談大傾角工作面長壁采煤法回采工藝的完善

李永植

摘 要：目前大傾角工作面的開采已成為我國煤炭資源的重要來源之一,其開采量呈現出穩定的上升趨勢。然而與緩斜煤層的開采相比,生產環境的特殊性還是給實際作業帶來了很多困難,不利于開采穩定、高效、順利地進行。本文分析了長壁采煤法的特點,并針對多斷層工作面作業中走向長壁炮采工作面采煤技術,提出了具體的應用方法及其必須嚴格控制幾個關鍵環節。

關鍵詞：大傾角工作面長壁采煤法過斷層

中圖分類號：TD82 文獻標識碼：A 文章編號：1674-198X(2012)05(c)-0062-01

1 大傾角工作面采掘概述

1.1 大傾角工作面的特點分析

作為中斜煤層或急斜煤層的一部分,大傾角煤層通常是指埋藏傾角在35°～55°之間,且傾角超過冒落矸石及煤的自然穩定狀態的最大角度,作業中易出現滑動、失穩現象的開采環境。我國大傾角煤層的煤炭儲量占總量的15%以上,隨著能源需求的增加和開采規模的擴大,目前大傾角工作面的開采已成為煤炭資源的重要來源之一,其開采量呈現出穩定的上升趨勢。

1.2 長壁采煤法在大傾角工作面中的應用

長壁采煤法是目前在大傾角煤層中較為常見的作業形式,根據推進方式的不同,長壁采煤法分為沿傾斜方向布置,沿走向推進的走向長壁采煤和沿走向布置,沿傾斜推進的傾斜長壁采煤等兩種方法,其中走向長壁法又分為整層開發走向和在較厚煤層使用的傾斜分層走向,而傾斜長壁采煤法則根據煤質的不同分為仰斜開采和俯斜開采兩種形式,仰斜開采用于頂板淋水較大或煤質較硬的情況,而俯斜開采則多用于煤層厚度大,煤質松軟的情況。傾斜長壁采煤法的回采工藝與走向長壁采煤法類似,但具有巷道布置簡單,通風線路短,等長工作面易于實現,掘進率、采出率高的優點,并對地質條件具有較高的適應性,但也同時存在著輔助機械運輸困難,技術與當前設備不完全配套以及下行回風等方面的問題。實踐中必須根據具體生產環境優選開采方案,發揮不同開采方法的優勢,提高生產的效率及安全性。

1.3 大傾角煤層長壁工作面系統可靠性的影響因素

與緩斜煤層的開采相比,大傾角煤層長壁工作面系統具有更大的生產難度,也面臨著更多的不確定因素。以支護控制方面為例,大傾角煤層頂板沿一條逐漸接近重力方向的曲線活動,頂板移動曲線與法線的距離與其穩定性成反比。而支架在其自重、頂板壓力、底板反力、初撐力、臨架擠靠力等作用下很難保持靜態平衡。隨著頂板壓力的不斷增大,支架所受合力的作用點開始偏出其下邊緣,造成支架的失穩和倒滑,極大地提高了作業風險。此外,復雜工作面的地質環境也對回采工藝造成了較大的影響,微氣候環境、巷道內有害物質、以及局部冒漏等問題,都應得到相應的控制和治理。

2 完善大傾角長壁回采工藝應注意的幾個問題

2.1 長壁過斷層條件下的處理

筆者所在的2232東面地質構造復雜,共過落差3m以上的斷層4個,落差小的斷層和褶曲構造不計其數,經進一步的分析評估,此工作面不適用大機械綜采技術,而應應用長壁炮采,工作面從投產開始,工作面沒有少于2個斷層或褶曲的影響,多次造成工作面上出口為矸石,沒法做出口。經過實踐整理出有針對性的出口支護管理,上出口滯后回棚子、或者是工作面上出口留落后道眼等措施,保證了工作面推茬不停產,同時減少了頂板的二次破壞,針對工作面過落差大斷層,如何有效提高工作面初撐力和工作阻力,保證斷層區域的支護質量現場管理也總結了不少經驗,工作面下悶過程中,造成頂板變化大,工作面擺有電溜子,老塘側比煤壁側高,針對此情況我們制定針對性措施,保證了回柱安全,也避免了老塘側掉矸石砸人的隱患,同時在下悶過程中,采用深臥溜子臺階下沉,支柱戧向老塘側等措施,保證了此范圍的采高和支護質量。通過相關的措施避免頂板等安全事故的發生。

