大傾角采煤技術應用與安全管理

牛現欽

(平頂山天安煤業香山礦有限公司,河南平頂山 467000)

大傾角采煤技術應用與安全管理

牛現欽

(平頂山天安煤業香山礦有限公司,河南平頂山 467000)

隨著采煤技術的不斷發展,傾角大已成為制約煤礦安全生產和產能提升的一個主要因素,本文對影響大傾角綜放工作面安全生產的原因進行分析,在大傾角工作面采取多種安全防護措施,經過反復實踐,總結出一系列大傾角工作面安全管理經驗,對大傾角工作面實現安全生產和產能提升具有重要意義。

大傾角 采煤技術 應用 安全

隨著開采深度的增加,煤層賦存條件越來越復雜,煤層傾角越來越大。大傾角煤層是指埋藏傾角大于35°的煤層。近年來快速發展的機械化采煤技術,使大部分礦區淺部開采條件好的煤層儲量將在較短的時限內枯竭,促使大傾角煤層的開采問題進入了人們的視野, 并引起高度重視,如香山礦二水平上部采面,要保持高產高效和可持續發展就必須解決大傾角煤層的開采問題。

1 大傾角煤層開采的特點

我國急傾斜煤層儲量豐富,分布范圍較廣。由于急傾斜煤層傾角大,在開采上具有許多特點。

(1)由于煤層傾角大,落在底板上的煤巖塊,會自動向下滑落,從而簡化了采場內的裝運工作。為了防止滑落的煤塊沖倒支架,砸傷人員,在技術上必須采取相應的安全措施。(2)急傾斜煤層中,煤炭、矸石沿傾斜方向可采用自溜運輸,在采區中可開掘采區溜煤眼以代替緩傾斜煤層中的運輸上山。由于煤層傾角大,沿走向留設的煤柱容易片幫塌落,使得在采空區上方布置的煤層平巷維護困難。因此,階段平巷一般均布置在底板巖石或底板不可采的煤層中,通過采區石門與煤層進行聯系。采煤工作面皆由采區邊界向采區石門(或采區溜煤眼)方向推進。(3)開采急傾斜煤層 ,多采用立井多水平開拓方式。由于受到技術上的限制,其水平垂高一般為100～150m。(4)開采兩個相距較近的急傾斜煤層,上層開采后,由于底板巖層移動,會使下層煤遭受破壞。因此,應合理安排上、下煤層的開采順序。(5)由于工作面傾角較大,頂板破斷垮落巖塊將沿底板向工作面下部采空區滑、滾,走向長壁開采時在工作面傾斜方向形成不均勻充填特征,從而導致工作面不同區域礦壓顯現不同。(6)隨著煤層傾角的逐漸增大,圍巖對支護系統的穩定性要求變得更加明顯,所以在整個支護系統的布置上,既要考慮其支護阻力的大小,更要注意其整體穩定性控制。

2 大傾角開采的主要問題

大傾角工作面開采需要解決的關鍵問題是控制支架與運輸機下滑和支架失穩。因此說綜采工作面液壓支架的管理是各項工藝中的重中之重,支架狀態的好壞,直接影響正常生產,所以,管好液壓支架既是重點,又是難點,更是保證生產的前提。而運輸機下滑,使運輸機進入機道較多,不僅使運輸機頭與機道轉載機不能正常搭接,給工作面出貨帶來困難,而且還帶動支架下滑,造成支架失穩現象導致移架困難,影響工作面正常生產。由于支架、運輸機下滑后,不僅使支架、運輸機進入機道,而且還造成工作面上端頭處無支架支護,而必須進行人工用單體柱進行支護,給生產帶來困難。

3 關鍵技術措施

3.1 頂板管理

大傾角煤層斜切采煤方法工作面,頂板管理的重點措施是:

