影响资源回收率的原因探讨
放顶煤开采的资源损失与其他采煤方法类似,同样包括采区布置的损失和采煤工作面的损失两大部分。
采区布置的损失包括护巷煤柱损失和构造煤损失。
采煤工作面损失包括放煤损失、端头损失、初采损失和末采损失,它是放顶煤开采特殊而重要的损失。
放顶煤工作面资源损失分析:
1、放煤损失(主要损失)
根据顶煤冒落的空间位置不同,顶煤放落区可分为可放区和不可放区,可放区指打开放煤口,煤块可滚落到放煤口的范围,不可放区指打开放煤口,煤块始终不能滚落到放煤口的范围。
可放区内的放煤损失主要是煤矸混合损失,因为放煤过程中不可能见矸就停放,也不可能不见矸全部停放,为了限制含矸率,总要损失部分顶煤。
不可放区的顶煤损失包括两部分,一部分为煤安息角(安息角大的损失多,安息角小的损失少)之外靠采空区内的冒落顶煤,主要有放煤口至底板的落煤损失,或后部输送机槽帮至底板的浮煤损失,仰采时损失多,俯采时损失少;放煤步距过大,冒落在采空区的放煤损失,以及顶煤悬臂冒落滞后的落煤损失。
另一部分为开窗式放煤支架的架门天窗与天窗间的脊背损失,对于低位插板式放煤支架,这部分损失为零,可见影响放煤损失的主要因素为:因放煤方式影响的煤矸混杂区的形成时间和形态;顶煤顶板的冒落形态和块度;支架选型和放煤步距。
人为影响因素为主的顶煤损失,我国综放工作面放煤损失统计,平均放煤损失率达12.1﹪,它是工作面顶煤的主要损失,如果认真研究不同条件下的放煤规律,合理选择放煤步距和支架形式,采区有效的放煤方式,是可以大大减少放煤损失的。
放煤步距是影响顶煤放出率的主要因素,放煤步距过大,将有部分煤丢失在采空区内,放煤步距过小,将因过早混矸而含矸率增大。
放煤步距除与顶煤冒放结构有关之外,还与液压支架的架型有关,一般高位与中位放煤支架均为开天窗式,放煤口大小与顶煤冒落块度有关,变化在0.7×0.9m到 2.0×0.9m 之间,因此放煤步距应与放煤口纵向尺寸相当。
低位放煤支架一般为插板尾梁摆动式放煤机构,放煤口是敞开式,因此其放煤步距取决于顶煤的冒放性(顶煤冒放性是指放顶煤工作面的顶部煤体在支承压力作用下冒落的放出难易程度,亦即
顶部煤体可冒性和可放性的总和)。
放煤步距的影响还与煤的强度有关,软煤容易冒落,冒落块度小,为防止过早混矸,要求有较宽的放煤区来提高顶煤放出率,硬煤冒落松动困难,为提高放出率,需要有较宽松的冒落空间,以便使顶煤及时冒落放出,因此软煤一般可实现两刀一放,而硬煤多为一刀一放,即移架后及时将煤放出,留下宽松的空间让上部顶煤在下次放煤之前冒落。
2、端头损失
为维护放顶煤工作面的端头安全,确保机头机尾顶煤的稳定性,一般在端头留2~3架支架不放顶煤,由此造成的顶煤损失,称端头损失。
影响端头损失的主要因素有:煤质过硬或过软,过硬者顶煤悬空放不下来,过软者顶煤超前冒落,影响端头支架的稳定性;后部输送机的机头抬高,顶煤冒落放不到后部溜槽中;煤层倾角大,为防止输送机、支架上下窜动,确保端头支设稳固,至少留2架端头支架不放煤等。
我国综放工作面的端头损失情况,平均损失率达 2.56﹪。
在确保端头支架安全稳定的情况下,实施端头放煤,尽可能减少端头损失,也是提高资源回收率的一个重要途径。
3、初采损失
初采期间由于顶煤悬露面积小,支承压力峰值低,放顶煤破碎极不充分,一般冒落不及时,冒落块度大,甚至坚硬难冒,这部分顶煤均丢失在采空区内。
初采损失的大小与煤的强度直接相关,也与顶板的稳定性相关,实践证明,软煤条件下,当支架进入切眼煤帮后即可开始放煤,损失部分主要是切眼上部的顶煤;中硬煤条件下,在采取必要措施后,顶煤损失宽度10~15m,即相当于直接顶的初次垮落步距的宽度;硬煤条件下,在采取预松动弱化措施后,顶煤损失宽度为15~20m,因为此时切眼宽度一般不少于7m,支架空顶宽度5m以上,后部放煤空间2m左右,因此只有15m后才有放煤条件。
据统计我国综放面平均初采损失率达1.12﹪。
4、末采损失
放顶煤工作面支架直接支撑着顶煤,当采至停采线时,为确保撤架安全,必须提前停止放顶煤,或者支架提前爬坡,由底层升至顶层,直接支护顶板后停采,无论采取什么方式停采,都持有一段顶煤损失宽度,称其为末采损失。
末采损失
的大小与所采取的停采方式有关,一般爬坡沿顶停采的损失大,而近水平沿底停采损失小;且与煤的强度、护顶方式有关。
我国综放工作面的末采损失统计达1.37﹪。
支护材料管理
1、每班派专人对上下顺柱鞋(道头以里)进行现场交接,上顺由看机尾人员交接,下顺由验收员交接,丢失一块扣班组500分,挂罚班长、验收员各100分。
如班长未安排人交接,扣班长100分。
2、人为因素损坏单体一棵扣责任人500分,并挂罚班长100分。
验收员不落实,则扣验收员100分。
3、验收员负责对旧柱阀的收集,旧柱阀严禁乱丢,发现一次扣责任人100分,如带到井上则加20分/个。
4、尽量减少架棚数量,工作面两端头架棚用工字钢及大板,回完关门后必须全部回收,如因条件限制确实无法回出,需经跟班区长鉴定,否则每根工字钢扣100分,大板50分。
5、两端头需加强支护上工字钢时,只准上旧工字钢,严禁上未使用的新工字钢,否则一次扣罚100分。
6、两端头联网标准:上端头联网长度为4.5m,即三组支架宽,两块金属网重叠使用;下端头联网长度为6m,即四组支架宽,两网错开1.5m,新网与新网搭接长度为0.2m。
不经工区同意严禁任意改变联网标准,否则扣100分/次。
7、严禁私自剪未使用的新金属网,发现一次扣200分。
8、进机尾、机头割出的旧锚杆必须全部捡出并回收,严禁丢入老塘,一经发现对责任人扣50分/根。
9、两巷超前正常情况下采用一字梁、十字梁配合单体支柱支护,顶板超高处(高度超过 3.5m)采用工字钢架棚支护,但需经工区技术员同意,严禁私自采用工字钢架棚支护。
否则对责任人扣罚100分/次。
10、起道后,道板、道夹板、道钉等回收必须达到矿规定的要求,即道板70%,道轨100%,夹板100%,道钉85%。
如达不到回收率则对责任人进行50-200分的处罚。
11、改进支护材料形式结构,加长一字梁,用加长的一字梁代替工字钢架棚,如图所示,此种结构不仅能减少供液次数,还容易回收利用。