大傾角炮采工作面回采技術(shù)與實(shí)踐

李 輝 周國(guó)鋒

（皖北煤電集團(tuán)前嶺煤礦，安徽 宿州234000）

前言

皖北煤電集團(tuán)前嶺煤礦位于濉蕭礦區(qū)南緣，屬于閘河煤田，總體上為一軸向NE較緊密的向斜構(gòu)造形態(tài)。礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為30萬噸，主采煤層為二迭系石盒子組4、6煤層。井下地質(zhì)條件極為復(fù)雜，煤層賦存極不穩(wěn)定，煤層變異系數(shù)大，煤層傾角一般為35°左右，局部達(dá)到40°以上，煤層厚度大多在0～3.5m之間，局部煤厚達(dá)7m以上，給工作面回采頂板管理帶來一定的困難。613工作面在煤層大傾角回采極其困難的條件下，通過加強(qiáng)工作面回采技術(shù)和安全質(zhì)量的管理，使該工作面的煤炭得以安全回采，并取得良好的效果。

1 地質(zhì)概況

613工作面位于井田東翼一水平61采區(qū)中部，上臨611工作面采空區(qū)，西以61采區(qū)保護(hù)煤柱為界，東至6煤鐵路保護(hù)煤柱線，工作面起止標(biāo)高-210m～-283.5m，平均傾斜寬105m，走向長(zhǎng)750m。本工作面煤層賦存極不穩(wěn)定，煤層厚度平均2.5m左右，局部由于受地質(zhì)構(gòu)造影響，煤層厚度變化較大，煤層最厚點(diǎn)達(dá)到5m左右，最薄地段僅為0.2m，煤層傾角在27°～42°，平均傾角32°，煤層局部范圍內(nèi)有一層厚度約0.3m的夾矸。直接頂大部分為粉砂巖，局部為粉砂質(zhì)泥巖；老頂主要為粉砂巖，呈深灰色，由長(zhǎng)石顆粒經(jīng)鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)而成，裂隙面被方解石脈充填，厚度在2.44m~16.96m之間；底板主要為粉砂巖，深灰色，主要由泥質(zhì)和粉砂質(zhì)組成，見有少量泥質(zhì)和較多的細(xì)砂巖條帶，厚度在3.43~18.32m之間。

2 采煤方法和回采工藝

2.1 采煤方法

根據(jù)地質(zhì)資料，煤層賦存條件和該礦現(xiàn)有的開采水平以及設(shè)備情況，613工作面采用走向長(zhǎng)壁全部垮落法回采工藝，采用打眼放炮的方法進(jìn)行落煤。

2.2 回采工藝

本工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式回采，炮眼采用三角眼布置，全部垮落法管理頂板。工作面頂板支護(hù)使用DWX35型懸浮式液壓支柱配合HDJB-1200型金屬鉸接頂梁走向棚支護(hù)，排距1.2m，柱距0.5m。工作面采用SGW-420/40T型可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。

3 大傾角炮采面關(guān)鍵技術(shù)

3.1 頂板控制技術(shù)

3.1.1 工作面基本支架采用DWX35型懸浮式液壓支柱配合HDJB-1200型金屬鉸接頂梁，后定位350mm走向直線棚，“三、四”峒管理，煤壁增加一排護(hù)幫柱，最大控頂距4.8m，最小控頂距3.6m。

3.1.2 炮眼布置方式三角眼，并控制好打眼角度，炮眼頂眼距頂板≥400mm，裝藥量≤0.25kg；炮眼底眼距底板≤400mm，裝藥量≤0.5 kg。以減少放炮對(duì)頂板的震動(dòng)，保持頂板的完整性。

3.1.3 放炮后要及時(shí)維護(hù)頂板，掛梁過頂順序由上向下，及時(shí)架設(shè)臨時(shí)支柱。過頂要求每棚不少于10根塘材，4塊笆片，防止漏頂。補(bǔ)正規(guī)支柱時(shí)要先在底板上挖出深度不少于200mm的腿窩，支柱要垂直頂?shù)装寮茉O(shè)，防止升柱時(shí)柱根和煤底下滑。要求支柱棵棵穿鞋，并確保單體支柱初撐力不小于90KN。

3.1.4 正?；夭蓵r(shí)，在材料道打一排一梁三柱順山挑棚（DWX35型懸浮式液壓支柱配合￠200mm×1800mm半圓）進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，挑棚梁頭首尾相接，上、中2支柱要垂直頂?shù)装寮茉O(shè)，最下1根支柱要向上保持5°的迎山角，以增加挑棚抗頂板下滑的能力。

3.1.5 回柱時(shí)要把笆片從底到頂掛嚴(yán)，防止放頂時(shí)采空區(qū)矸石竄入工作面內(nèi)；同時(shí)回掉的單體要全部打在末排支柱的棚檔中間，實(shí)現(xiàn)全承載，以增加工作面支柱的整體支撐力和防止采空區(qū)矸石竄入工作面。

3.2 工作面“5防”技術(shù)

3.2.1 支柱防倒。為防止工作面所有支柱倒柱傷人，要求工作面所有單體支柱要栓齊栓牢防倒繩，包括切頂支柱，防止倒柱下滑傷人。

3.2.2 防片幫。合理布置好炮眼，控制好裝藥量；易片幫地點(diǎn)要及時(shí)栽好插幫柱并背幫；煤壁片幫地點(diǎn)要及時(shí)進(jìn)行托棚加固。

