工业性试验

保利能源沙峪煤矿有限公司2203综采工作面工业性试验报告

研究单位：保利能源沙峪煤矿

指导单位：国家安全生产监督管理总局研究中心协助单位：兖矿集团机电设备制造厂

山东新煤机械有限公司

辽源煤矿机械制造有限责任公司

二〇一〇年四月

目录

1 试验地点 (2)

2 工作面煤层自然条件 (2)

3 设备配置 (3)

4 主要回采工艺 (4)

5 试验时间 (7)

6 工作面实测 (7)

7 作业方式及劳动组织 (9)

8 试生产期间产量 (11)

9 设备运行及故障处理 (11)

10 过断层方法 (12)

11 工业性试验效果 (19)

12 主要技术经济指标对比 (20)

13 安全效益及社会经济效益 (26)

保利能源沙峪煤矿2203工作面工业性试验报告

1 试验地点：保利能源沙峪煤矿有限公司2203工作面。详见图1。

0000

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000000000560

2号煤轨道巷

2号煤回风巷

2号煤皮带巷

2203工作面

轨

道巷

中间巷

运输巷

图1 2203工作面平面布置图

2 工作面煤层自然条件

2.1 煤层赋存条件

煤层倾角4°～8°，平均倾角为6°；煤层厚度为0.6～1.1 m ，平均厚度为0.95m ；煤层赋存稳定，结构复杂。

2.2 煤层围岩条件

煤层直接顶为砂质页岩，平均厚度1.53m ；老顶为砂岩，平均厚度为0.65m ；底板为砂质页岩，平均厚度为3.54m 。

2.3 煤层其它条件

2#煤层瓦斯相对涌出量1.9m 3 /t ，绝对涌出量0.88m 3 /min,矿井瓦斯等级经鉴定属低瓦斯矿井。

2.4 工作面几何尺寸

2203工作面上顺槽沿走向长度460m,下顺槽沿走向长度560m，中间顺槽沿走向长度560m，工作面倾斜长度203m。

2.5 巷道断面形状、几何参数及支护形式

2203工作面各巷道断面形状、几何参数及支护形式见表1。

表1 巷道断面参数及支护形式表

2.6 地质构造情况

工作面三条巷道在掘进过程中共揭露断层20条，多为斜交断层，详见表2，其中对回采影响较大的为运F6、中F5和轨F5断层，轨F5断层为斜交正断层，走向48°，倾向318°,倾角66°，落差H=1.8m，对工作面回采影响较大。中F5断层为倾斜正断层，走向90°，倾向180°,倾角60°，落差H=2.0m，该断层与工作面平行，造成工作面局部段为岩石；运F6断层为斜交正断层，走向49°，倾向239°,倾角32°，落差H=2.0m，该断层与工作面斜交，对工作面回采影响大。断层情况详见表2。

3 设备配置

工作面设备配置详见表3，工作面设备布置图见图2。

表2 断层情况明细表

4 主要回采工艺

4.1 截深

根据煤层赋存、煤质及顶底板特征，同时考虑到采煤机和输送机的装机功率及生产运输能力、支架的最大行程、支护方式等因素，确定截深为600mm。

图2 工作面设备布置图

4.2 采煤机进刀及割煤方式

采煤机采用端头斜切进刀（见图3采煤机进刀方式图）；割煤方式为双向割煤。溜头进刀及割煤：①煤机下行割煤至溜头时，

下滚筒下降沿底，上滚筒上升沿顶，推移机体上部溜子。②反向斜切两个机身长的距离，当斜切至足够深截深时，停止割煤。③将煤机至溜头的溜子推靠至煤壁。煤机下滚筒上升沿顶，上滚筒下降沿底下行切割。④煤机切割至溜头，下滚筒下降沿底，上滚筒上升沿顶，再次上行。⑤煤机上行至吃刀茬处，推移煤机下部溜子及溜头至煤壁，完成进刀。然后下滚筒下降沿底，上滚筒上升沿顶，上行割煤移溜。采煤机进刀方式示意图详见图3。

4.3回采工序

1）顶板管理

采用全部跨落法管理顶板。

2）移架

工作面移架时采用本架操作，及时移架方式。移架滞后采煤机后滚筒3～5架，追机作业，移架步距0.6m。

图3 采煤机进刀方式示意图

3）移溜

移架后，距采煤机10～15m开始推移输送机，推溜和移架要协调，

5 试验时间

2010年1月26日～2010年5月1日

6 工作面实测

6.1 通过对2203薄煤层综采工作面工序数据的统计分析，确定出主要工序参数的分布规律。

6.2 实测统计

(1)采煤机运行速度由于采煤机运行过程受各种因素和客观条件的

影响，据大量的实测统计资料分析，采煤机运行过程是一个随机过程，其速度可用正态分布描述，具体数据见表4采煤机运行情况统计。(2)支架移架速度实测表明，支架的移架时间不是定值，也是随机变量，且服从正态分布，其对应的移架速度也服从正态分布。可用均值μ=3．70m／min，方差ξ=0．54进行分析。

(3)端头等待时间工作面采煤机在端头进刀完毕，需端头作业结束后，方可继续割煤。端头等待时间也不是定值，其服从负指数分布。可用均值A=13．50min表示。

6.3 工序实测分析

由以上实测结果可知，从各工序作业参数平均值来说，各工序之间匹配较为合理，能保证日产1800t要求，但由于方差值较大，应不

断提高操作人员熟练程度，减少方差值，增加平均值。当日产量增加，采煤机速度加快后，则移架方式、进刀方式也应相应的调整，以保证工作面持续、稳定地生产。

6.4 工作面工艺参数的确定

工作面合理工艺参数的确定，是根据工作面所采用的循环作业方式，来计算和确定其他工艺参数的具体数值，预测工作面设计生产能力。

6.4.1 单向割煤

1111

)

(t V L L t O

L +-= （1） 1121

)

(t Vk

L L t L +-= (2) 式中，L 为工作面长度，m ，取203mm ；

L 1 为工作面采煤机端头斜切进刀长度，取25m ； Vo 为采煤机下行割煤时牵引速度，取3.6m ／min ； V k 为采煤机上行割煤时牵引速度，取3.0m ／min ； t 1 为采煤机反向操作及进刀所需时间，取20min 。 由式(1)、（2）得：t l1 =70min ；t l2 =80min 6.4.2 每日循环数

N=60(2T 1-T 2)K/T 2 (3)

式中，T 1为每天检修时间，取6h ； T 2为生产准备时间，取0．5h ； K 为开机率，90％。 由式(2)得：N=8.28