大傾角中厚煤層綜采技術(shù)實(shí)踐

付凱

【摘要】東保衛(wèi)煤礦煤層賦存多為大傾角中厚煤層，本文根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)大傾角中厚煤層綜合機(jī)械化采煤方法的技術(shù)實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】大傾角煤層；綜采；走向長臂后退式；

0 引言

龍煤雙鴨山有限責(zé)任公司東保衛(wèi)煤礦屬雙鴨山煤田。位于雙鴨山市東35Km扁食河下游寶山、七星兩煤礦之間，行政區(qū)隸屬于雙鴨山市寶山區(qū)屬地質(zhì)條件復(fù)雜礦井。東保衛(wèi)煤礦開拓方式為雙斜井，二水平上下山開拓，礦井劃分為2個(gè)水平，每個(gè)水平采用上、上山開采方式，一水平標(biāo)高為-370以上，主要生產(chǎn)系統(tǒng)布置在-200標(biāo)高；二水平標(biāo)高為-370～-700，主要生產(chǎn)系統(tǒng)布置在-500標(biāo)高。礦井目前正在采用綜采技術(shù)開采大傾角煤層，解決了雙鴨山分公司乃至黑龍江省所屬煤礦在大傾角煤層開采上的難題。

1 大傾角綜采工作面生產(chǎn)情況簡介

東保衛(wèi)礦大傾角煤層分布在礦井東翼采區(qū)，其地質(zhì)條件大多數(shù)比較復(fù)雜，經(jīng)過長期的開采，對(duì)大傾角煤層的賦存特征及開采中需要解決的問題積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。礦引進(jìn)四川華鎣山廣能集團(tuán)嘉華機(jī)械有限責(zé)任公司制造的ZJ3600/11/23型大傾角支撐掩護(hù)式支架回采大傾角采煤工作面。回采各面傾角最大48°、平均40°，平均采高為1.8m，最大生產(chǎn)能力為工作面月推進(jìn)190m，產(chǎn)煤5.1萬噸。

2大傾角中厚煤層綜采適應(yīng)條件

大傾角中厚煤層指煤層傾角35°～55°，煤層厚度1.3m～3.5m煤層；該采煤方法主要用于中硬（f<2.0）和中軟（f≥0.8）的煤層在采區(qū)走向長度范圍內(nèi)厚度基本無變化，無落差較大的斷層，煤層夾矸厚度不大于0.3m，煤層賦存穩(wěn)定條件下采煤。

3大傾角煤層綜采采煤方法

3.1大傾角煤層綜采工藝及巷道系統(tǒng)布置

大傾角煤層綜采工作面是在一個(gè)采區(qū)內(nèi)沿走向方向，在一定標(biāo)高布置兩條巷道，上巷和下巷的兩端分別與采區(qū)內(nèi)的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)相聯(lián)，構(gòu)成全風(fēng)壓通風(fēng)系統(tǒng)，上巷用于下料，下巷用于皮帶運(yùn)輸。兩巷末端做開切眼安裝綜采支架和采煤設(shè)備。工作面切眼、回風(fēng)巷和運(yùn)輸巷均沿煤層頂板掘進(jìn)。