2.2 回采工藝流程

搪瓷溜子范圍：檢查瓦斯→打眼→檢查瓦斯→裝藥→維護面→檢查瓦斯、截人→放炮→檢查瓦斯、驗炮→維護面→出道眼空煤→掛梁→打臨時貼幫柱→打基本柱→移搪瓷溜子出煤→移特殊支架→回柱。

電溜子范圍：檢查瓦斯→ 打眼→檢查瓦斯→裝藥→維護面→檢查瓦斯、截人→放炮→檢查瓦斯、驗炮→維護面→出道眼空煤→掛梁→打臨時貼幫柱→移電溜→打基本柱→移特殊支架→回柱。

2.3 炮采響炮中應注意的問題

炮眼采取五花眼設置,腰眼眼距1.2m,頂底眼眼距0.6m。炮眼深度為1.2m,與工作面夾角70°～80°,底眼俯角及頂眼仰角5°～10°。對煤層松軟、頂破破碎等異常地點,必須先手鎬掛梁或窩探板,將上頂插嚴背實,并打上臨時幫柱后,方可打底眼放炮,眼間距不小于1m且裝藥量不大于300g,但不準打腰眼和頂眼放炮。上頂壓力大地點及片幫≥0.3m地點,必須先手鎬窩板,插背上頂、待控制好上頂后,方可打腰、底眼放炮,且每眼藥量不大于450g。采用正向裝藥爆破,嚴禁反向裝藥,炮眼用粘土炮泥和水炮泥封滿填實,最小抵抗線≥0.5m。使用煤礦許用三級乳化炸藥；雷管品種：煤礦許用毫秒電雷管,雷管段數：底眼為二段,腰眼為一段,頂眼為三段,爆破順序為：腰眼→底眼→頂眼。

2.4 支護管理中應注意的問題

工作面基本支護為DZ—25型單體液壓支柱配以HDJB-1000型金屬鉸接頂梁支護,齊梁直線,采取正懸臂布置。工作面控頂距4～6m,最大控頂距6m,最小控頂距4m,排距1m,柱距0.5m。工作面采高2.2m。

工作面特殊支架有木垛和托戧梁。木垛建在老塘側第一空按中至中8～10m設置,其中工作面上出口以下2～3m和下出口以上2～3m各設一木垛。木垛必須建在底板或實茬煤上,木垛為長方形,木垛順1.6m,木垛橫1.2m。木垛要建方正,各層平行,各層接觸點成直線,保證迎山有勁。木垛頂層與上頂接觸嚴實,需加楔時加在上數第一、二層之間,不得出現重楔。倒移木垛采取回一建一的方法,但在壓力大、地質變化地點采取先建后回的方法。托戧梁柱打得迎山有勁,并對應于頂梁打；托戧梁與上頂必須接觸嚴實。倒移托戧梁采取回一打一的方法,但在壓力大、地質變化地點,采取先打后回的方法。托戧梁為松木梁,一梁三柱,托戧梁間不留水口。

為加強出口支護質量,減少超高地點出口木料插背帶來的回柱后支護不穩的問題,下出口斷面大地點及上出口采取滯后回棚子工藝,首先在拱型支架梁下打牢雙趟連續一梁三柱走向托梁,以2.4m松木大梁和DZ—25型單體液壓支柱或DZ—31.5型單體液壓支柱,隨工作面推茬隨摘巷道一幫礙事的拱型棚腿,若拱型腿不影響工作面推茬則不摘腿,夜班回柱時將上、下出口用絞車回出,既解決了出口支護及超高問題,又減少了對頂板二次破壞,減少了生產班做出口的木料和工力成本,保證了下口道眼的高度和暢通,消除了下口頂板壓力集中區域的頂板隱患。

參考文獻

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