綜放工作麵回采工藝實測總結
綜放工作麵回采工藝實測總結
工作麵為攻關項目“年產600萬噸綜放工作麵設備配套技術與裝備”的實施工作麵，該麵於8月份安裝完畢開始試運轉生產。8、9份為設備調試運轉階段，10~12月份為試生產階段，進行工業性試驗，組織高產高效生產。
為做好工作麵工業性試驗與回采工藝實測工作，礦專門召開會議進行統一安排，並由礦長專門召集礦有關人員對回采工藝試驗方案的確定進行討論分析，通過對攻關實施工作麵的回采工藝實測結果和該麵試生產期間采用的回采工藝的分析研究，確定了麵工業性試驗期間的割煤方式采用中部進刀單向割煤、端部進刀單向割煤、端部斜切進刀雙向割煤三種割煤方式進行試驗。並由技術科（10人，其中外借4人）、地測中心（1人）、綜采一隊（1人）組成實測小組進行工藝觀測和相關數據的收集工作。實測內容主要有割煤、移架、放煤速度及其各工序的相互配合、割煤高度、支架初撐力、停機因素等。
一、實測數據整理結果
1、采高
工作麵設計采高3.0m，觀測期間每班每隔10組支架量測一次，觀測10天，共計30個班。實測平均采高3.04m，各班最大采高平均3.24m，各班最小采高平均2.85m，中部進刀單向割煤與端部進刀單向割煤采高相近。工作麵在此采高（指3.04m）正常推進的情況下，支架能夠保持頂板完整，放煤順利。但在工作麵頂板來壓期間，煤壁片幫較大，局部頂煤破碎，可見工作麵來壓期間應適當降低采高，控製在2.8~3.0m較為適宜。
2、支架初撐力
支架初撐力均是在移架工序完畢後及時采集到的。每班分別在工作麵上中下部頂板完好的區域各連續觀測五組支架，每班觀測一次，共觀測30個班，觀測結果見表1
表1 支架初撐力及其利用率
|
前 柱 |
後 柱 |
整 架 |
|||
|
平 均 |
占額定值% |
平 均 |
占額定值% |
平 均 |
占額定值% |
|
1882.5KN/架 合19.19Mpa |
60.9% |
853.6KN/架 合10.25Mpa |
32.6% |
2736.1KN/架 |
47.9% |
由表1可知：支架初撐力較低，經現場觀測分析表明，造成支架初撐力低的原因主要是支架供液時間不足，據現場測試，達不到初撐力（指24Mpa）的支架，在頂板完整的區域內，再次給支架供液，支架初撐力均能達到24~26Mpa；其次存在支架前後柱不同時升的現象，相當一部分支架在升架時隻給前柱供液，這是後柱初撐力低的又一主要原因；三是頂板破碎區域由於頂板鬆散，支架較難達到初撐力。另外支架超高區域，支架工在升架時怕出現明顯錯茬，支架達不到初撐力就停止供液。因此，升架時必須保持足夠的供液時間（經現場測試，供液時間必須在支架接頂充分後，再持續供液3秒鍾以上，就能達到初撐力）；同時加強支架檢修，及時處理支架串漏液現象，並控製好采高，不要超高。
3、煤機進刀方式與割煤速度
試驗期間采用了中部進刀單向割煤、端部進刀單向割煤、端部斜切進刀雙向割煤三種割煤方式，分別觀測了6天、4天、1天。采用端部斜切進刀雙向割煤方式，由於該方式出煤量較為集中，受外圍係統運量的限製，滿倉次數較多，設備經常帶載啟動，對設備損傷較大；另一方麵前部運輸機前浮煤多，影響運輸機的及時推移到位，需要倒機清理浮煤，影響正常工序組織，該方式隻試驗了一天，收集到的數據因當時支架問題，移架時間長，數據基本沒有參考價值。
中部進刀單向割煤與端部進刀單向割煤，其割煤方式差異不大，采放均可平行作業，及時跟機移架，缺點頂板不好時不能及時拉超前支架。兩者相比而言，中部進刀方式進刀部位比較靈活，對頂板及運輸機上竄下滑控製較為有利。正常情況下以中部進刀方式為宜，但在出現上竄下滑較為嚴重的情況下應以端部進刀為宜。
