大采高工作面回采關鍵技術研究

張紅賓

摘要：為能有效解決到當前厚煤層安全高效開采的問題，文章以神東礦大采高工作面為這次的研究對象，通過了裝備及技術的公關，實現了安全高效生產，逐漸形成了一套完整的厚煤層一次采全高新技術。

關鍵詞：大采高;厚煤層;安全高效生產;一次采全高

1、前言

厚煤層的一次采高綜采技術一直都是當前世界生產技術主要競爭的區域，在厚煤層條件下能夠實現到安全高效的開采，對我國煤炭工業的發展有著十分重要的影響，通過各方面的不斷創新使得綜采技術在厚煤層開采方面有著巨大的發

2、大采高工作面重型設備配套技術

綜采工作面設備主要有液壓支架、采煤機、刮板運輸機、轉載機、破碎機、帶式輸送機及綜采工作面供電、供液設備等，這些設備的正確選型及合理配套是充分發揮設備生產性能，達到安全高效的前提、設備選型著重考慮設備的生產能力、主要技術指標、適應性、可靠性、安全性、經濟性、配套性等因素。為了實現綜采工作面最大生產能力和安全生產，采煤機、刮板輸送機和液壓支架之間在性能參數、結構參數、綜采工作面空間尺寸以及相互連接部分的形式、強度和尺寸等方面，必須互相匹配協調，保證適用。在沒有現成可借鑒經驗的基礎上，經過科學、可靠的論證，最終形成了如下的配套方案，全部設備總功率高達13009.4kW。

2.1? 、大功率采煤機

選用JOY07LS08型采煤機，滾筒直徑4.5llq，單個質量達16t，是目前世界上直徑最大的采煤機滾筒，采煤機裝機總功率達到2925kW，每刀煤生產原煤2864t，每日按20刀煤組織生產，每日生產原煤57271t。

2.2? 、超大采高液壓支架

選用雙柱掩護式液壓支架，其中綜采工作面中部架選用ZY21000/36.5/80D型支架，共149臺;端頭架選用ZYTl8000/28/55D型支架，共6臺;短過渡架選ZYG21000/36.5/80D型支架，共2臺;長過渡架選ZYG21000/36.5/80DA、B型支架，共2臺，初撐力為15443kN（35MPa），工作阻力達到21000kN，支護強度1.67MPa，安全閥卸載壓力47.6MPa，支護高度3.65～8.0ITI，配套長短過渡支架實現兩級垂直過渡，可實現遙控器無線操作功能，現場實踐效果顯著，提高了支架對頂板適應性。

2.3? 、刮板輸送機

采用SGZ1400/4800型刮板輸送機，運輸能力為6000t/h，總功率4800kW，智能化水平提升，實現變頻調速功能，此外刮板鏈的張緊方式除傳統的機械張緊裝置外，還增加了伸縮機尾的液壓自動張緊裝置。

2.4? 、乳化液泵站

采用BRW630/37.5（BRW200/45）泵站組合，8泵3箱式配置，功率2994kW，采用超大流量、超高壓雙回路供液，實現壓力控制數字化調節、遠程起停、自動注油等自動化功能。

2.5? 、帶式輸送機

運輸巷帶式輸送機帶寬1.61TI，帶速4.0m/s，帶長為3200in，功率為4x500kW。采用先進的大功率變頻軟啟動技術、自動張緊技術、高速耐磨托輥、快速自移尾等先進技術提高設備的開機率。

3、8m大采高綜采工作面圍巖控制技術

3.1? 、巷道支護技術

3.1.1????? 、巷道正常支護技術

綜采工作面運輸巷和回風巷頂板均采用“錨桿+ 錨索+ 冷拔絲網片”聯合支護，螺紋鋼錨桿型號為18mmxl800腳瑚，排距1.0腳，巷道支護斷面;采用017.8m～6150mm錨索，排距3.01TI。運輸巷和回風巷正幫采用玻璃鋼錨桿加塑料網片的支護方式，錨桿為每排4顆矩形布置，排距為1.0m;副幫上部采用圓鋼錨桿加冷拔絲網片的支護方式，下部采用圓鋼錨桿加鉛絲網片的支護方式，錨桿支護參數同正幫相同。

3.1.2????? 、工作面超前支護技術

超前支護采用新型ZQL2×22500/25/50D型巷道支架+ZY2000/25/50D型液壓支架聯合支護，支護強度為1.08MPa，提高了巷道支護強度，礦壓顯現不明顯，底鼓幫鼓得到控制，兩幫超前51TI范圍內發生輕微幫鼓，幫鼓0.2m左右，有效維護二次采動影響下巷道頂板穩定性。

