超长综放工作面工艺方式

割煤速度， 而不能 保证 为 采煤机 高速运 加快放煤 行去 速度， 牺牲工作面 率． 从而 采出
当顶煤较厚而制约支架放煤速度时， 在保证高采出率的墓础上， 应尽ｔ采用 “ 二刀一放，作业方式． １ １ （） ３ 刽煤方式的确定 割煤方式的 合理选择， 在工作面煤层斌存条件与设备配套条件一定的前提下，
主要取决于采煤工作面采煤机运行速度和端头等待时间． 超长综放工作面采用单向俐煤和双向 翻煤在不同 速度 （ ） Ｖ 条件下， 循环时间 （ ） Ｔ 棋拟结果如图４ 所示．由图４ 可知，当 采煤机俐燕速度 Ｖ ． ｍ ＜３８ ／ ９ 二 时， 工作面双向 采煤方式优势明 显；当 Ｖ＞ ． ｍ ｍｎ 应尽１采用单向采煤，目 ３８ ／ ｉ时， ９ １ 前， 我国综放 双滚筒采煤机工作方式大多采用双向 采煤作业方式， 随着采煤机俐煤和空行速度的 增大， 采用单向采煤工 作方式的工作面数必然会逐步增加． 另外， 端头等待时间 长短也直接影响 综放工作面循环作业时间和循环作业方式的选择， 不同的 端头等 待时间 （ ） 与不同 ｔ， ２ 循环方式对应的 循环时间 （ ） Ｔ 如图５ 所示．
面， 称为超长综放工作面． 综放工作面作业工序较多， 进刀方式、割煤方式和放煤方式相互组合方案也较多， 工作面 加长后， 使
得 综放工 超长 作面工 时空 关系 序间 配ｗ 更为复杂， 放作 综 业方式及 相关参数的 合理选择更为重要１２ 因 １ ． ３
此， 超长综放工 作面欲取得较好的技术经济效果， 除提高工作面装备水平外， 还应重点加强工作面生产技 术管理， 选择合理的 循环作业方式， 确定采煤机割煤与支架放煤的合理速度及优化相关工艺参数， 从而减 少作业循环时间， 提高工作面开机率和推进速度． 现以 潞安矿务局王庄煤矿４２ 超长 （ ０ 综放工作面为例， ３６ ２ ｍ ７ ） 对超长综放工作面工艺方式及工艺参 数进行优化选择
数．
循环网 模型的 属 离散 模拟 于 型模拟， 模拟时 络 在 用时间 控制工 进 程（卜 步长 序的 行过 ３ 初始时， 模 ］ 令
拟时间为零， 采煤机处于工作面的一端， 检查有无可以开始的工序， 当实施该工序所需的 全部条件均已 具 备时， 该工序即可以开始． 然后根据此工序进行速度或持续均匀成所需的时间 （ 确定型或随机型） 随机 ， 型的 变量值用随机数发生器确定， 根据分布函 数生成相应的随机变ｔ值， 计算其结束时间 （ 结束时间＝ 现 在时间＋ 持续时间） ．当无新工序开始时， 模拟结束， 统计结果并输出 （ ） 图１．
关健词： 超长综放工 作面； 循环作业方式； 参数优化
中圈分类号： Ｄ ２ ． Ｔ ８３９ 文献标识码： Ａ
经全面检索和向 有关机构咨询，目 前我国 综放工作面长度大都在 １ －２０ 最长为２０ ８ ０ｍ ０ ， ２ ｍ左右． 又鉴于目 前世界范围内 综放工作面长度没有突破 ２０ 故本文将长度在２０ ３ｍ ， ５ ｍ以上的综采放顶煤工作
４ 计Ｘ机模拟结果分析
（ 不同 作业方式的 １ ） 循环 循环作业时间 不同 采煤机割煤速度 （ ． 条件下的 Ｖ） 循环作业时间 （ ） Ｔ，