3.2.3 防滾矸。大傾角工作面煤塊、矸石極易下落傷人，為防止煤矸的下落，在工作面人行道每隔10m設(shè)一處擋煤板，擋板長(zhǎng)1.4m、高1.5m。同時(shí)在機(jī)道每隔10m設(shè)一處擋煤皮，擋煤皮由廢舊皮帶加工，高1.0m、寬1.0，與刮板輸送機(jī)留有0.2m空隙，固定在插幫柱與正規(guī)支柱上，來減少矸石的沖擊力，有效控制矸石下落滾傷人，同時(shí)可以節(jié)約材料。

3.2.4 防煤進(jìn)入老塘。因?yàn)楣ぷ髅鎯A角比較大，放炮后煤向老塘滾落，造成人工攉煤強(qiáng)度增大，煤炭回收率降低，滾落的煤矸也嚴(yán)重威脅工作面內(nèi)作業(yè)人員的安全，為有效控制該現(xiàn)象，在人行道靠老塘側(cè)沿傾斜方向設(shè)一道擋皮，擋皮由廢舊皮帶加工，高度為0.8m、長(zhǎng)度為3.0m，首尾壓茬相接，隨工作面向前推移及時(shí)向前挪移，大大減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也增加了煤炭的回收率，也有效控制煤矸沿刮板輸送機(jī)下滑進(jìn)入材料道傷人。

3.2.5 工作面防滑。由于工作面傾角較大，給人員行走帶來諸多不便，為杜絕行人摔倒、摔傷事故的發(fā)生。在人行道、材料道安設(shè)兩排防滑板（長(zhǎng)1400mm、寬200mm、厚50mm），每2棚一個(gè)防滑板，可有利于行人以及行人的安全。

3.3 工作面刮板輸送機(jī)管理

大傾角工作面刮板輸送機(jī)，因傾角較大受其重力影響，造成刮板輸送機(jī)下滑，嚴(yán)重影響工作面的安全和生產(chǎn)。工作面刮板輸送機(jī)下滑造成刮板輸送機(jī)機(jī)頭與順槽車機(jī)尾不能正常搭接，使煤滯留于工作面端頭，不但影響生產(chǎn)，甚至擠到單體支柱危及人身安全。為防止輸送機(jī)下滑應(yīng)采取以下措施：①機(jī)頭與順槽車機(jī)尾搭接要合理，并打好押車柱，勤掏回頭煤，防止煤矸等進(jìn)入底槽，增大底鏈運(yùn)行阻力。②嚴(yán)格把握抵刮板輸送機(jī)順序，抵車順序?yàn)樽陨隙碌郑ㄓ蓹C(jī)尾向機(jī)頭方向抵），嚴(yán)禁從兩頭向中間抵、中間向兩頭抵，否則會(huì)造成溜槽弓腰搭橋，因受力不均，引起下滑。在抵刮板輸送機(jī)時(shí)，要用單體支柱頂住機(jī)頭，停車后將機(jī)尾抵到指定位置后，在機(jī)尾架兩邊連接好鐵鞋，并打上單體支柱固定，接著在機(jī)尾處補(bǔ)上不少于8棚的正規(guī)支柱并穿鐵鞋，防止刮板輸送機(jī)下滑。然后再點(diǎn)動(dòng)開車?yán)^續(xù)向下抵車，抵車茬不得少于15m，刮板輸送機(jī)要抵成緩彎，避免輸送機(jī)鏈條出槽造成事故。

4 通風(fēng)、放炮管理

由于工作面通風(fēng)路線比較長(zhǎng)，風(fēng)巷為沿空掘進(jìn)巷道，變形比較嚴(yán)重，再加上巷道拐彎地點(diǎn)比較多，造成風(fēng)量消耗比較大。為保證通風(fēng)斷面，要安排專人對(duì)風(fēng)巷進(jìn)行維護(hù)。保證工作面上出口的風(fēng)量，來防止瓦斯超限。

由于工作面傾角比較大，為防止煤壁片幫，造成火工品丟失，要求工作面所有炮眼實(shí)行彩帶標(biāo)識(shí)，即在雷管腳線上拴一彩帶，一旦丟失火工品在機(jī)頭裝載點(diǎn)或工作面能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，有效控制了火工品的丟失。

5 合理安排工序及強(qiáng)化安全思想教育

為保證工作面作業(yè)人員的安全，放炮時(shí)工作面嚴(yán)禁有其他人員進(jìn)行作業(yè)，所有人員必須撤到兩巷警戒距離以外。工作面出煤時(shí)由上向下，其作業(yè)地點(diǎn)下方嚴(yán)禁有人?；刂彭斊陂g，回柱地點(diǎn)下方禁止有人，防止竄矸傷人。同時(shí)工作面平行作業(yè)間距不得少于20m。

要牢固樹立安全第一的思想，堅(jiān)決做到“三不生產(chǎn)”。對(duì)工作面不合格的棚子要及時(shí)整改，整改合格后方可作業(yè)，確保將事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

該礦在613大傾角工作面回采實(shí)踐中，已安全推進(jìn)350m，回采煤炭10萬余噸，回采期間，未發(fā)生頂板及輕傷以上事故，保證了安全生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。該面的成功回采，對(duì)類似工作面條件的安全回采具有重要參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

[1]張敦力.“三軟”大傾角炮采工作面的技術(shù)管理.煤礦開采煤炭工業(yè)出版社.2005年8月.

[2]徐璞.大傾角炮采工作面過地質(zhì)構(gòu)造帶處理技術(shù).煤礦現(xiàn)代化.2007年第四期.