“三軟”急傾斜厚煤層長壁綜放開采技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)

劉建剛

摘 要：在煤層傾角45°，厚度6.8～9.2m，平均8.0m，煤層普氏硬度系數(shù)在1～1.5之間，可以對工作面進(jìn)行設(shè)計，選擇適宜的三機(jī)配套選型，能夠確保綜合機(jī)械化放頂煤開采順利實(shí)現(xiàn)。本文首先介紹了礦井及工作面基本情況，然后分析了急傾斜“三軟”厚煤層綜放工作面技術(shù)管理難點(diǎn)與應(yīng)對措施，最后提出了其綜放開采關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：急傾斜;“三軟”厚煤層;長壁綜放;開采技術(shù)

1 礦井及工作面基本情況

大遠(yuǎn)煤業(yè)1201工作面回采2#煤，煤層屬單斜構(gòu)造，條帶狀結(jié)構(gòu)為主，節(jié)理及內(nèi)生裂隙發(fā)育，傾角42～52°，平均45°，厚度6.8～9.2m，平均8.0m。煤層直接頂板為8m左右的砂質(zhì)泥巖和粉砂巖組成，易離層。直接底為泥質(zhì)粉砂、粉砂和炭質(zhì)泥巖組成，厚度3.8～5.1m。工作面走向長度938m，傾向長度75m。因?yàn)楣ぷ髅婷簩淤x存情況、巷道布置和設(shè)備配備等比較復(fù)雜，在技術(shù)管理等上提出了更嚴(yán)格要求;基于此，對于保障急傾斜“三軟”厚煤層長壁綜放開采技術(shù)的安全生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)管理創(chuàng)新、總結(jié)管理經(jīng)驗(yàn)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 急傾斜“三軟”厚煤層綜放工作面技術(shù)管理難點(diǎn)與應(yīng)對措施

（1）端頭區(qū)維護(hù)。工作面各端頭采取過渡支架，讓端頭支護(hù)受力情況得到優(yōu)化，消除端頭區(qū)三角煤維護(hù)問題。運(yùn)輸順槽和工作面中選擇了圓弧過渡段，采取這樣的方法，下端頭支架在受力上將發(fā)生變化，消除了端頭區(qū)三角煤維護(hù)問題，工作面下出口也更加安全與暢通。

（2）順槽與工作面過渡區(qū)維護(hù)。對結(jié)構(gòu)比較特殊的端頭與端尾支架來說，也讓各端頭頂板維護(hù)問題得到解決，這樣前后部運(yùn)輸機(jī)和順槽轉(zhuǎn)載機(jī)搭接更加科學(xué)。

在大傾角工作面上下端頭管理中，經(jīng)常遇到上下順槽和工作面過渡區(qū)域頂板維護(hù)問題。要想在技術(shù)管理上消除該問題，我們在選擇設(shè)備的型號中需要為上下端頭設(shè)置相應(yīng)的支架支護(hù)，同時工作面要設(shè)置圓弧過渡，這樣端頭支架和過渡支架的過渡才更加平滑，也不會產(chǎn)生臺階。將可互換型側(cè)互結(jié)構(gòu)的端尾支架設(shè)置于上端頭，可以消除回風(fēng)順槽和工作面過渡區(qū)域頂板三角區(qū)支護(hù)難題。

（3）優(yōu)化巷道布置。運(yùn)輸順槽與回風(fēng)順槽分別沿煤層的頂板與底板進(jìn)行設(shè)置，將圓弧過渡設(shè)置在運(yùn)輸順槽和工作面中，選擇新型“三機(jī)”配套選型，提升設(shè)備的防倒、防滑等性能。

（4）工作面支架的防倒防滑。工作面采取了四柱支撐掩護(hù)式支架，將防倒油缸設(shè)置在支架之間的頂梁上，并在底座中設(shè)置防滑油缸聯(lián)結(jié)，讓工作面支架整體性得到提升，避免支架擠咬、倒架及下滑等問題的出現(xiàn)。

（5）工作面前后部運(yùn)輸機(jī)的防滑。前后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾和端尾支架間選擇防滑錨鏈進(jìn)行連接，前部運(yùn)輸機(jī)和各支架之間利用推移桿進(jìn)行聯(lián)結(jié)，15m的距離內(nèi)要有一組防滑錨鏈;后部運(yùn)輸機(jī)的支架尾部選擇了燕尾型防滑裝置，直接聯(lián)結(jié)到后部運(yùn)輸機(jī)，避免發(fā)生后溜下滑問題，15m的距離設(shè)置防滑錨鏈，并連接到支架。通過上述方法，避免前后部運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)下滑問題。另外，設(shè)計液壓升降型安全隔離擋板和縱向安全網(wǎng)、架前皮帶擋矸簾、架間推拉式擋矸門等防飛矸措施，不僅安全，也非常實(shí)用。