(1)工作面上下超前出口必須按作業規程作好,逼好上邦,插好上頂,防止塌冒。(2)工作面的假頂或煤層頂板破碎時,要先掛垛,把上頂控制好。要根據現象情況決定是否打眼。裝藥量每眼一般不超過300克。(3)片邦嚴重時,禁止放炮。手鎬落煤,掛一梁打一柱。(4)工作面上頂要插背嚴實,有抽冒要及時處理。(5)工作面上出口及暴漏的頂板,要按照過程回替鐵腿。靠頂板的貼邦柱必須嚴格支架質量,有拆傷要及時處理。頂板傾角小于70°時,靠頂板的貼邦柱要加打撐柱。(6)對工作面上半部靠近頂板附近難回撤的鐵柱,可用木柱替換。(7)出頂煤時,不許超過放頂線。(8)工作面距前方煤門1～1.5m時不許炮采,并事先處理好煤門內的支架,并將控頂距縮小到最小。過煤門時最大控頂距不超過7排。同事必須加強工作面的木垛支護。

3.2 支架防傾斜管理

(1)控制割煤速度及割煤量:采取單向割煤,往返一次進一刀,空刀裝煤;或采取淺截深多循環,使其達到截割深度,臥底量符合要求;再者割煤速度要控制在1.5～2m/min。通過減緩割煤速度,保證煤機勻速運行,減少割煤負荷,有助于保持支架的穩定性。(2)移架防傾斜措施:工作面抵車前先人工臥底并找平底板,采用帶壓擦頂移架。移架時嚴格控制降架高度,防止支架傾斜。拉架必須保證支架垂直于頂底板,﹤

歪斜度±5°。(3)支架歪斜處理:支架歪斜度gt;5°時使用側護千斤頂進行調架,必要時可使用單體進行調架。用單體調架以相鄰支架的頂梁或底座為支撐點(避免剛性接觸),將支架扶正。(4)支架中心線應垂直于工作面,如果支架不垂直于工作面而是垂直于輸送機,當輸送機彎曲時將可能造成支架打架。(5)當工作面傾角在15°以上時,應使用防倒、防滑裝置,否則將造成支架下滑或傾倒。

3.3 運輸機防滑管理

(1)根據煤層傾角變化,并注意觀察運輸機頭尾位置變化,及時調整偽傾角。(2)工作面采取單向割煤、單向推移運輸機的方式作業。即采機下行割煤,上行空牽,采機空牽時自下而上追機推移運輸機。(3)運輸機頭與機道轉載機搭接要合理,高度合適,防止運輸機帶煤粉,增大負荷,造成運輸機下滑。

3.4 工作面對接支架防傾斜管理

(1)生產技術部測量人員提前對工作面對接地點進行測量,為工作面對接提供可靠數據,保證工作面支架對接間隙不超過規定(200～300mm)。(2)施工單位做好工作面對接前的準備工作,根據對接地點底板高低控制采煤高度,使對接地點兩面高低一致,并人工趁平底板,防止對接支架傾斜。

4 結語

總之,大傾角綜采工作面液壓支架和運輸機必須加強科學管理,制定出嚴格的管理措施,防止支架和運輸機下滑及支架失穩。所以大傾角綜采工作面開采只要制定出行之有效的技術措施,進行嚴格的管理,使支架和運輸機不下滑,支架不失穩,才能保證綜采工作面大傾角開采的成功,以達到大傾角綜采工作面高產高效。

[1]王利偉,符如康.大傾角工作面液壓支架倒架原因分析及處理[J].中州煤炭,2007(05).

[2]張雨.龍東煤礦首采大傾角綜采工作面液壓支架安裝工藝[J].采礦技術,2010(S1).

[3]龐礦安,劉俊峰,董德彪.大傾角放頂煤液壓支架穩定性動態分析[J].煤礦開采,2005(06).

牛現欽(1964.02-),男,河南寶豐人,焦作礦業學院,現就職于平頂山天安煤業香山礦有限公司,研究方向:煤炭工程。