表2 采煤機不同進刀方式運行特性
|
運行特性 割煤方式 |
割煤速度 （米/分） |
空刀速度 （米/分） |
端頭維護影響時間（分） |
循環時間（時） |
|||
|
上行 |
下行 |
上行 |
下行 |
上頭 |
下頭 |
||
|
端部單向割煤 |
---- |
4.481 |
9.477 |
---- |
0 |
10~20 |
1.89 |
|
中部單向割煤 |
3.844 |
3.981 |
8.557 |
7.885 |
0 |
2.13 |
|
由表2可知：采用中部進刀單向割煤方式，其割煤循環時間2.13小時，較端部進刀單向割煤循環時間長，上端頭維護對生產基本上沒有影響，下端頭維護影響時間一般為10~20分鍾，很多情況下下端頭維護是利用滿倉時進行。
4、移架速度
工藝試驗期間移架數據采集方法采用了兩種測試方式。一種方式是測定一段距離內平均單架移架時間（包括支架工換位時間）；另一種方式測定單架移架時間和支架降、移、升各階段時間。實測單架移架速度為23.62秒/架，1人連續移架時，平均移架速度33.48秒/架，可見支架連續前移時支架工換位時間和移架前的觀察時間合計為9.86秒。
表3 支架單架移架時間
|
時間 |
班數 |
移架平均時間 （秒） |
實測架數 |
回采工藝方式 |
|
1.1~1.6 |
18 |
23.71 |
1202 |
中部進刀單向割煤 |
|
1.11~1.14 |
12 |
23.48 |
838 |
端部進刀單向割煤 |
|
總平均 |
單架移架時間23.62s |
|||
表4 支架單架降、移、升分段時間
|
時間 |
班數 |
降 （秒） |
移 （秒） |
升 （秒） |
實測 架數 |
回采工藝方式 |
|
1.1~1.6 |
18 |
5.48 |
9.04 |
7.27 |
106 |
中部進刀單向割煤 |
|
1.11~1.14 |
12 |
5.83 |
10.33 |
6.18 |
119 |
端部進刀單向割煤 |
|
總平均 |
|
5.67 |
9.72 |
6.69 |
|
|
由表4可知：單個支架降、移、升各段時間分別平均為5.67s、9.42s、6.69s，純移架時間9.72s，占完成單架移架時間的41.2%。工作麵在回采過程中，底板浮煤清理及時，支架前移比較順利，不存在移架不及時而影響對頂板及煤壁的控製。觀測過程中，支架單架完成降、移、升全過程在10秒左右的也存在，占的比例較小，經觀察其初撐力均較低。
在現場生產過程中為保持支架齊直和循環進尺足夠需移架二次，表3、表4數據均為第一次移架時測得，第二次移架一般在煤機采煤、推移前部運輸機（一般推移0.2~0.3m）後進行移架（一般移架0.2m左右）順直。
與“九五”支架移架速度對比見表5
表5 支架移架速度對比表
|
工作麵 |
單架移架速度（秒） |
純拉架時間 （秒） |
升降架時間 （秒） |
純拉架時間占 總時間 |
|
4326 |
23.62 |
9.72 |
13.9 |
41.2% |
|
5318 |
28.3 |
17.8 |
10.5 |
62.9% |
由表5可知：工作麵單架移架速度較5318工作麵提高4.68秒/架，純拉架時間提高8.08秒/架，其升降時間長3.4秒/架，這主要是與工作麵頂煤易破碎鬆散有關，支架在升架時有一個壓縮浮煤及鬆散頂煤的過程，故麵升降時間略長。這裏升降架時間長主要是指升架時間長，降架時一般降的較少，降架時間短，在很多情況下采用擦頂移架，支架工換位時間相近。