模拟结果如图２ 所示．由图２ 可见： 随着采煤机割煤速度的增加， ① 放顶煤综采工作面循环作业时间逐 渐减小， 但当采煤机割煤速度超过４０ ｉ 时， ．ｍ ｍｎ ／ ， 循环作业时间曲线明显减级 ② 当 Ｖ ． ｍ ｍｎ ＜ ／ ｉ ３５ 时， 几种方式的 循环时间接近， 对于超长综放工作面开采试脸初期， 采用易操作管理的一刀一放循环作业 方式是合理的， 另外当放煤步距为０８ 从提高采出率的角度， ．ｍ时， 采用一刀一放也是最为有利的． （） ２ 与采煤机速度Ｍ ａ的放煤速度 满足采煤机割煤速度 （ ｄ 要求的最小放煤速度 （ ｉ 如图３ ？ ｖ Ｖ） 所示．由图３ 可见： 采用一刀一放的 作业方式， 必须以 高放煤速度为基础，即只有割煤速度与放煤速度相 匹配， 采用一刀一放作业方式才能取得较好的 技术经济效果， 在保证放煤速度的前提下， 适当控佃采煤机
２ ５ ｆ １ ３ 老 砂岩， 均厚 ． ｍ ＝ 一 ． 顶为 ４ ， 平
度１． ｍ ７４ ．直接底为砂岩， ７ 平均厚度 １８ ｍ， －８ ． １ ｆ ＝３ ．老底为砂质泥岩， 平均厚度 ５６ ｍ 地质构造简单． ． ． １ ４２ 工作面采用倾料长壁低位放顶 ３６ 煤一次采全高综合机械化采煤法， 仰斜 开采．工作面长度 ２０ ７ｍ ，割煤高度 ３ 放煤高度４ ４２ 超长综放工作 ｍ， ｍ， ６ ３ 面主要配套设备及主要技术参数见表 １ ．
该工序防康。 接下一工序
目１ 循环网络的主要工序棋拟的流程 Ｆ ． ｍ ｌ ｍ ｗｈｒｏｍ ｉｏａ ｔｍ ｉ Ｉ ｕｔ ｆ ｒａ ｆ ｎ ａｏ ｇ ｐ ｉ ５ ａ ｂ ｉ ｔ ａ
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第 ２ 卷 增刊 ６
２０ 年 ０１
１ ０月
煤 报 炭 学
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文ｔ编号： ５ 一 ９３２０ ）３ ０８ 一 ５ ０ ３ ９９ （ １ 一 ００ ０ ２ ０ ９
超长综放工作面工艺方式与工艺参数优化
名
采煤机 浪压支架
称
型 号
ＭＲ ７ Ｇ一４ ５
能 力
， ｔｈ 的 ／ ４扫 ‘ ａ Ｎ １（旧 ｔｈ 旧 ／
其
它
盆度 ：０ ． ｍ／ ｉ －７８ ６ ．ｎ
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前刮板．送机
后鹅板恤送机
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３ 超长综放工作面循环作业过程的计算机模拟
张 升 缪 兴 马占 东 ，协 ， 国
〔 中．９业大学， ｀ 江苏 徐州 ２１０） ２０８
摘 要： 在工序工时实浏统计的墓础上，用随机服务 系 统理论和循环网络理论建立描环作业过程 的 计算机模型。 对６ 种循环作业方式 进行优化， 确定出 与超长综放工作面 谋层地质条件、 设备装 备条件和适应的工艺方式及合理刻煤速度、与采荆速度匹配的放煤速度等参毅， 提高了 工作面的 工时利用率与开机率， 使超长综放工作面实现高产高效．