（6）合理布置工作面，選擇適宜的回采工藝。工作面巷道選擇運(yùn)輸順槽超前，回風(fēng)順槽滯后的偽斜設(shè)置方式，在工作面回采過程中進(jìn)行仰斜推進(jìn)，偽斜量約為2～6m，對移架、推溜、放頂煤等工序來說，應(yīng)從下到上，避免工作面設(shè)備下滑、支架尾梁下擺、前溜上竄，減少機(jī)電設(shè)備事故的發(fā)生，降低了材料消耗，充分發(fā)揮了設(shè)備的性能。

3 急傾斜“三軟”厚煤層綜放開采關(guān)鍵技術(shù)

（1）支架移設(shè)及倒架預(yù)防。1）認(rèn)真觀測礦壓，提前進(jìn)行預(yù)報，工作面頂板來壓時應(yīng)該加大對放頂煤煤量的控制力度。在支架移設(shè)后，初撐力和工作阻力不能過小，否則將由于支架空頂引起傾倒問題。2）提升移架質(zhì)量，支架移設(shè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，防止反復(fù)移架，并將降架高度控制在80～100mm左右。由于架頂虛煤需要壓實(shí)，支架移到位升起時初撐力不足，需要在30min后加壓一次，提升初撐力，否則支架由于接頂不實(shí)出現(xiàn)傾倒問題。3）提升工程質(zhì)量，讓支架支護(hù)保持最佳狀態(tài)。應(yīng)結(jié)合工作面底板實(shí)際狀況，對偽斜量作出相應(yīng)改變，與工作面坡度保持一致;對支架間側(cè)護(hù)板來說，錯茬必須在130mm以下，如果支架頂梁發(fā)生高低錯茬和下傾后，應(yīng)第一時間進(jìn)行更正。4）圓弧段應(yīng)選擇大尺寸、小曲率的方法，割幫過程中將圓弧段挑頂和臥底量控制好，讓采煤機(jī)搖臂擺角處在合理范圍內(nèi)。在實(shí)際操作過程中克服了采煤機(jī)的升降均由采煤機(jī)司機(jī)來控制，若工作面傾角、采高和控底量等技術(shù)參數(shù)與設(shè)計規(guī)定不符，將引起支架高低錯茬、咬架等問題。針對這種情況，在圓弧段要降低運(yùn)行的速度，控制好前后滾筒高低位置，在操作上不能出現(xiàn)錯誤，從而漸變段才能順利成形，圓弧段也更加平滑，采高滿足設(shè)計規(guī)定。

（2）在大傾角綜放開采中要注重放頂煤操作，除了要讓支架保持穩(wěn)定以外，還應(yīng)該提升回采率，加強(qiáng)對含矸的控制，在技術(shù)操作存在較大的難度。結(jié)合頂煤運(yùn)移規(guī)律，分析放頂煤方案試驗(yàn)對比情況，工作面放頂煤操作需要選擇從下到上雙輪間隔的方式進(jìn)行，單架雙輪放煤時間在8min左后，放頂煤步距為1.2m。

4 結(jié)語

（1）大遠(yuǎn)煤業(yè)急傾斜大傾角“三軟”厚煤層采取綜采放頂煤開采的方式，突破了急傾斜大傾角開采下技術(shù)上的問題，通過合理設(shè)計與選擇適宜的三機(jī)選型，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益的提升。

（2）設(shè)計工作面漸變段，并對巷道進(jìn)行合理設(shè)置，消除了大傾角開采下工作面上下端頭維護(hù)問題，提升了設(shè)備防倒防滑性能。

（3）設(shè)計了獨(dú)特的“三機(jī)”防倒防滑裝置及端頭端尾支架結(jié)構(gòu)、端頭支架放煤機(jī)構(gòu)，有效提升了防倒防滑性能，不僅安全，也很實(shí)用，能夠提升放頂煤開采的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王家臣，魏煒杰，張錦旺等.急傾斜厚煤層走向長壁綜放開采支架穩(wěn)定性分析[J].煤炭學(xué)報，2017，42（11）：2783-2791.

[2]王家臣，趙兵文，趙鵬飛等.急傾斜極軟厚煤層走向長壁綜放開采技術(shù)研究[J].煤炭學(xué)報，2017，42（02）：286-292.

[3]李金貴.“三軟”傾斜厚煤層綜放工作面護(hù)巷煤柱尺寸留設(shè)研究[J].煤炭工程，2014，46（08）：12-14.