工作麵按33.48秒/架.工（包括支架工換位時間）、2個支架工移架計算，折合移架速度5.38米/分，能夠及時跟機移架，且移架時間相對較為充足。考慮到推拉前後部運輸機及外圍運輸係統的製約，煤機速度不宜過大，應控製在：割煤速度在3米/分左右，空刀速度在6米/左右，這樣速度降低，單位時間內出煤量減少，相對出煤均勻，可減少滿倉影響時間。
5、放煤速度
該工作麵煤機截深1米，因而采放工藝均采用一采一放，放煤順序是根據該麵煤層的賦存特點和相鄰工作麵的開采經驗，確定為單輪順序放煤，即該麵采用一采一放單輪順序放煤的回采工藝。
表6 支架單架放煤速度
|
時間 |
觀測班數 |
實測架數 |
單口放煤時間（秒） |
|
1.1~1.6 |
18 |
891 |
94.21 |
|
1.11~1.14 |
12 |
707 |
62.54 |
|
總平均 |
單口純放煤時間80.2秒/架，1人連續放煤86.02秒/架 |
||
該麵煤層厚度較大，采放比為1：1.867，由於該麵煤層節理裂隙發育，煤體易破碎，據現場觀測，受頂板壓力影響，工作麵在傾斜方向上煤體破碎程度有一定的差異，表現為工作麵中部、中上部煤體破碎較為嚴重，在支架前移的過程中，頂煤隨支架的前移冒落的煤量較多。據現場觀察：工作麵中部、中上部頂煤隨支架前移頂煤自然冒落量約占頂煤總量的30%左右，頂板來壓時其頂煤自然冒落量約達到50%以上，相當一部分支架見矸量較多；工作麵下部相對自然冒落量較少。因而支架放煤時間差異較大，有的放煤量很少，有的見矸直接不放，整體而言，放煤循環不是很正常，一般每班隻安排一名專職放煤工在煤機割煤時進行放煤，煤機跑空刀時，支架工配合放煤，割煤一般不等放煤。實測單口放煤時間平均為80.02秒，1人連續放煤86.02秒/架，依此計算，在一個放煤循環內放煤架數約占全麵支架總數的70~80%。
6、工作麵停機因素與開機率
表7 工作麵1月份停機因素統計
|
日期 |
滿倉 |
煤機 |
前部 |
後部 |
皮帶 |
轉載機 |
破碎機 |
電氣 |
其它 |
外圍 |
開機率% |
|
1~6日 影響時間 |
1395 |
125 |
0 |
70 |
95 |
32 |
107 |
200 |
739 |
225 |
61.4 |
|
11~14日影響時間 |
1165 |
0 |
145 |
0 |
0 |
0 |
0 |
39 |
495 |
273 |
58.9 |
|
合計 |
2560 |
125 |
145 |
70 |
95 |
32 |
107 |
239 |
1234 |
498 |
60.4 |
|
停機率（%） |
50.2 |
2.45 |
2.84 |
1.37 |
1.86 |
0.63 |
2.1 |
4.68 |
24.2 |
9.76 |
39.6 |
由表7可知：工作麵停機因素主要是滿倉、外圍等因素。工作麵設備自身的可靠性較高，自身停機率較低。工作麵生產過程中其它因素（工作麵端頭維護、交接班、拉轉載機、供水）造成的停機率也較高。跟班期間各停機因素自身停機率及影響原因：
滿倉：停機率50.2 %，主要是外圍運輸係統的製約停機，每班均有因滿倉停機現象，外圍滿倉影響時間平均每班55分鍾；其次是工作麵出煤量的不均勻性，造成的停機現象也較多，一般每班4~7次，每次影響時間3~10分鍾不等，其影響時間每班約在30分鍾左右；合計滿倉時間每班平均為85分鍾左右。
煤機：停機率2.45%，為煤機滾筒剪切軸影響；
前部：停機率2.84%，為機尾鏈輪影響；
後部：停機率1.37%，為後部耦合器漏水、機尾不排水影響；
皮帶：停機率1.86%，分別為一、二部皮減速箱影響；
電氣：停機率4.68%，為高防開關、開關掉電、程序問題影響；
