综采工作面提高单刀产量的关键技术

张学峰

(阳煤集团长沟煤业有限责任公司，山西 晋中 032700)

1 工作面机电装备

该矿按照现代化矿井设计：两个综采工作面均采用单一走向长壁后退式放顶煤综合机械化采煤法和自然跨落法管理采空区顶板，工作面配套进口和国产自动化、智能化，大功率、大容量成套装备，为工作面提高单刀产量，实现矿井高产能高效率生产奠定了坚实基础。

2 提高单刀产量关键技术

2.1 优化设备配套

2.1.1 实现两端头安全出口畅通

原工作面割煤时，上端头行人需跨越前运输机存在安全隐患，且严重制约生产。为确保安全，改变行人时被迫停机现状。在原工作面“三机”配套设备的基础上，将端头支架中心线向头巷非煤帮侧偏移500mm，转载机拱桥段中心线与机头中心线偏移1.6°～2°，将自移皮带机尾与皮带运输机布置在煤帮侧。同时将7架过渡支架反四连杆机构改造为正四连杆，端头支架中部与第1架过渡支架中心线处设计跨越转载机中部槽行人过桥。且工作面掘进期间，倾向长由原设计230m增加到230.5m。通过一系列配套设计改进，工作面上、下端头出口畅通，消除了安全隐患，提高了设备开机率，增加了单刀产量，确保了工作面安全高效生产。

2.1.2 提高煤机牵引速度

工作面配套德国艾柯夫SL-500型采煤机。采煤机在正常割煤情况下，原配套设计牵引速度为3.5～4m/min。为提高单刀产量，在满足采煤机生产运行工况等各项技术性能指标的前提下，率先将采煤机牵引速度提升到4～5m/min。采煤机割煤速度的加快，有效缩短了工作面割煤循环时间，割煤循环时间缩短了16%～18%，有效提升了工作面单刀产量。

2.1.3 加大煤机滚筒截深

原设计配套的采煤机截割滚筒截深为800mm，为提高单刀产量，在不对原配套设备做大幅改造的情况下，将煤机截割滚筒的截深由800mm增大到900mm，对过渡支架推移机构进行相应改造，即将原过渡支架850mm推移行程增大到950mm，及时保证有效推移行程达到900mm，以确保机组割煤步距与支架推移步距协调统一，为实现快速移架奠定基础。

2.1.4 改造泵站供液系统

原工作面布置4泵2箱2进2回供液系统，工作面割煤、推溜、移架过程中，泵站工作为2用2备或3用1备。但随着煤机牵引速度的提升，移架速度加快，泵站流量明显不足，工作面4台泵全部开启。为增加支架追机速度，克服中部支架压力不足问题。在原2进2回供液系统基础上，增加1趟供液管路和1趟回液管路，改造为3进3回供液系统。在工作面中部第60号～70号支架处，从2个液箱的进液管处各增加1个三通和截止阀，并串联接到新铺设的供液管路上，实现了分段供液，及时补充了中部支架流量，满足了液压支架初撑力及其快速移架的要求，保障了工作面单刀产量的提升。

2.1.5 增加中部支架顶梁预破顶板能力

改造工作面中部液压支架顶梁。在液压支架顶梁(与顶板的接触面)堆焊高强度耐磨钢材料，支架移架过程中高强度钢材“顶破”、“划破”坚硬顶板，增强支架破碎顶板的能力。特别是石炭系坚硬顶板，改造支架顶梁预破顶板技术后，加快了放煤时间，加大了放煤量，提升了单进水平。

2.2 优化开采设计

2.2.1 减少初采、末采煤炭损失

工作面初采时，放煤距离由原30m缩短至20m，20m后初放顶煤，采用两刀一放多轮间隔折返放煤方式，等工作面顶板初次来压后，按一刀一放多轮间隔折返放煤的正规循环进行作业，循环进度、放煤步距由原800mm提高到900mm；末采时，放煤距离由原40m缩短至30m，距停采线30m只割煤不放煤，有效回收工作面初、末采煤炭资源。

2.2.2 增加上、下端头放煤量

工作面设计倾向长230.5m，布置135架液压支架，其中过渡支架7架。为提高单刀产量，将7部过渡支架尾梁挡矸帘进行改造，在放煤工序中，严格执行“见矸关门”放煤工艺，增加过渡支架放煤量，减少上、下端头煤炭损失。

2.2.3 合理确定放煤工艺

随着采煤机截深及牵引速度的提升，工作面原配备“1走1放1收”(1个走架工、1个放煤工、1个收护帮板工)数量满足不了生产需求。为提高单刀产量，实现快速移架，支架操作工数量增加到“3走2放1收”。放煤时采用多轮间隔放煤。放煤工前后分成2组，相距5架支架(8.75m)。每组一人，1组放单号(5号、7号、9号……)支架顶煤，放煤量为1/3，1组放双号(6号、8号、10号……)支架顶煤，放煤量为1/3，重复多次，将顶煤放净，最后“见矸关门”，确保煤炭回收率。

3 提高单刀产量的生产实践

3.1.1 15110工作面实践应用

15110工作面设计走向长1030m，可采850m，倾向长230.5m，煤层厚度平均6.49m，采高3.2m，放煤厚度为3.29m，采放比约1∶0.97，开采储量217万t。2018年11月13日开采，2019年4月9日停采，生产期147d。工作面优化开采设计，应用改造泵站供液系统、加大采煤机滚筒截深、提高煤机牵引速度等革新技术后，单进产量增加约14.1%，日平均产量增加约13.3%，月累计生产原煤230万t，取得了良好的经济和社会效益。

3.1.2 15125工作面实践应用

15125工作面设计走向长1230m，可采1000m，倾向长230.5m，煤层厚度平均5.98m，采高3.2m，放煤厚度为2.28m，采放比约1∶1.4，开采储量196万t。2019年1月10日开采，2019年5月21日停采，生产期121d。在15110工作面应用提高单产关键技术的基础上，15125工作面又实现了头、尾两端头安全出口畅通，并应用改造过渡支架四连杆机构及尾梁挡矸帘，增加中部支架顶梁预破顶板能力等革新技术，有力提高了单刀产量，单产由原1.3～1.4万t/d提高到1.6～1.7万t/d，月累计生产原煤首次突破60万4t，取得了良好的经济和社会效益。

4 结语

该矿综采工作面，在原有工作面配套设备数量不变的基础上，通过应用加大采煤机滚筒截深、提高煤机牵引速度、改造液压支架顶梁、增加乳化液泵站供回液系统等关键技术，有力提高了工作面单刀产量，实现了矿井安全高产能高效率生产，值得千万吨矿井互相借鉴。