21304工作麵位於永煤集團陳四樓煤礦南十三采區,該工作麵周圍為實體煤,切眼靠近Fsl斷層保護煤柱。為提高煤炭回收率,工作麵切眼沿斷層防水保護煤柱掘進,切眼法線方向與工作麵推進方向夾角36°,初采工作麵需要調斜。目前陳四樓煤礦已采超過300的工作麵有21001工作麵300和2209工作麵450,以上兩個工作麵均采用虛中心比例調斜,針對以上兩個工作麵調斜回采過程中遇到的問題,優化21304工作麵調斜回采方案見圖。
2、防支架擠死演算
切眼與工作麵夾角360,每多進一個機尾工作麵調斜角度0.2047°~0.2163°,工作麵支架頂梁寬度1.43m,夾角達到17.570支架間隙為0(理論值),現場操作按照理論值的60%計算:
機尾比機頭多割48刀左右,容易出現支架擠死,必須對支架進行及時調整。另根據作業規程規定:支架與運輸機必須保持垂直狀態,夾角偏差不得超過50,計算可得:
3、運輸機上竄下滑演算
調斜比例的確定由多方麵因素決定,具體如下:
(1)工作麵推進方向與順槽的法線夾角大小。
(2)工作麵運輸機的上竄下滑(坡度、推溜方式、防滑使用等)。
(3)順槽設備與工作麵刮板輸送機的搭接長度。
本工作麵推進方向與切眼法線方向夾角36°,正常情況下,機頭每推進一刀,運輸機機頭與轉載機搭接向機尾方向上竄情況如下:
1 =0.6sin(36°(n尾-n)
(2)式中l-推一個機頭機頭上竄量;
n尾一累計推機尾個數;
一平均推一個機尾切眼夾角變化量,取
0.20470,刀:
0.6-機頭煤牆推進迸尺。
通過本公式,推第一個機頭時,工作麵刮板輸送機與轉載機搭接相對上竄量為:
l =0.6sin360 =0.35267m
為調正工作麵切眼夾角,使切眼與兩巷垂直,機尾比機頭需要多進102.8m共計173刀,按照1:10調斜設計,機頭預計上竄量(理論值,不考慮推溜方向及工作麵坡度造成的運輸機上竄下滑)為:
按照1:10調斜,勢必會造成運輸機上竄嚴重,造成機頭搭接不合理,需要在運輸機機頭接2節中部槽,以保證合理搭接。
按照l:20調斜演算如下:
按照1:20調斜,同樣會造成運輸機上竄嚴重,造成機頭搭接不合理,需要在運輸機機頭接2節中部槽,以保證合理搭接。
4、兩個方案的優缺點比較
4.1 采用固定比例調斜,會出現以下問題
(1)運輸機嚴重上竄,造成機頭搭接不合理,運輸機拉回頭煤。
(2)搭接不合理後,需要延長工作麵輸送機機頭,運輸難度大,操作不安全。
(3)上shang竄cuan量liang過guo大da後hou,機ji頭tou需xu要yao增zeng設she邁mai步bu抬tai棚peng支zhi護hu,增zeng加jia工gong作zuo量liang的de同tong時shi,機ji頭tou邁mai步bu抬tai棚peng支zhi護hu寬kuan度du較jiao大da,同tong時shi機ji頭tou老lao頂ding進jin入ru初chu次ci垮kua落luo階jie段duan,安an係xi數shu較jiao低di。
(4)為有效控製運輸機上竄,調斜回采時需要頻繁的采用防滑牽拉,單體柱頂推運輸機等措施,降低作業安全係數。
4.2相比較采用定中心調斜回采有以下優點
(1)工作麵初采調斜,機頭至20#架附近左右容易擠死支架,采用定中心調斜,該段支架基本未出切眼,調架作業方便,作業安全。
(2)采用定中心調斜,運輸機不會出現上竄現象,機頭不需要接中部槽,減少工作量。
(3)若調斜過程中運輸機出現下滑,通過推機頭即可有效保證設備合理搭接,控製方便簡單。
(4)由於1}}支架與巷道夾角較大,造成l#架外幫支護難度增加,采用定中心調斜,1#支架不出切眼,基本無動壓影響,安全係數高,工作量較小。
綜合比較兩種方案,選擇定中心調斜回采。
5、定中心調斜方案確定
工作麵共1 15架,根據《21304綜采工作麵作業規程》規定,“運推溜彎曲段長度不能大於15m”(10架長度),根據工作麵長度及回采工藝要求設計,確定調斜比例係數:式中N-工作麵支架總數;
10(重刀機尾):1(空刀機頭),為一個調斜循環對工作麵調斜回采。
為保證支架與運輸機偏角不大於50,根據(式1)工作麵每完成2個循環必須對工作麵支架調整一次。
(1)煤機從機尾向機頭重刀割煤至機頭,從機尾推溜至20架。(一個機尾)。
(2)煤機向機尾重刀割煤,從10架向機尾推溜,割透機尾,煤機機尾斜切進刀。(二個機尾)。
(3)向機頭重刀割煤至20架,從機尾推溜至40架。(三個機尾)。
(4)煤機向機尾重刀割煤,從20架向機尾推溜,割透機尾,煤機機尾斜切進刀。(四個機尾)。
(5)向機頭重刀割煤至40架,從機尾推溜至60架。(五個機尾)。
(6)煤機向機尾重刀割煤,從40架向機尾推溜,割透機尾,煤機機尾斜切進刀。(六個機尾)。
(7)向機頭重刀割煤至60架,從機尾推溜至80架。(七個機尾)。
(8)煤機向機尾重刀割煤,從60架向機尾推溜,割透機尾,煤機機尾斜切進刀。(八個機尾)。
(9)向機頭重刀割煤至80架,從機尾推溜至100架。(九個機尾)。
(10)meijixiangjiweizhongdaogemei,getoujiwei,jitouyunshujiliukongdaobutui,shunzhigongzuomianyunshuji,meijixiangjitougezhimeibi,getoujitouhou,kongdaofanhuizhijiwei,tuiliuzhijiweishunzhigongzuomianyunshuji(機頭不推),機尾斜切進刀。(十個機尾)。
調斜過程中,根據運輸機的下滑情況,可適當推機頭保證機頭合理搭接。
6、總結
為(wei)提(ti)高(gao)陳(chen)四(si)樓(lou)煤(mei)礦(kuang)煤(mei)炭(tan)回(hui)收(shou)率(lv),綜(zong)采(cai)工(gong)作(zuo)麵(mian)在(zai)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong),充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)資(zi)源(yuan)回(hui)收(shou)的(de)最(zui)大(da)化(hua),同(tong)時(shi)也(ye)對(dui)陳(chen)四(si)樓(lou)煤(mei)礦(kuang)現(xian)有(you)綜(zong)采(cai)調(tiao)斜(xie)工(gong)藝(yi)提(ti)出(chu)新(xin)的(de)要(yao)求(qiu),采(cai)用(yong)定(ding)中(zhong)心(xin)調(tiao)斜(xie)能(neng)有(you)效(xiao)解(jie)決(jue)調(tiao)斜(xie)過(guo)程(cheng)中(zhong)運(yun)輸(shu)機(ji)上(shang)竄(cuan)下(xia)滑(hua)等(deng)問(wen)題(ti),減(jian)少(shao)掐(qia)接(jie)等(deng)工(gong)作(zuo)量(liang),是(shi)對(dui)綜(zong)采(cai)調(tiao)斜(xie)工(gong)藝(yi)的(de)一(yi)次(ci)嚐(chang)試(shi)。
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