外圍：停機率9.76%，為8300皮帶打滑、給煤機掉電、變電所掉電、8300皮帶機尾滾筒、機尾皮帶跑偏、8300換機尾滾筒等因素影響。
其它：停機率24.17%，為工作麵端頭維護、交接班、拉轉載機、供水等影響。
工作麵1月份總的開機率60.43 %，循環時間2小時左右，每天可完成6~7個循環，達到設計要求，能夠滿足高產高效要求。從工作麵設備運行狀況來看，在外圍係統運力許可的情況下，工作麵設備還有一定的潛能，工作麵單產水平可進一步提高。
7、工作麵1月份生產指標完成情況
由表8可知：工作麵1月份產量完成631668噸，實現了年產600萬噸目標，達到了年產700萬噸的生產能力。
表8 工作麵1月份生產指標完成情況
|
月產（t） |
日 產（t） |
月進(m) |
平均日進 (m) |
回采工效（t/工） |
水分（%） |
灰分 （%） |
含矸率 （%） |
回收率 （%） |
||
|
平均 |
最高 |
平均 |
最高 |
|||||||
|
631668 |
20376 |
22368 |
194.7 |
6.28 |
287.98 |
320.76 |
7.04 |
18.33 |
1.43 |
86.84 |
對應的攻關項目------綜放工作麵工業性試驗期間的生產指標完成情況見表9
表9 綜放工作麵工業性試驗期間的指標完成情況表
|
平均月產（t） |
日 產（t） |
平均月進(m) |
平均日進 (m) |
回采工效（t/工） |
水分（%） |
灰分 （%） |
含矸率 （%） |
回收率 （%） |
||
|
平均 |
最高 |
平均 |
最高 |
|||||||
|
355368 |
12114 |
20169 |
211.6 |
7.74 |
177.98 |
288.13 |
6.80 |
17.83 |
1.35 |
81.42 |
由表3和表4可知攻關工作麵主要指標比較：
工作麵月產提高了27.63萬噸，提高77.8%；回采工效提高了110噸/工，提高61.8%；回收率提高了5.42%。
二、工作麵采放工藝參數選擇建議
通過以上對工作麵工藝實測數據的整理分析，在工作麵生產條件下組織高產，其采放參數選擇建議如下：
1、采高：設計采高3.0m較為合理，在頂板來壓期間由於煤壁片幫較大，采高在2.8~3.0m為宜，以加強對頂板及煤壁的控製。
2、移架速度：實測單架移架時間23.62秒/架，連續移架時，平均移架速度33.48秒/架，移架速度較快，能夠緊跟煤機及時移架，且移架時間較為充足，工作麵安排2人移架，折合移架速度5.38米/分，能夠滿足生產需要，不會對高產高效生產構成威脅。
3、煤機進刀方式：工業性試驗期間試驗了端部進刀單向割煤、中部進刀單向割煤、端部進刀雙向割煤三種方式。試驗表明單向割煤優於雙向割煤；端部進刀單向割煤與中部進刀單向割煤方式相比，其割煤方式差異不大，中部進刀單向割煤進刀部位比較靈活，對頂板及運輸機上竄下滑控製較端部進刀單向割煤有利，可作為優選進刀方式。
4、煤機速度：實測端部進刀單向割煤速度4.5米/分，空刀速度9.5米/分，割煤循環時間1.89時；中部進刀單向割煤速度3.8~4.0米/分，空刀速度7.8~8.6米/分，循環割煤時間2.13時。煤機在此速度下組織工作麵生產，單位時間內出煤量較高，外圍滿倉次數較多，因此應控製煤機速度，建議煤機割煤速度在3米/分左右，空刀速度在6米/分左右較為適宜。
5、放煤速度：實測單口放煤時間80.02秒/架，1人連續放煤時間86.02秒/架（包括放煤工換位及放煤前觀察時間），其循環放煤時間相對較長，因此，割煤循環時間應適當增大，緩解放煤時間相對不足的狀況。
綜放工作麵回采工藝實測總結
技術科
