大傾角兩軟煤層綜合機械化開采技術應用研究

段江勇 周華龍

（1.淮北礦業集團石臺煤礦綜采二區，安徽 淮北 235000；2.隴東學院能源工程學院，甘肅 慶陽 745000）

大傾角兩軟煤層綜合機械化開采技術應用研究

段江勇1周華龍2

（1.淮北礦業集團石臺煤礦綜采二區，安徽 淮北 235000；2.隴東學院能源工程學院，甘肅 慶陽 745000）

通過石臺煤礦在III313工作面采用綜合機械化開采的實踐，得出在頂軟、底軟大傾角煤采用綜合機械化生產具有可行性，對類似條件下的采煤工藝選擇具有借鑒意義。

大傾角；頂軟；底軟；綜合機械化

近年來，大傾角和急傾斜煤層開采在我國越來越引起重視，因此，淮北礦業集團針對“急傾斜厚煤層綜采技術研究及成套裝備選型”項目展開研究，為石臺礦急傾斜煤層安全生產提供技術支持，試點生產后可推廣應用，具有良好的前景。

1 工作面條件

III313工作面為III1采區首采面，位于III1采區左翼，周圍均為未開采區，切眼靠近張莊礦界；上下均為未開采區；左為張莊礦界；右為三水平III1采區人行上山。該工作面受DF6斷層影響，工作面分成里、外兩個塊段，外段暫不回采。里段工作面走向長度435m，傾向長度123m，平均厚度2.8m，傾角30～45°，平均33°。

2 工作面設備配置

該工作面采用MG400/920/QWD型雙滾筒采煤機。工作面采用SGZ-800/400型刮板輸送機。工作面中間架采用ZQY6800/ 19/40型大傾角掩護式液壓支架對頂板進行支護。端頭支架采用ZYZT6800/18/36型支撐掩護式液壓支架，支撐高度1.8～3.6 m，中心距1.42m，工作阻力6 800 KN，初撐力5 523 KN，支護強度1.0255-1.1067MPa，適應煤層傾角≤22°。

3 工作面回采期間主要生產技術

3.1 工作面進刀方式。端頭割三角煤斜切式進刀方式。采煤機下行割煤，到工作面下端割透煤壁后停止運行（圖A）機體下端的滾筒一邊轉動一邊下降到底板，同時升起上端滾筒。采煤機上行，順著輸送機的彎曲段逐漸切入新的煤體，直到前后滾筒完全切入煤壁，采煤機完全進入輸送機直線段（圖B）。機體上端的滾筒邊轉動邊下降，下端滾筒升起，采煤機下行割三角煤，直到下車窩（圖C）。再次調整上、下滾筒，返程進行正常割煤（圖D）。上行割煤方法同樣，方向相反。

3.2 工作面移架方式。工作面采用及時支護，推車后端面距大于340mm時，將該處支架伸縮梁提前伸出。移架采用滯后煤機后滾筒3-5架追機順序移架，移架步距為600mm，追機移架速度跟不上煤機運行時，必須停止煤機，移架或拉超前架。移架過程中應隨時調整支架，使其處于良好的受力狀態。升架時，應注意側護板的伸出情況，防止出現損壞側護板或出現歪架、咬架現象。

圖 1 進刀方式示意圖

3.3 推溜方式。推前溜滯后煤機12～15架進行，沿移架方向逐架順序推溜，拉后溜由工作面一端向另一端順序拉溜。移溜時，彎曲段長度不小于15m，移溜步距保持在600mm，移溜要做到一次到位，移溜后，要使輸送機成一條直線，其偏差不得超過±50mm。

3.4 頂板管理。工作面采用全部垮落法管理頂板。端頭支護采用DZ25型單體液壓支柱配合HDJA-1000型限位頂梁組成的基本支架進行支護，“一梁一柱”中定位走向棚，超前工作面煤壁1-2硐，八、九排走向棚管理。

3.5 工作面“三防”設施。一是防飛矸板和網。每個電纜槽的老塘側順山方向安裝一塊擋矸板，高度1.5米，防止工作面矸石飛向老唐側。缺點：工作面清理的煤矸不易攉進車內，支架的適應高度變小，要保證支架活柱拔高不低于0.6m，否則支架頂梁將壓住防飛矸板；工作面大車內沿走向掛4-6片防飛矸網，防止矸石在車內飛起；吊掛不方便，易破壞，影響過煤機。二是擋身板。每十架架間走向方向安裝一塊擋矸板，防止架間矸石往下滾落，使支架適應高度變小。三是防倒、防滑裝置。在1-5號、45-50號的支架頂梁上安裝了防倒千斤頂，在底座的前方和尾梁連桿處安裝了防滑千斤頂，在支架的滑塊下方安裝了輸送機防滑千斤頂。優點：在支架狀態正常時拉架可輔助進行調節；缺點：當支架產生歪斜時，防倒、防滑千斤頂就失去作用，適應性小。

綜上，項目針對III313大傾角綜采工作面的開采實際情況，對大傾角綜采工作面設備選型、工作面安裝、運行調試，到頂板管理、開采工藝、防倒防滑防飛矸等具體工藝措施進行了研究，結論如下：其一，III313大傾角綜采工作面的開采技術條件十分復雜，工作面傾角大、頂板破碎、火成巖入侵、斷層多等問題，都是造成工作面推進困難的重要因素。其二，支架傾倒多發生在工作面降架移架的過程中，頂板破碎冒空時支架發生傾倒的幾率更大，而III313大傾角綜采工作面的頂板條件使支架很難接頂接實，此外側向千斤頂工作阻力小也是調架困難的重要原因。其三，ZQY6800-19/40大傾角掩護式支架對III313工作面的地質條件適應性差，不適合在頂板十分破碎的條件下使用。此外，防止飛矸的擋板機構也使用效果不好。對于后續同等或類似條件下的大傾角綜采工作面，建議將液壓支架做進一步改進，以便更好地適應石臺煤礦的地質環境。其四，雖然三軟煤層工作面條件差，開采困難因素較多，本礦大傾角三軟煤層應用綜合機械化開采工藝，使該礦取得了良好的經濟效果，可以作為其他類似礦井條件下采用機械化開采的參考經驗。

[1]孔德中，潘衛東，等.大傾角綜采工件面支架穩定性分析及控制[J].煤礦安全，2014（2：40.）

TD823

A

1671-0037（2014）06-106?1

段江勇（1977.12-），男，本科，工程師，研究方向：煤礦開采生產技術管理。