而实现有效控制顶板。
在开展边安装变刷扩工作时,应由机头开始进行刷扩,直至 30 m 时,使用单体柱促使支护强度得到提升。首先,将转载机以及刮板输送机安装于工作面上,使用刮板输送机开展刷扩工作,需要注意的是,刷扩过程中必须保持其与安装之间的距离,以避免发生安全事故。至于刮板输送机的弯曲段,应将其控制为 30 m,以既有为起点,将进行回采的刮板输送机一次性拨至固定位置,于机头处开始对液压支架进行安装,尽可能实现一次达标。
3.2 预防端头破碎
因为煤层具有硬度较低的特点,所以需要进行架棚支护。在端头支架的支撑力作用下,端头的顶煤极易出现破碎的情况,并且两端头在掘进时,必须进行全断面的铺网,于两帮工字棚之间进行补打锚杆。需要注意的是,利用巷道掘进的瞬间,应将以上全部工序完成。与此同时,为了避免顶煤下落将后电机埋住,在刮板输送机的电机前后 10 m 处的位置,均应进行全断面铺网。
3.3 合理计算采煤机和放煤步距
将煤层较软以及工作面倾斜两个因素作为重要基础,为了避免发生冒顶片帮事故等不良情况,以相应的调研结果为依据,将采煤机的截深设置为 0.6 m。通过 PFC 数值模拟软件对“一采一放”、“两采一放”、“三采一放”等不同的放煤步骤进行应用情况下的顶煤回收率实施模拟运算工作,运算结果显示,对“两采一放”模式进行应用,其回收率能够达到 78.89%,为多种模式中回收率之非常高。由此,应采用的放煤布局为“两采一放”。
4 结语
因为厚煤层具有松软的特性,所以在相关的采煤工作中应该积极对方法进行革新,对应用的壓力變送器进行科学合理的选型,制定有效的支护方案,在积极保护生产安全的同时,促使煤矿生产力得到切实提升。
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