大傾角綜放工作面高效回采實踐分析

文昌俊

摘? 要：以32111綜放工作面為研究對象，分析了大傾角對工作面回采過程中液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、頂板的影響。并采用頂板布置鉆孔方式監(jiān)測綜放工作面頂板裂隙發(fā)育情況，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，采用預(yù)先注漿加固的措施加固頂板。并分別制定了采煤機(jī)、輸送機(jī)和液壓支架的防滑措施，避免由于煤層傾角出現(xiàn)設(shè)備損害和人員傷亡事故。

關(guān)鍵詞：大傾角;液壓支架;頂板鉆孔;注漿

中圖分類號：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）05-0067-02

1 工作面概況

山西華晉韓咀煤業(yè)有限責(zé)任公司32111綜放工作面是本礦第三個綜放工作面，工作面北面為F1斷層，南面為2煤西翼回風(fēng)大巷，東面為北輔運(yùn)大巷，西面為未開發(fā)區(qū)域。工作面主采煤層為2#煤層，煤層平均厚度6m，平均傾角25°，走向長度為309m，傾向長度為197m。工作面整體呈撓曲構(gòu)造，煤（巖）層傾向北西，傾角5～44°，平均傾角25°，32111回采范圍內(nèi)發(fā)育五條正斷層，斷層附近為地應(yīng)力較強(qiáng)烈的區(qū)域，煤層頂板的整體性、堅固性都受到破壞，頂板破碎較難管理。

2 大傾角對綜放工作面影響特征分析

2.1 對液壓支架影響

大傾角綜放工作面采用液壓支架支護(hù)會出現(xiàn)重心偏離的現(xiàn)象，這會導(dǎo)致在支護(hù)過程中出現(xiàn)支架滑移和傾倒現(xiàn)象，而由于支架的下滑力導(dǎo)致與刮板輸送不垂直，會造成支架的連接桿損害，既影響支護(hù)效果，也會對工作面的回采速率和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生影響。由于煤層傾角也會導(dǎo)致回采后頂板具有下滑力，頂板易出現(xiàn)破碎垮落，進(jìn)一步增加了支護(hù)的難度。

2.2 對采煤機(jī)影響

采煤機(jī)過大傾角煤層采用上行割煤時，傾角會使采煤機(jī)上行過程中發(fā)生下滑，從而導(dǎo)致煤機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生較大的阻力，影響割煤效率。

2.3 對刮板輸送機(jī)影響

大傾角會使刮板輸送機(jī)具有一定的坡度，在運(yùn)輸過程中由于速率較快會導(dǎo)致刮板輸送機(jī)中煤、矸石滑落、飛賤，砸傷設(shè)備或者工作人員，影響工作面的回采安全。

2.4 對工作面頂板影響

大傾角煤層工作面回采后，液壓支架初撐力與頂板巖層不處于同一條直線，這種情況會導(dǎo)致支架初撐力增加，影響支護(hù)效果。此外，若回采后頂板條件差，出現(xiàn)破碎情況，破碎煤（巖）體會沿傾斜方向冒落，不利于及時處理，減少冒落程度。

3 頂板穩(wěn)定性分析

3.1 鉆孔方案

采用頂板布置鉆孔方式監(jiān)測32111綜放工作面頂板裂隙發(fā)育情況，根據(jù)工作面走向長度，分別在距工作面停采線100m、50m處布置鉆孔1#、2#。其中1#鉆孔監(jiān)測長度為52m，鉆孔與煤層傾向呈74°夾角;2#鉆孔監(jiān)測長度為工作面地質(zhì)實際狀況確定，鉆孔與煤層傾向呈100°夾角。

3.2 鉆孔結(jié)果分析

（1）1#鉆孔監(jiān)測結(jié)果。在距停采線100m處布置1#鉆孔監(jiān)測工作面頂板裂隙發(fā)育，監(jiān)測結(jié)果如表1。（2）2#鉆孔監(jiān)測結(jié)果。在距停采線50m處布置2#鉆孔監(jiān)測工作面頂板裂隙發(fā)育，監(jiān)測結(jié)果如表2。