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反向 行下 空 行时，Ｖ ＝ ． ｍｍｎ ５ ０４ ｍ ｍｎ ｋ ７ １ ｉ ＝ ． ／ｉ ０ ／ ， ９ ． 支 架 服 正 分 可 均 ＝ ． ｍ ｍ ， ０ ４ ／ｉ 描 端 待 服从 架移 速度 从 态 布， 用 值Ｐ ３ ０ ／ｉ ８ ． ｍｍｎ 述． 头等 时间 ７ ｎ ＝ ５ 来 负 分布， 均值ｄ ． ｍｎ 指数 可用 ＝ ５１ ｉ表示． １ ５ 放煤时间 服从正 态分布， 可用产 １ １ ， ０４ ｍｎ ＝ 中 ｍｎ ８ ． ｉ表 ２ ｉ ＝ １
增刊
张东升等： 超长综放工作面工艺方式与工艺参数优化
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１ － 循环方式 １ ２ ３ ４ ，６ －５ ， 和 ，５ ．
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２０ 年第 ２ 卷 ０１ ６
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张东升等： 超长综放工作面工艺方式与工艺参数优化
２ 超长综放工作面工序实测
通过对超长综放工作面工序实侧数据的 统计分析， 确定出主要工艺参数的 分布规律．
采煤机割 煤速度服从正态分布， 可用平均 速度 Ｖ ＝ ｍ ｍｎ 方差 ８ ． ／ｉ描述． ｝ ２ ｉ ３ ／ ， ． ＝ ２ ｎ ０９ ｍ ｍ 同理， 采煤机割顶煤时，Ｖ ＝ ｍ ｍｎ Ｓ ． ｍ ｍｎ ， ４５ ｉ， ０４ ／ ｉ ． ／ ＝ ５ ；割底煤时，Ｖ ＝ ｍ ｍｎ Ｓ ． ｍ ｍｎ 采 ｉ ０ ｉ ＝ ２ ｉ ６ ／ ， １０ ／ ； ． 煤 理浮 机清 煤下行时，Ｖ ＝ ｍ ｍｎ ８ ． ｍ ｍｎ 采煤机斜切进刀过程中第一次返向 ｘ ５ ｉ ＝ ６ ｉ ６ ／ ， ０５ ／ ； ． 下行时，
１ ２ 超长综放工作面开采技术条件 ４ ６ ３
４２ 工作面开采３ ３６ 号煤层， 埋藏深度２５ ２３ 煤层厚度６８一 ． ｍ 平均煤厚７０ ２－ ４ ｍ ， ． ７４ ， ６ ０ ．ｍ左右， 煤层倾角０ ２， 一１０ 平均 ７， ２ ． ｀ ｆ＝ 一３ 衰 １ ２ 工作面设二 套 ４ ６ ３ 其直接 顶 为砂 质 泥 岩，平 均 厚 度 Ｔｌ １ ｑ勿 ｅ 侧 ｈ ｉ 成们２ ｃ ｆ ｅ ａ 众 Ｅ ａ ｍａ ｔ ｄｏ ｇ ６ ａ ａｌ ｃ
由割煤方式、 进刀方式、 放煤方式等组合而成的循环作业方式的合理确定， 是综放工作面尤其是超长 综放工作面提高工作面开机率的关键， 保证循环作业时间最短的循环作业方式为最合理的 作业方式． 超长综放工作面有下列６ 种循环作业方式 循环作业方式 １ 双向 ： 采煤， 一刀一放，由 一端向另一端 放煤： 循环作业方式２ 双向 ： 采煤， 二刀一放，由一端向另一端放煤； 循环作业方式 ３ 双向采煤， ： 二刀 一放。由中间向 两端或由 两端向中间 放煤； 循环作业方式４ 双向 ： 采煤二刀一放， 工作面一分为二， 采放 错开， 由中间向 两端放煤； 循环作业方式５ 单向 ： 采煤， 二刀一放，由一端向另一端放煤； 循环作业方式 ６ 单向 ： 采煤， 一刀一放，由一端向 另一端放煤卜由于受地质条件、设备条件、 技术水平及管理水平等多 种因素影响， 工作面各工序能否进行、 何时进行、 进行时间长短等带有一定的不确定性， 为了 能考虑各种 随机因素的影响， 可用计算机进行综放工作面生产过程模拟，以确定合理的工艺方式和优化相应工艺参