大噸位大傾角綜放工作面開采技術實踐

賈川 樊義寧

摘 要：大噸位大傾角綜放工作面開采因設備安裝、設備防倒防滑、采場管理等諸多困難，嚴重制約著回采工作面的安全高效回采，本文以羊場灣煤礦120211大采高綜放工作面大傾角開采為例，論述了開采過程中存在的問題及相應的解決方案，現場應用證明該方案的可操作性，為相鄰礦區類似條件綜放工作面開采提供可借鑒經驗。

關健詞：大噸位大傾角；設備防滑；開采技術

1 前言

羊場灣煤礦一號井是神華寧煤集團的主力礦井之一，設計生產能力1000萬t/a。隨著礦井向深部延伸，礦井地質構造越來越復雜，斷層褶曲對采煤工作面的布置和開采影響非常大，部分工作面因傾角超過18°，無法滿足6.2m大采高設備的開采條件，只能采用綜采放頂煤工藝開采。本文以羊場灣煤礦120211工作面為背景，創新了一套在復雜條件下，大傾角大噸位綜放工作面的設備安裝、設備防倒、防滑、采場管理方法，解決了大噸位大傾角綜放工作面開采技術難題。該技術對羊場灣煤礦可持續發展具有重要的意義。

2 大采高工作面大傾角開采技術研究

2.1 工程概況

120211工作面是羊場灣一號井12采區的第11個工作面，工作面位于井田中部，工作面設計走向長907m，傾斜長268m，工作面平均煤厚7.3m，煤層傾角最大傾角28°，平均傾角20°。工作面共布置158架ZF13000/25-43D型液壓支架（單架重量40t），工作面下端頭使用ZT27500/25/40D型中置式放頂煤端頭支架（2架1組，重量40.5t），MG750/1920-GWD型采煤機1臺、SGZ1000/2000型刮板輸送機2部，機巷布置SZZ1200/525轉載機一部、DSJ1400/3×630膠帶輸送機一部。

2.2 大噸位大傾角綜放工作面開采存在的技術難題

2.2.1 設備的安裝

工作面設備安裝進度的快慢是制約工作面能否按期投產的關鍵因素。我礦以往大采高工作面的安裝均采用LWC50T無軌膠輪支架搬運車安裝，行車距離10km，工作面傾斜長度300m時，安裝支架時間15d左右（兩班安裝支架，一班安裝溜槽），小班最多安裝支架8臺，平均每班安裝6臺。LWC50T支架搬運車最大爬坡能力為12°，在巷道坡度超過12°時，只能選擇其他的安裝運輸方式。如采用傳統的軌道+平板車+卸車斜臺的安裝方式，單班僅能安裝2～3臺支架，安裝268m工作面僅支架安裝需用時35d左右，而且在支架運輸時易出現掉道事故，支架卸車調向時易發生倒架，安全系數低，工人勞動強度高，工作效率低。為加快工作面安裝進度，我礦引進遼寧鑫豐礦電公司研發的液壓支架安裝運輸車，該車由左右支腿、固定及活動行走輪、支撐臂、起吊壁、操縱機構、行走系統、搬運機構組成。該設備采用井下已配備的乳化泵輸出壓力作為液控系統動力源，雙繩閉合式牽引，取消摘掛繩環節，具備自卸和支架調向功能，使搬運裝形式集約化，減輕了工人的勞動強度，提高了安全性。采用該設備后，工作面每班安裝4臺支架，工作面支架安裝用時21d。

2.2.2 支架的防倒防滑

在支架的設計方面，設備出廠時配套了支架的斜拉防倒裝置，該裝置由一根千斤頂（Q-125/70×850）和φ30×108mm圓環鏈組成，該防倒裝置三臺支架上一組，千斤頂與上部支架頂梁固定，圓環鏈一頭與千斤頂固定，另一頭固定在下部支架的立柱上，移架時先移兩邊支架后移中間支架，從而起到支架防倒的目的。

在采場的控制上，結合工作面的實際情況，主要采取以下措施：一是提高支護阻力。大傾角回采時，支架降架、移架時易發生下滑，此時抗滑力僅依靠支架自重，移架時采用“帶壓移架”的方式，做到“少降快拉”，確保支架充分接頂，支架頂梁受力均勻。二是嚴格控制采高。控制采高可降低支架重心，同時可以避免因頂煤脫層造成支架無法接頂，從而發生倒架。三是發生局部煤壁片幫、頂板漏冒要及時絞頂或采取注膠的方式進行維護，防止發生大面積漏冒事故造成支架倒架。

2.2.3 刮板輸送機的防滑

大噸位大傾角綜放工作面開采時，如前后部刮板輸送機出現下滑很難采取常規的磨采方式進行調整。本工作面開采期間，主要通過保證支架初撐力和安裝時預留設備尺寸來實現刮板輸送機的防滑。一是在安裝期間，在滿足后部刮板機機頭卸煤的基礎上，盡量增大刮板機頭與轉載機之間的間距，以保證開采初期刮板機下滑一定距離后仍能滿足生產要求；二是工作面所有液壓支架的初撐力必須符合規定，推溜時采取自下向上的方向推溜；三是在生產過程中發現大部分支架推拉頭向下擺動時，要及時調整支架，避免刮板機下滑。

2.2.4 采煤機鏈帶防滑

工作面生產初期，由于傾角大，采煤機下行割煤時鏈帶極易發生下滑跑出電纜槽，處理鏈帶需3～4min，嚴重影響工作面正常生產。初期主要采取在電纜槽底部及兩幫加裝膠皮的措施來增加鏈帶與電纜槽間的摩擦力，但從實際使用情況來看，使用效果較差，主要原因是由于加裝膠皮減小了鏈帶與電纜槽之間的間隙，造成鏈帶與電纜槽之間容易發生刮阻，另外如電纜內有水時，也不能起到防滑作用。通過反復驗證，我們采取在機尾支架內安裝一臺JD-11.4小絞車，采煤機下行割煤時將鏈帶與小絞車鋼絲繩固定，緩慢松動小絞車鋼絲繩配合采煤機鏈帶下行，從現場使用情況來看，很好地解決了鏈帶防滑的問題。

3 結論

1202011綜放工作面大傾角安裝開采的經驗表明，通過加強工作面采場管理，在很大程度上保證大噸位綜放設備在大傾角開采條件下的穩定性。工作面大傾角開采期間，工作面平均日推進6個循環，月產量保持在25萬噸左右，確保了大噸位大傾角綜放工作面的安全高效生產。

參考文獻

[1]華心祝，謝廣祥.大采高綜采工作面煤壁片幫機理及控制技術[J].煤炭科學技術，2008，（9）：1-3.

[2]尹光志，鮮學福，代高飛，等.大傾角煤層開采巖移基本規律的研究[J].巖土工程學報，2001，23（4）：450-453.