014炮采机装新工艺重点详解.ppt

“炮采机装”新工艺 中国矿业大学 汪理全 教授 兖矿集团北宿煤矿是全国非常有代表性的薄煤层现代化矿井，它不仅煤层薄（０.9m），而且煤层内赋含坚硬的硫化铁结核（普氏系数高达11），正是由于这种坚硬的硫化铁结核，使得割煤机、刨煤机等现代化机械和新工艺无能为力。 几十年来，我矿一直采用打眼、装药、放炮、人工装煤的落后工序。人工劳动强度大，安全可靠性差，效率低、成本高、产量低。随着对采煤工作面各道工序认识的深化，总结出：在不改变放炮落煤工序的前提下，利用关键技术，探索有效途径，优化工序，同样可以建设含夹矸薄煤层高产高效矿井。 一、主要工序的创新构想： 薄煤层炮采工作面最不安全最繁重的体力劳动是装煤，它占全部工作量的65%以上 ，并且分布在运输机的前面和后面，条件相差距大，很难用一种有效的技术来改进“铣”装煤这种原始的作业方法，但是按照位置的不同可将煤分为溜前煤和溜后煤，这样就给我们提供了解决问题的思路： 根据两部分煤的不同特点，采取不同的关键技术，既溜前煤用“铲”的方法解决；溜后煤用“挡”的方法解决。 所谓“铲”就是铲装煤，把爆落在运输机和煤壁之间的煤铲装入运输机内拉走，可以通过安装在溜子前边沿的铲煤板来实现（见后图）， 在老塘侧千斤顶推力的推动下把煤铲进运输机内，实现铲装煤的目的；所谓“两挡”就是两块挡煤板巧妙组合在一起，通过调整重合部分的大小来适应采高的变化，实现全封闭挡煤。采煤工作面煤体爆破后，一部分煤在爆破力的抛掷下冲向刮板运输机老塘侧，在刮板运输机老塘侧设置挡煤板后，煤被挡煤板挡住进入运输机内被运输机拉走，从而实现铲装一体化（附溜前铲装示意图)。 二、铲煤板的设计 铲煤板实质就是安在溜槽帮上的一个楔子，靠推力将铲板铲入煤体，在后部推力的推动下溜槽和铲煤板前移，煤沿铲煤板向溜槽内滑动，在煤堆自然角的作用下落入运输机槽内，由运输机拉走。 因此对铲煤板的基本要求是： 1。铲入角要小，目的是减少铲入煤体阻力;（附铲煤板示意图） 2. 煤体对铲煤板产生的阻力的合力在溜槽帮高度中心线以上，目的是平衡后部推力产生的以铲煤前端为支点向上的力矩。 3. 实践证明，高度中心线以下选30°角，中心线以上选45°角，中间用圆弧过渡，这样溜子前移时，保证煤沿铲煤板进入溜槽，实现顺利铲煤。 三、挡煤板的设计 挡煤板的材质非常关键。因它的作用是阻挡抛向控顶区和老塘的落煤，使其就地落在运输机上，挡煤板瞬间承受的爆破冲击力相当大，所以对挡煤板要求非常高：既要有它的可塑性，起到缓冲作用，又要坚固耐用，起到最佳的挡煤效果，同时还便于操作。 经反复试验高分子聚乙烯材料具备这种要求。经过理论计算和现场测试，确定挡煤板为：1.5m×0.4m×0.03m，为减少挡煤板在爆破落煤时所受的爆破冲击力，在挡煤板上布置若干分布有序的卸力孔（?30mm），以便降低在爆破落煤时的受力（详见挡煤板示意图）。 四、挡煤板的安装与操作 1．1 一挡的安装 挡煤板和护管架必须是铰接，第一块挡煤板的下边沿与溜子的护管架用连接环牢固地铰接在一起，这种连接方式既能使一挡和工作面溜槽一体化，牢固耐用，起到随机前移的作用，又能使挡煤板只能向采空区方向倾斜而不能倒向煤壁侧，防止响炮时挡煤板挡不住煤或被刮板运输机拉坏。一节溜子一块挡煤板。5节溜子留一700mm以上的出口。 1．2 二挡的安装 第二块挡煤板和第一块挡煤板一一对应，第二块挡煤板是通过锚链附设在第一块挡煤板的采空区侧，并用“锁板”将其固定在任意高度，二挡可利用锁板沿锚链自由移动，起到升降的目的。当二挡达到预定高度后，利用锁板旋转锁住二挡。工作面放炮完毕后，用相同的方式降低二挡到合适位置，操作方便可靠（附挡煤板挡装示意图）。 2. 挡煤板的操作 当工作面前移刮板运输机时挡煤板随机前移，移够宽度后支护工扶起挡煤板在挡煤板后支上一排正规排柱，当挡煤板高度不够时可升高二挡，以达到全封闭挡煤的要求。响炮时，爆破工从安全出口的地方联线，而后从工作面机头向机尾依次放炮落煤，在放炮落煤过程中实现挡装。 五、结论 1. 降低采煤工人的劳动强度 “一铲两挡”的成功应用，使采煤工人从繁重的大锨攉煤中解放出来，大锨只是一种辅助工具，用于清理顶底高低变化而遗留的浮煤，劳动强度降低40%。 2. 煤炭回收率提高 挡煤板使用后老塘几乎没有浮煤，煤炭回收率在98%以上。 3. 人工效率提高 由于挡装煤和铲装的成功应用，使出煤工序时间缩短50%，整体效率提高30%。 4. 改善作业环境 挡装后工人进面就等于进入了已攉完煤的工作面，空