3.2大傾角煤層綜采工藝

大傾角煤層綜采回采工藝為，單向割煤，采煤機(jī)只從工作面上端頭向下端頭割煤，在工作面上端頭斜切進(jìn)刀，采煤機(jī)沿輸送機(jī)彎曲段下行，并逐漸切入媒壁，進(jìn)入直線段后停機(jī)，推移彎曲段及上部輸送機(jī)，采煤機(jī)下行割煤，割至下端頭后，前滾筒下降，后滾筒上升：采煤機(jī)空拉上行，隨機(jī)拉架，移溜、掃浮煤；采煤機(jī)割三角煤至上端頭，隨采煤機(jī)上行拉架，移溜距采煤機(jī)后滾筒為5-8米，拉架按由下至上的順序，單架連續(xù)式拉架；移溜彎曲段不小于30米，移工作面溜子頭、尾時(shí)采煤機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。雙向往返割煤時(shí)，采煤機(jī)上端頭斜切進(jìn)刀，采煤機(jī)沿輸送機(jī)彎曲段下行，并逐漸切入煤壁，進(jìn)入直線段后停機(jī)，推移彎曲段及上部輸送機(jī)，采煤機(jī)反向上行割三角煤，采煤機(jī)下行割煤，隨機(jī)拉架，移溜、掃浮煤，割至下端頭：采煤機(jī)下端頭斜切進(jìn)刀，采煤機(jī)沿輸送機(jī)彎曲段上行，并逐漸切入煤壁，進(jìn)入直線段后停機(jī)，推移彎曲段及下部輸送機(jī)，采煤機(jī)反向下行割三角煤，采煤機(jī)上行割煤，隨機(jī)拉架、移溜、掃浮煤，割至上端頭。隨采煤機(jī)上行或下行拉架，移溜距采煤機(jī)后滾筒5-8米，拉架為單架連續(xù)式拉架；移溜彎曲段不小于30米，移工作面溜子頭、尾時(shí)采煤機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

采煤司機(jī)在支架的保護(hù)下用遙控器操控割煤機(jī)。

根據(jù)大傾角煤層的礦山壓力與綜采特點(diǎn)，綜采的回采工藝實(shí)際只有割煤、拉架、移溜三道工序，不用支護(hù)采空區(qū)和進(jìn)行頂板管理，相當(dāng)于少了兩道工作，使得工藝非常簡單，工人只在支架內(nèi)作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度輕。

正?；夭善陂g工序拉架、移溜、掃浮煤和運(yùn)輸，且都是在支架和巷道內(nèi)完成，在此生產(chǎn)過程中，煤通過巷道內(nèi)的運(yùn)輸機(jī)外運(yùn)到采區(qū)（上山）煤倉。其上部懸露的頂、底板自上而下逐漸自然垮落，并充填采空區(qū)。

3.3綜采工作面制度及勞動(dòng)組織

一種新的采煤方法的形成，必須由一種高效、有力的勞動(dòng)組織相匹配。綜采采煤法工序簡單，宜采用三班作業(yè)，二班上半檢修。采用“三八”制作業(yè)。由此表明，綜采采煤法具有工藝簡單、勞動(dòng)組織高效、二個(gè)半班能采煤等特點(diǎn)，具備了高產(chǎn)、高效采煤方法的基本特征。

4大傾角煤層綜采采煤工藝存在主要問題

4.1大傾角綜采工作面頂板維護(hù)影響因素

4.1.1工作面推進(jìn)速度

大傾角綜采工作面頂板冒落程度與工作面推進(jìn)速度有直接關(guān)系，工作面推進(jìn)速度增加，工作面支護(hù)速度也加快，減少了煤與圍巖的變行，減少了工作面冒頂。工作面推進(jìn)速度越快冒落程度越小。開采三采區(qū)36層-90左面期間發(fā)生冒頂，都和工作面過地質(zhì)構(gòu)造帶，工作面大面積破巖石，推進(jìn)速度過慢有直接關(guān)系。

4.1.2支架初撐力

工作面支架平均支護(hù)強(qiáng)度與冒落程度也有一定關(guān)系，確保工作面支護(hù)強(qiáng)度，能有效控制大傾角綜采工作面冒頂事故的發(fā)生。要保證支架的支護(hù)強(qiáng)度首先要確定支架初撐力，但實(shí)測(cè)表明，支架初撐力合格率平均只有70%左右，其主要原因：（1）支架供液時(shí)間短，多支架同時(shí)供液；（2）泵站壓力不足，閥及管路泄漏；（3）支架立柱、前梁千斤頂竄液；（4）支架上有浮煤、浮矸。

4.1.3支架支護(hù)狀態(tài)

