薄煤層單一長壁回采工藝與中厚煤層的不同點是落煤機械除了滾筒式采煤機外,還有刨煤機、螺旋鉆機等。因為薄煤層采高小,頂板壓力小,圍巖變形破壞程度也小,所以,工作面支護強度小于中厚煤層工作面;頂板管理方法要應用全部垮落法、緩慢下沉法和局部充填法。假設回采工作面的直接項或偽頂為炭質泥巖或炭質頁巖,為生產方便和提高效率,應采取增大采高實施回采。如圖1所示,應用全部垮落法管理頂板的刨煤機綜采工作面布置示意圖。
1薄煤層刨煤機回采工藝分析
1.1刨煤機刨煤
(1)截深較小,通常是50~100mm。
(2)牽引速度決,通常是0.4~2.0m/s。
(3)通常不可自開缺口進刀,特別是當工作面兩巷斷面較小時,要以人工做出迸刀缺口。
(4)依靠安裝在刨頭上的一組刨刀刨削煤體,使其破落下來,并使用導煤斜面將破落下來的煤裝入工作面
輸送機運出工作面。
(5)通常刨煤機的刨削過程中不可調,殘留部分項煤,移架前由人工處理下來。
(6)刨煤機沿工作面全長的工作狀況,由它所配合的工作面輸送機的平直度決定。
(7)刨煤機可是在工作面端頭集中操控。工作面條件差時,需要在工作面內設若干個控制點操控。
1.2輸送杌移置
(1)為了保證刨煤機的連續刨煤,需要適時移置。
(2)移置步距小,墻送機移步可以一次到位,保證全長移成直線。
(3)端頭支護應與輸送機機頭、機尾的頻繁移動相符合。機頭機尾的移置,應使用絞車牽引與支架推移相結合的措施。
1 3工作面支護
(1)工作面頂板沿全長一次快速暴露,但寬度較小,而支架為了不致反復支撐頂板,有利頂板完整,不能隨之頻繁前移,刨煤機在多次刨進后,才能移動一個步距。因此,頂板暴露時間較長,為有效控制頂板,支架頂粱可配設伸縮梁,在刨煤機過后,適時伸出支撐頂板。
(2)在刨煤機經多飲刨進達0.5~0.6m后,就要停止刨煤,全工作面進行順序移架。
(3)刨煤機的牽引傳動裝置,通常設在工作面輸送機的機頭、機尾靠采空區,因此,使機頭、機尾顯得尤為龐大,加強墻頭處的頂板支護非常重要,應使用金屬大抬棚支護方式,它架設方便靈活,交替移步時,不是全部卸載,有助于頂板維護。
(4)進刀缺口的長度以放置工作面軸送機機頭、機尾,以滿足刨煤機進刀;超前寬度根據循環進度及頂板條件確定。缺口支護采用垂直煤壁的棚子支護,棚梁一端插在液壓支架頂粱的上方,另一端由貼幫單體支柱支撐,隨著支架前移使用。
1.4薄煤層刨煤機I作面生產應注意的問題
(1)要具體按照底板起伏狀況,調整好底刨刀的位置,防止啃底和飄刀的發生。
(2)要根據各處刨刀的狀況,適時更換刃鈍的刨刀,特別是底刀。
(3)工作面輸送機要成一條直線。
(4)應用液壓傳動裝置牽引的刨煤機,要從煤的硬度,估算牽引阻力,確定刨煤機的牽引速度。
(5)要使用好設備防滑裝置,防設備下滑。
1.5薄煤層刨煤機回采主要優缺點
(1)有利于實現薄煤層機械化開采,可以取得高產、高效,低耗的經濟效益。
(2)刨煤機結構簡單,方便操作、容易掌握和操作,設備故障少,塊煤率高,配套設備相對較輕,初期投資相對較少。
(3)在煤與瓦斯突出礦井適合使用。
其缺點是硬煤,粘頂煤,有硬夾矸,賦存不穩定煤層,不太適合使用。
2、簿煤晨回采工藝發展方向
2:1提高工作面自動化程度
因工作面內作業困難,可提高采、支、運工序的自動化程度,減少工作面內的操作人員。刨煤機可實現自動化,由計算機控制的定量割煤機組與配有電液系統的液壓支架配套,實現工作面自動化采煤。
2.2發展無人工作面采煤
如螺旋鉆機采煤工藝、短壁工作面鋼絲鋸采煤工藝和刮斗刨煤機采煤工藝等,人員可不進入工作面,而在巷道內作業,具有安全條件好和工藝簡單等優點,但是要用無支護的項板管理方法。
2.3采用煤柱支護法管理頂板
一些無支護的無人采煤工藝,它應用于煤柱支撐法管理頂板。最近幾年,一些煤礦采用各種方法回收煤柱,先用煤柱支撐頂板,造成支護無人開采的條件,采完后用這種采煤工藝回收煤柱。
2.4局部充填和緩慢下沉法管理頂板
近幾年來,薄煤層開采局部充填相對增加。特別是厚度為0.8m以下的煤層,隨著開采厚度的減少和工作面推進速度的提高,不但能實現支護頂板緩慢下沉,還能實現無支護的頂板緩慢下沉。
2.5應用輕型支架和氣垛支架
工作面支架的運入、運出、操作均比較困難。薄煤層開采頂板壓力小,工作面允許采用輕型支架,如輕型液壓支架,特別是氣垛支架投資少、維修費用低、安全狀況好,是較好的選擇。