3.1.3????? 、二次采動巷道支護技術

為降低受二次采動巷道礦壓顯現所導致的破壞程度，對巷道頂幫進行補強支護，頂板采用內嵌式平板托盤配套直徑28.6mm×8150mlTl錨索支護，平板托盤鎖具鑲嵌在頂板內，不易被支架擠壓破壞而失效，大直徑錨索公稱強度達1670MPa，破斷負荷890kN，提高頂板支護強度;正幫煤壁側采用直徑32ram～2100mm玻璃鋼錨桿直徑21.8mmX51501TIITI錨索加固支護，打設2排，錨索間距2.0131，維護煤幫穩定性，減緩幫鼓程度，頂板無明顯下沉，較補強支護前效果明顯很多，幫鼓受影響范圍及程度變小，有效抑制超前垮幫，達到頂幫管控的目標。

3.2? 、高壓水致裂初次放頂技術

工作面初采期間頂板大面積懸頂易引發颶風事故，常規做法是采用深孔預裂爆破技術對綜采工作面上覆頂板進行強制放頂，存在著裝藥困難、安全隱患大、工藝復雜、污染井下空氣等諸多弊端。通過采用水力壓裂技術進行頂板預裂代替深孔預裂爆破技術，以達到弱化工作面頂板巖層，避免發生頂板大面積懸頂引發颶風事故?，F場分為2次施工，分為安裝前和安裝后，首先，沿開切眼正幫及巷道正幫垂直布置高位壓裂鉆孔（共35個），8m大采高綜采工作面回采技術綜采工作面采用雙滾筒采煤機割煤和裝煤，液壓支架支護，刮板輸送機、轉載機、帶式輸送機運煤，端部斜切進刀，進刀方式：斜切人煤壁一推移刮板輸送機一割三角煤一拉架一返空刀一推移刮板輸送機，進刀距離73m，截深0.865m。雙向割煤往返一次割兩刀，機頭和機尾頂板采用垂直過渡進行割煤和支護，全部垮落法處理采空區等一系列生產工序來完成回采工作。從開切眼到基本頂初次來壓前，采高控制在6.5—7.0m以內，末采期間采高控制在6.5～7.0m，其他期間保持正常采高。機頭和機尾頂板采用垂直方式過渡。采煤機至機頭機尾時利用4架距離將采高由8.0ITI過渡至7.2ID-，再由7.2m過渡至6.8m，然后在機頭機尾過渡架處將采高由6.8in垂直過渡至回采巷道高度后與回采巷道割透。較弧形平緩過渡方式每刀多回采123.8t，每日多回采1982.24t，每月多回采5.95萬t。

4、8m大采高工作面信息化及環保技術

4.1? 、支架狀態動態監測

為解決動態監測支架狀態及排查支架電控故障，該綜采工作面支架配套安裝的各類傳感器實現支架頂梁和掩護梁角度測量、人員精確定位、多彩色光線報警、支架高度自動檢測、護幫板狀態監測等功能，監測系統具有自檢功能，每10s自動檢測1次各類傳感器是否正常，主控臺實時監測支架狀態參數，保證設備正常運行及人員安全。

4.2? 、壓力數據采集

為解決人工手動采集支架壓力數據，該綜采工作面采用德國EEP支架阻力在線監測分析系統，對支架立柱壓力進行實時采集并上傳分析，同時采集到支架狀態和姿態，通過一系列的數據分析，得出來壓情況及支架調整情況等，以此來指導綜采工作面安全高效生產。

4.3? 、設備運行動態監測

為解決關鍵崗位實時掌握設備運行狀態及崗位合一的問題，該綜采工作面安裝視頻監視器配合設備運行監測，機頭人員崗位和馬蒂爾司機崗位合二為一，通過視頻監控煤流量情況，通過設備運行監測掌握設備運行過程中各項關鍵指標是否正常，從而實現煤流量控制及設備故障原因分析的功能。

5、結束語

采高的增大是綜采工作面高產高效開采的重要基礎，而其的每一次增加都是綜采工作面設備配套和回采技術的革命，同時也是我們國家開采裝備制造水平提升的重要表現。

參考文獻：

[1]戚旭鵬.復雜地形淺埋超大采高工作面礦壓分布規律及控制技術[D].2020.