良好的支架支護(hù)狀態(tài)，會(huì)提高支架對(duì)頂板的控制能力，減少冒頂事故發(fā)生。由于采煤工藝不當(dāng)，偽傾角掌握不好，造成運(yùn)輸機(jī)上竄下滑，支架不再垂直工作面，支架間呈臺(tái)階錯(cuò)茬，影響了支架支護(hù)狀態(tài)；有時(shí)支架各立柱升柱不平衡，造成頂梁歪斜，不能平行支護(hù)頂板，形成頂梁與頂板線接觸；有時(shí)出現(xiàn)歪架、咬架，調(diào)架不及時(shí)等，都會(huì)降低支架支護(hù)質(zhì)量，導(dǎo)致頂板事故發(fā)生。

4.2大傾角綜采工作面破碎頂板的控制

4.2.1支架選型

煤層頂板不穩(wěn)定，工作面盡量選擇前梁具有伸縮性能的支架，采煤機(jī)通過后立即前移支架，支護(hù)剛暴露頂板時(shí)，伸出伸縮梁，最大限度縮小端面距。若煤壁折幫，可在煤機(jī)割煤前拉架，將支架前梁移至煤幫，即超前支護(hù)，在破碎頂板管理中也極為有效。

4.2.2頂板鋪金屬網(wǎng)

破碎頂板在進(jìn)人頂梁上方時(shí)已很破碎，且在頂梁上方形成厚度不等的浮矸層，移架時(shí)，浮矸從架間及端面漏下，也可造成端面冒頂擴(kuò)大；鋪頂網(wǎng)能使破碎頂板形成一個(gè)整體，達(dá)到改善頂板之功效。頂網(wǎng)一般鋪雙層，這對(duì)頂板管理有以下好處：（1）防止架間、端面漏殲，改善頂梁與頂板的接觸狀態(tài)；（2）有利于提高平均支護(hù)強(qiáng)度及圍巖剛度；（3）有利于防止煤壁少片幫，減少片幫深度。

4.2.3帶壓擦頂移架

當(dāng)采用正常操作程序降架移架，很難保持破碎頂板的完整性時(shí)，應(yīng)采取帶壓擦頂移架。移架時(shí)，先啟動(dòng)推拉千斤頂，再逐漸卸載，使梁與頂板保持一定的支撐阻力，帶壓前移。這樣頂板不會(huì)出現(xiàn)明顯松動(dòng)，可有效控制頂板。

4.2.4超前人工炮采開幫

當(dāng)工作面抽漏頂嚴(yán)重，造成支架傾斜，為保證安全生產(chǎn)可采用人工超前炮采開幫的方法進(jìn)行護(hù)頂。一般超前工作面一刀處理，即開幫寬度等于工作面機(jī)采進(jìn)度。開幫時(shí)，隨開幫隨支護(hù)一般采用單體木梁一梁三柱支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。頂板破碎時(shí)幫頂鋪雙網(wǎng)并垂至底板，所鋪的網(wǎng)要與工作面硬幫金屬網(wǎng)連接、走向?qū)?、傾斜搭接，聯(lián)網(wǎng)時(shí)做到逢環(huán)必聯(lián)、雙絲雙扣。頂板要?jiǎng)x時(shí)、剎嚴(yán)。移架時(shí)用單體配合液壓支架移動(dòng)，將支架扶正。

4.3工作面防滑工藝

工作面排頭的1-5號(hào)支架，在每兩部支架間的頂梁和底座上，安設(shè)4個(gè)防滑缸，五部支架共安設(shè)16個(gè)防滑缸，工作面移架時(shí)先移排頭支架。移排頭支架順序：前五架為排頭支架，拉架順序?yàn)?#、4#、1#、3#、5#、拉架時(shí)要用好排頭支架的防倒、防滑缸進(jìn)行調(diào)架，確保排頭支架起到防滑、防倒的排頭基準(zhǔn)作用，再依次移工作面支架。利用側(cè)護(hù)板和調(diào)架裝置實(shí)現(xiàn)本架支架主動(dòng)防倒、防滑。

利用底座前設(shè)置的調(diào)推千斤頂主動(dòng)阻止工作面溜子的下滑。