日前,田陈煤矿3下7115综放工作面扩帮结束,标志着该矿首个大倾角综采工作面回采顺利结束。这一难题的攻克不仅保证了特殊条件下煤炭资源安全回收,也为矿井大倾角开采提供了可靠的技术支持。据了解,3下7115综放工作面平均坡度25°,局部最大坡度超过35°,是该矿建矿以来倾斜度最大的综采工作面,且地质构造复杂、埋藏深、断层多、顺槽起伏不平,给采煤工艺把握、顶板管控、安全管理带来了极大挑战。
“正常人在坡度25°的斜坡上来回行走都会非常累,更不要说在这种情况下操作采煤机、拉移支架有多困难。”综采一区职工吕兴兴说。
“开采过程中不仅要防止各类设备的侧滑,还要克服前倾的阻力,同时物料运输强度大、皮带大坡度运行等难题交织。”该矿生产科科长丁永友说,工作面最大倾角35°,从溜头到溜尾,相当于爬一趟20多层高楼,“走路拽绳子,常走太空步”成了现场职工的工作写照。
为此,该矿成立工作专班,对工作面现场条件和设备进行了联合诊断分析,逐一列出需问题清单,积极开展课题攻关。经过理论与现场反复论证,总结出一套大倾角工作面回采的“独门秘籍”。
“大倾角俯采工作面,首当其冲的问题就是没有合适的采煤机。”该矿副矿长陈亚东介绍,由于采煤机机身和滚筒受重力的作用向煤壁倾斜、下滑,行走箱勾板和运输机销排的受力较大,很容易造成部件损坏。而国内许多矿井面对这种情况时,往往都是使用厂家定制的专用采煤机。
“购买采煤机无疑是不现实的,我们就想到了如何在现有的采煤机上‘做文章’。”陈亚东说,他们合理调配采煤机运行速度,工作面煤层倾角大于25°时,采煤机上行期间放慢割煤速度,防止牵引负载大损坏设备。用棕绳将电缆夹固定在挡煤板上,采煤机向下运行时,当电缆夹子将运行至最近固定点时,将固定棕绳撤除,依次循环,确保电缆夹子拖移装置不至于因倾角大突然下滑,造成安全隐患。同时,设置采煤机牵引重载保护功能,在牵引阻力较大时,启动液压抱闸锁住采煤机,防止下滑。
“采煤机的问题解决了,与之配套的运输机、支架等设备的防滑防倒问题同样让人挠头。”丁永友说。该工作面配置ZF9000-23/47D型液压支架,支架重量大,对前部运输机控制影响较大,为保证运输机大倾角不下滑,他们采用下巷超前上巷6-10米与支架架型控制,两种方式配合控制前部运输机上窜下滑。
为了解决支架在大坡度工作面运行时容易失稳的难题,他们通过讨论分析和现场反复论证试验,采用分组间隔移架方式,分组进行自上向下的方向移架,充分利用液压支架侧护板和底调顶进行支架调正。为防止大倾角支架咬架,拉移支架时采取带压擦顶移架,少降快移,始终保持侧护板撑出状态,有效控制了支架的歪斜,确保了顶板安全管理。
“面对首个大倾角综采工作面难题,我们用智慧和恒心变不可能为可能,正是‘三老四严四个一样’优良作风在田陈煤矿的体现。”该矿矿长杨明说。