大采高俯采工作面關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制技術(shù)探討

李易峰

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán) 沁水峪煌煤業(yè)有限公司，山西 沁水 048211）

傾斜長(zhǎng)壁綜采工藝可分為仰斜開(kāi)采與俯斜開(kāi)采。仰斜開(kāi)采主要指工作面沿傾斜方向由下向上進(jìn)行推進(jìn)，其比較適宜于開(kāi)采具有穩(wěn)定頂板，較硬不容易發(fā)生片幫的煤層，煤層傾角也不易過(guò)大。俯斜開(kāi)采，指從工作面沿煤層傾斜方向由上向下進(jìn)行開(kāi)采，開(kāi)采煤層較厚煤質(zhì)較松軟的煤層[1]。大采高傾斜長(zhǎng)壁俯采工作面較易布設(shè)，工作面頂板及煤壁也較易管理，但在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，俯采角度也會(huì)嚴(yán)重影響到安全生產(chǎn)。對(duì)此，通過(guò)對(duì)傾斜長(zhǎng)壁工作面回采技術(shù)進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)其中潛存的問(wèn)題，并采用相應(yīng)的措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，只有這樣才能在確保安全生產(chǎn)的前提下，進(jìn)一步提高大采高傾斜長(zhǎng)壁工作面生產(chǎn)效率[2]。

1 工作面概況

沁水峪皇煤業(yè)2401綜采工作面位于井田的東部，工作面的西側(cè)為運(yùn)輸大巷，東側(cè)為2#煤層露頭風(fēng)化帶；北面距2402回采面30 m為實(shí)體煤，南面與礦井主斜井最小距離30 m；西面為北運(yùn)輸、回風(fēng)兩條大巷，見(jiàn)圖1。2401綜采工作面工作面走向長(zhǎng)度108 m，傾向長(zhǎng)度為350 m，面積為37800 m2。2401工作面地面相對(duì)位置為高山森林覆蓋，地面標(biāo)高+1100 m～+1200 m，井下標(biāo)高為+1068 m～+1155 m。

2401工作面范圍內(nèi)煤層厚度最大為4.3 m、最小為3.35 m，平均為3.75 m，煤層基本穩(wěn)定。傾角為8°～12°，平均10°受斷裂結(jié)構(gòu)的影響，煤層較松軟，節(jié)理發(fā)育。含0至3層夾矸，夾矸平均厚度為0.3 m，硬度（f）對(duì)回采影響不大?；夭珊罄享斪匀豢迓?，垮落高度可能導(dǎo)致地表山體出現(xiàn)裂隙。根據(jù)對(duì)靠近2402工作面采空區(qū)的頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)來(lái)看，頂板相對(duì)穩(wěn)定。

圖1 2401工作面巷道布置

2 俯采關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制

1）煤機(jī)裝煤效果的控制。在實(shí)際生產(chǎn)中，因受傾斜角度的影響，時(shí)常會(huì)造成煤機(jī)裝煤效果不佳。對(duì)此可通過(guò)對(duì)運(yùn)輸機(jī)槽下潛存的浮煤進(jìn)行清理，借助人為因素使運(yùn)輸機(jī)的俯采角度盡量小于等于15°，同時(shí)可應(yīng)用單刀回采方式，來(lái)促進(jìn)實(shí)際裝煤效果的好轉(zhuǎn)。

2）采煤機(jī)行走部磨損的控制。俯采工作面采煤機(jī)行走部易發(fā)生較大磨損，時(shí)常需頻繁更換。此現(xiàn)象也主要是受采煤角度的影響，使采煤機(jī)重心發(fā)生偏移，造成采煤機(jī)行走部大幅磨損。對(duì)此，一方面可派人及時(shí)清理運(yùn)輸機(jī)中部槽下存有的浮煤，讓運(yùn)輸機(jī)的俯采角度盡量變小以減輕磨損。另一方面可把采煤機(jī)平滑靴適當(dāng)加高，來(lái)使采煤機(jī)重心發(fā)生變化，更好的防治采煤機(jī)傾倒，有助于進(jìn)一步減輕采煤機(jī)行走齒磨損及滑靴磨損，在更好保障工作面安全的同時(shí)，還可降低材料消耗，節(jié)約材料成本［3］。

3）工作面支架的管控。俯采工作面支架前傾現(xiàn)象較嚴(yán)重，致使支架頂梁無(wú)法與頂板呈面接觸，易造成支架后立柱無(wú)法滿足初撐力要求。對(duì)此，在拉移支架時(shí)，不要進(jìn)行臺(tái)階性前移，防止支架發(fā)生傾倒，應(yīng)科學(xué)、合理的控制支架角度。另外，支架因工作面實(shí)際俯采角度相對(duì)較大，在回采時(shí)架間易出現(xiàn)嚴(yán)重竄矸，架懷及架間易存留大量浮矸，這樣會(huì)增大拉架阻力，可能會(huì)損壞推移千斤頂，進(jìn)行移架作業(yè)后，應(yīng)把支架后側(cè)護(hù)板盡快打開(kāi)，讓架與架緊密接觸以盡量防止架間出現(xiàn)竄矸現(xiàn)象。同時(shí)應(yīng)給上端頭與下端頭的封閉墻都裝設(shè)防倒單體，必要時(shí)還應(yīng)加裝擋矸網(wǎng)。

