大傾角綜采工作面開采技術(shù)探析

陳昭征

（山東魯中能源集團貴州魯中礦業(yè)有限責(zé)任公司，貴陽 550081）

大傾角綜采工作面開采技術(shù)探析

陳昭征

（山東魯中能源集團貴州魯中礦業(yè)有限責(zé)任公司，貴陽 550081）

本文重點闡述了大傾角綜采工作面開采技術(shù)，主要包括大傾角綜采工作面的支架拉架技術(shù)以及大傾角綜采工作面支護的穩(wěn)定性控制技術(shù)，而大傾角綜采工作面支護的穩(wěn)定性控制技術(shù)又包括頂板穩(wěn)定性控制技術(shù)和底板穩(wěn)定性控制技術(shù)。

大傾角；綜采；工作面；開采技術(shù)

0 引言

我國在20世紀(jì)80年代開始就出現(xiàn)了大傾角煤層開采這一新名詞，當(dāng)時受到設(shè)備和技術(shù)的限制，在25℃以上傾角的煤層中使用綜合機械化采煤時就稱為大傾角綜采。隨著綜采技術(shù)水平的不斷提高，機械化設(shè)備的不斷發(fā)展，綜合機械化開采的應(yīng)用范圍不斷擴大，大傾角煤層的界定下限由25℃增至30℃和32℃，在七五期間國家將35℃以上的煤層綜采技術(shù)列為重點攻關(guān)項目，正式稱為大傾角煤層綜采技術(shù)。目前，大傾角煤層的埋藏傾角一般超過了35℃，而我國大傾角煤層儲量在煤炭總儲量中占有著14%的份額，分布于廣東、甘肅、福建、東北等地，在全國煤炭總產(chǎn)量中，有著10%左右的年產(chǎn)量。但我國總體的大傾角煤層開采總量并不樂觀，支架嚴(yán)重擠、咬等問題不得不迫使結(jié)束整個開采活動。而大傾角煤層綜采的不利，很大程度上就是一些基本問題所造成的，為此對這些基本問題進行處理，對大傾角煤層綜采技術(shù)的有效實施有著巨大的意義。

1 大傾角綜采工作面的支架拉架技術(shù)

卸載拉架是工作面正?；夭衫芩鶓?yīng)用的手段，這種手段使得頂梁不再對頂板進行支撐，在幫頂較活的情況下，幫頂易掉和易片。為此，在進行回采的時候，通過帶壓拉架技術(shù)，在出完煤墻的煤之后，對操作閥加以操作，首先卸載煤墻的2根柱子，前移0.8m的柱腳站在煤墻邊，再升起2根柱以對頂梁進行支撐，緊接著卸載舍幫2根柱，前移0.8m柱腳之后升起2根柱對頂梁進行支撐。在最后的時候，對拉架油缸進行操作，頂板由支架頂梁加以支撐并且往前移動，在移架的過程中將伸縮梁收回。

2 大傾角綜采工作面支護的穩(wěn)定性控制技術(shù)

2.1 頂板穩(wěn)定性控制技術(shù)

在頂板冒落區(qū)域或者是頂板破碎的范圍，能夠?qū)嵤U棚的策略，以事先支護工作面頂板。在擴棚的過程中，通過打眼的方式放炮落煤，且梁以ll#工字鋼充當(dāng)，而腿以2m長單體支柱來充當(dāng)，扶一梁兩柱走向棚。將2根2.5m長的鋼梁架設(shè)在每一架的支架前梁前面，在支架前梁上搭接長鋼梁一端，需要保持0.5m以上的支架搭接長度，在鋼梁的另一端跟煤壁緊緊挨著，且將2根單體支柱架設(shè)在鋼梁下，其中的一根跟煤壁緊挨著，而另外一根的單體支柱距離煤壁是1.Om，通過長是1.4m的半圓木均勻地排放在棚梁之間。倘若頂板破碎段順著走向有著比較大的范圍，然而在不斷推進的工作面影響下，不間斷地在支架前擴棚，一直到支架和頂板都回復(fù)正常。針對工作面頂板壓力來講，直接頂?shù)暮穸葲Q定了老頂巖層的制約，煤層跟老頂?shù)木嚯x越遠，就能夠形成越大的直接頂厚度，并且也會增大破斷后形成緩慢下沉式的平衡的可能性。此外，在持續(xù)推進的工作面影響下，在頂板來壓的過程中，支架穩(wěn)定性破斷巖塊重量間是反比例的關(guān)系，在頂板來壓的時候，務(wù)必增加工作滿支架初撐力與工作阻力，只有如此，才可以推動支護的正常實施，支架和頂?shù)装宕笾率谴怪钡?，通常控?°—5°的迎山角范圍，防止出現(xiàn)退山情況，并且推動跟頂板間的密切接觸，不可以發(fā)生“線接觸”的情況，防止控頂。在進行移架的時候一次性地實現(xiàn)，務(wù)必去除頂板反復(fù)支撐。