根據(jù)1#、2#鉆孔監(jiān)測結(jié)果可知，32111綜放工作面在0～5m范圍處于巷道松動圈，頂板裂隙交錯發(fā)育明顯，破壞情況嚴(yán)重;5～20m范圍鉆孔壁相對光滑，頂板完整情況較好，局部存在縱向或環(huán)向裂隙;15～50m范圍鉆孔壁粗糙，頂板裂隙交錯發(fā)育，頂板破壞程度大。

4 大傾角煤層安全開采技術(shù)分析

4.1 注漿加固

根據(jù)頂板監(jiān)測結(jié)果可知，在32111工作面頂板破碎區(qū)域采用預(yù)先注漿加固，提高工作面頂板強(qiáng)度，避免頂板破碎增加支護(hù)難度和出現(xiàn)安全事故。根據(jù)1#、2#鉆孔監(jiān)測結(jié)果，在38#～53#支架7～10m范圍、巷道松動圈范圍以及頂板裂隙發(fā)育明顯區(qū)域預(yù)先注漿加固。注漿孔深6m，孔徑45mm，間距1.2m，排距1.4m。當(dāng)工作面出現(xiàn)大面積冒頂時，在距底板1.8m處，打6～8m深的鉆孔，根據(jù)裂隙發(fā)育情況不同，采用注漿液的量也有所變化，但必須保證每個鉆孔深度達(dá)到6m，從而加固頂板的穩(wěn)定性。其施工工藝流程如圖1所示。

4.2 設(shè)備防滑措施

（1）采煤機(jī)。32111工作面采用下行割煤的方法，由于滾筒受煤壁阻力的作用，避免煤機(jī)出現(xiàn)下滑。當(dāng)采煤機(jī)上行割煤過程中，控制牽引速度，確保不超過3m/min。確保煤機(jī)在上行割煤過程中，滑靴必須完好，避免由于滑靴磨損出現(xiàn)煤機(jī)下滑現(xiàn)象。當(dāng)采煤機(jī)需停機(jī)時，必須保證前后滾筒平穩(wěn)落地時再使采煤機(jī)停機(jī)，下行割煤時，必須保證滾筒切入煤墻后再停機(jī)。

（2）液壓支架。使用防滑千斤頂將端頭1#～3#架連在一起，1#～10#架減小坡度，以增加排頭架的穩(wěn)定性，將端頭支架作為中間架的錨固點和導(dǎo)向支點，在工作面第33#～35#、68#～70#支架使用防滑千斤頂。工作面回采過程中，控制運(yùn)行速度，避免出現(xiàn)由于刮板輸送機(jī)下滑牽引支架下滑的現(xiàn)象。工作面采用從下到上的移架順序，下端頭支架自下而上編號為1#、2#、3#，拉移順序為2#→3#→1#。采用分組間隔上行移架，3架為一組，按照與端頭移動順序進(jìn)行依次移動。控制工作面回采采高，使支架最大支承高度仍有200mm以上的余量，在移架前的降柱過程中，也不宜降得過多，應(yīng)當(dāng)保持在50mm～100mm的范圍之間。

（3）輸送機(jī)。根據(jù)32111工作面煤層傾角的變化，及時觀察工作面刮板輸送機(jī)兩頭的位置傾斜變化，調(diào)整工作面?zhèn)涡保瑢⒐伟遢斔蜋C(jī)上移量和下滑量相抵。嚴(yán)格把握推移溜子順序，從工作面機(jī)頭向機(jī)尾推移溜子。工作面采用上上行空刀、下行重刀的采煤方式，減小采煤機(jī)割煤時對溜子的反作用力。

5 結(jié)論

（1）山西華晉韓咀煤業(yè)有限責(zé)任公司32111綜放工作面為研究對象，分析了大傾角對工作面回采過程中液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、頂板的影響。并采用頂板布置鉆孔方式監(jiān)測綜放工作面頂板裂隙發(fā)育情況，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果可知，工作面0～5m范圍頂板裂隙交錯發(fā)育明顯;5～20m范圍頂板完整情況較好，局部存在縱向或環(huán)向裂隙;15～50m范圍頂板裂隙交錯發(fā)育，破壞程度大。（2）在工作面采用預(yù)先注漿加固的措施提高頂板強(qiáng)度，增強(qiáng)工作面頂板穩(wěn)定性。并分別制定了采煤機(jī)、輸送機(jī)和液壓支架的防滑措施，避免由于煤層傾角出現(xiàn)設(shè)備損害和人員傷亡事故。

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