4）工作面運(yùn)輸機(jī)的管理。對(duì)于俯采角度較大的工作面，運(yùn)輸機(jī)通常較難管理，運(yùn)輸機(jī)沒(méi)推到位現(xiàn)象或推翻現(xiàn)象。在實(shí)際生產(chǎn)中，可添加一限位塊于支架推拉頭與運(yùn)輸機(jī)連接處，讓運(yùn)輸機(jī)受力方向發(fā)生變化，使運(yùn)輸機(jī)具體受力點(diǎn)向下移動(dòng)；在推動(dòng)運(yùn)輸機(jī)前，應(yīng)先清理干凈操作現(xiàn)場(chǎng)的浮矸、浮煤，如液壓支架底座前方的浮矸、浮煤，運(yùn)輸機(jī)下方的浮矸、浮煤還有架間浮矸、浮煤都應(yīng)進(jìn)行徹底清理；在推移運(yùn)輸機(jī)的過(guò)程中，應(yīng)緩慢的向推移千斤頂進(jìn)行送液，把應(yīng)達(dá)到的進(jìn)刀量分次推夠；另外在生產(chǎn)中遇到運(yùn)輸機(jī)栽頭角度過(guò)大的情況時(shí)，為縮小角度，可先推起輸送機(jī)，然后再把半圓木、鋼管等物體添加于輸送機(jī)下方，在推移運(yùn)輸機(jī)時(shí)，還可借助油缸來(lái)對(duì)煤壁側(cè)的留槽進(jìn)行起吊。

5）工作面運(yùn)輸皮帶的控制。為更好的控制皮帶在俯采工作面進(jìn)行重載運(yùn)行時(shí)的速度，謹(jǐn)防皮帶發(fā)生飛車現(xiàn)象，可用變頻器來(lái)科學(xué)、合理的驅(qū)動(dòng)機(jī)巷皮帶，同時(shí)還可通過(guò)裝設(shè)多道防滑阻尼板于皮帶中央，這樣可進(jìn)一步增大皮帶摩擦力，更好的控制皮帶運(yùn)行速度。

6）俯采工作面防滅火技術(shù)。俯采工作面對(duì)采空區(qū)實(shí)施灌漿作業(yè)效果較差，增大采空區(qū)防滅火管理難度。在俯采工作面進(jìn)行回采作業(yè)時(shí)，應(yīng)密封進(jìn)、回風(fēng)隅角，借助埋管注氮系統(tǒng)，保持注氮口位置與工作面相距10～20 m左右，采用高濃度的氮?dú)鈦?lái)進(jìn)行防滅火。若CO濃度持續(xù)增長(zhǎng)時(shí)，可注入液態(tài)CO2、進(jìn)行鉆孔深部灌漿、合理的減風(fēng)均壓、科學(xué)降低瓦斯抽采負(fù)壓等一系列措施來(lái)進(jìn)行防滅火。在做好防滅火工作，確保礦井安全生產(chǎn)的同時(shí)還應(yīng)重視提高工作面推進(jìn)速度，讓采空區(qū)丟煤量盡量少，以更好保障礦井采煤工作的安全高產(chǎn)、高效［4］。

7）俯采工作面的防治水。在進(jìn)行工作面回采作業(yè)的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守停機(jī)必停水的原則來(lái)作業(yè)，且應(yīng)給運(yùn)輸機(jī)的機(jī)頭部與機(jī)尾部都加裝水箱，并讓排水途經(jīng)工作面的軟管流入機(jī)巷水溝內(nèi)；在開(kāi)展工作面回采作業(yè)前應(yīng)先詳細(xì)檢查兩巷排水系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行完善；為防止水中的雜物堵塞排水管路，應(yīng)先讓水進(jìn)行沉淀后，再讓其流入管路；應(yīng)給排水設(shè)備布設(shè)雙回路供電系統(tǒng)，設(shè)置備用電源，還應(yīng)把排水支管布設(shè)為獨(dú)立系統(tǒng)，以更好的保障排水系統(tǒng)工作的安全性，可靠性；另外若遇到工作面涌水量大幅增大時(shí)，也可把布設(shè)的壓風(fēng)管路以及注氮管路都盡快改設(shè)為臨時(shí)排水管路，以更好的協(xié)助礦井排水工作，及時(shí)排除礦井涌水，更好的保障礦井安全生產(chǎn)。