2.2 底板穩(wěn)定性控制技術(shù)

在對大傾角煤層開采之后，會導(dǎo)致工作面頂板巖層出現(xiàn)移動與破壞的情況，并且順著工作面的傾斜方向，底板巖層也能夠往下滑移。并且底板出現(xiàn)的滑移與破壞會大大地影響絕大多數(shù)的支架，進而喪失理想支撐的基礎(chǔ)性作用，在這種情形下，就可能破壞支護體系的剛度，并且也會增強支架失穩(wěn)破壞的情況。針對破壞的底板，底板巖層和支架之間的煤層傾角與摩擦是重要的制約因素。通常來講，工作面煤層傾角比較大的情況下，就會增強底板失穩(wěn)、滑移，破壞的趨勢。在底板摩擦因素上，在較大摩擦力的時候，支架的抗滑力就會變小。為此，要想持續(xù)地提高底板摩擦力，能夠在采煤機進行割煤之后，及時地清理工作面的浮煤，不然，在浮煤的制約下，就會減小支架底板和底座間的摩擦力。此外，務(wù)必實時地處理頂板淋水，以及定期地檢查各個位置與支架乳化液管路的密封情況，不然，在水的影響下，會持續(xù)地降低底板摩擦系數(shù)。

3 大傾角綜采工作面安全高效開采的一些建議

3.1 對工作面優(yōu)化設(shè)計

（1）設(shè)計時要詳細(xì)調(diào)查工作面生產(chǎn)技術(shù)條件，充分論證其是否具備綜采開采條件。

（2）生產(chǎn)系統(tǒng)要簡單，特別是運煤系統(tǒng)和供料系統(tǒng)。

（3）切眼時應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造帶，施工傾角、高度應(yīng)控制一致。（4）工作面長度要在技術(shù)上經(jīng)濟上合理（150-200m為宜），盡量等長布置、偽仰斜布置。

3.2 選取對復(fù)雜地質(zhì)條件適應(yīng)性強的綜采設(shè)備

根據(jù)大傾角煤層綜采的特點，必須改變傳統(tǒng)的“三機”選型設(shè)備配套理念，以支護系統(tǒng)的穩(wěn)定性為設(shè)備核心。

（1）選用采高適應(yīng)范圍大、支護強度高、寬型頂梁和底座，較大缸徑立柱、重量輕等特點的液壓支架和高阻力、大噸位的端頭支架。

（2）選用大功率、牽引力大、爬坡能力強的電牽引采煤機。（3）選用全封閉、啟動、制動、防滑性能好的刮板輸送機。

4 結(jié)語

綜上所述，針對大傾角綜采工作面來講，非常重要的問題是工作面支護系統(tǒng)的穩(wěn)定。在持續(xù)加大的煤層傾角的影響下，也逐步地增大了頂?shù)装宓膲毫Γ@降低了工作支護系統(tǒng)的穩(wěn)定性與平衡性，務(wù)必及時地處理煤層綜采當(dāng)中發(fā)生的一系列現(xiàn)象，同時對采煤施工的工藝加以優(yōu)化，以及對采煤機實施防滑的策略等等，只有如此，才可以保證大傾角綜采工作面的正常生產(chǎn)。

［1]熊仁欽.頂板大面積來壓破壞機理的研究［J].煤炭學(xué)報，1995，20（A01）：38—41.

［2]屠世浩，竇風(fēng)金，萬志軍，等.淺埋房柱式采空區(qū)下近距離煤層綜采頂板控制技術(shù)［J].煤炭學(xué)報，2011，36（3）：366—370.

［3]王方田.淺埋房式采空區(qū)下近距離煤層長壁開采覆巖運動規(guī)律及控制［D].中國礦業(yè)大學(xué)，2012.

陳昭征（1973—），男，山東泰安人。1993年畢業(yè)于泰安煤校，2011年12月畢業(yè)于山東科技大學(xué)礦業(yè)工程領(lǐng)域，工程碩士學(xué)位，工程師。