潞安礦區(qū)大傾角大長工作面回采管理技術(shù)

王 洪

(潞安集團(tuán) 司馬煤業(yè)有限公司，山西 長治 047105)

隨著煤礦開采技術(shù)與規(guī)模的不斷發(fā)展，礦井回采工作面的機(jī)械化生產(chǎn)水平也在不斷提高，工作面切眼長度和巷道長度也在不斷增加，工作面布置朝著大長方向發(fā)展，同時(shí)由于受地質(zhì)條件影響，大傾角大長工作面回采管理技術(shù)成為大型煤礦必須面對(duì)和解決的技術(shù)難題。綜采工作面切眼長度的增加導(dǎo)致巷道中的支承壓力分布與原有長壁工作面存在較大差別，而支承壓力分布往往決定著巷道圍巖的穩(wěn)定性。大傾角工作面礦壓顯現(xiàn)為不對(duì)稱性和不均勻性，采空區(qū)矸石自由滑移，沿工作面方向下部填滿而上部懸空，頂板壓力顯現(xiàn)為中、上部壓力較大，下部壓力較小的特殊規(guī)律。大傾角大長工作面頂板運(yùn)動(dòng)方向?qū)χЪ艿膬A倒影響顯著增加，導(dǎo)致工作面支架受力更加復(fù)雜，對(duì)工作面的支護(hù)提出了更高的要求。

潞安礦區(qū)2019年對(duì)3個(gè)切眼長度超過300 m、切眼平均傾角超過10°的工作面進(jìn)行了回采。這3個(gè)回采工作面的基本情況分別為：常村礦2311綜放工作面切眼長300 m，可采長度1 475 m，切眼靠近機(jī)頭側(cè)213.3 m范圍內(nèi)坡度最小為11.2°，最大坡度18.5°；靠機(jī)尾側(cè)86.7 m范圍內(nèi)最大坡度為9.5°。工作面安裝中間架型號(hào)為ZF8000/20/38，端頭架型號(hào)為ZFG9600/23/38,工作面布置方式為U+高抽巷。余吾礦S2200綜放工作面切眼長300 m，巷道長度645.9 m，工作面機(jī)頭高、機(jī)尾低，平均坡度-10.9°，工作面安裝中間架為ZF7000/19.5/38型放頂煤支架，排頭尾支架為ZFG7500/22/36。余吾礦S5206工作面切眼長300 m，巷道長度平均1 800 m，工作面西高東低，平均坡度10°，煤厚平均6.10 m，工業(yè)儲(chǔ)量408.26萬t，工作面安裝194組ZF8000/20/38低位放頂煤支架和8組過渡支架。在這3個(gè)工作面安裝、回采時(shí)，結(jié)合潞安集團(tuán)以往綜采工作面回采管理技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，提前采取措施，做好安全防護(hù)管理，出現(xiàn)倒架征兆時(shí)及時(shí)扶架，實(shí)現(xiàn)了這3個(gè)工作面安全高效回采。

1 工作面安裝前對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造

1.1 支架防倒裝置改造

端頭架采用頂梁連接防倒裝置防倒，防倒裝置主要組成部分有：轉(zhuǎn)軸、連接環(huán)、防倒油缸、高壓膠管等。端尾架進(jìn)行壓柱裝置改造，腳踏板也進(jìn)行防滑改造。中間支架進(jìn)行前、尾梁防倒改造，前梁防倒裝置采用支架底座前端安裝調(diào)架千斤頂，底座連接耳加裝防倒鏈條連接相鄰支架前梁頂，尾梁防倒裝置采用支架底座后連接耳安裝調(diào)架千斤頂防倒鏈條連接相鄰支架后連桿。

1.2 大溜和采煤機(jī)防滑改造

大溜機(jī)頭配備前后溜防下滑裝置，主要是加裝D30 mm×108 mm大鏈、防滑千斤頂。采煤機(jī)選擇加強(qiáng)型履帶，液管一側(cè)加4分鋼絲繩1根，為防止履帶下滑，在電纜槽底板加裝1層廢皮帶。機(jī)組必須上抱閘，防止機(jī)組下滑。機(jī)組內(nèi)腔變頻器一用一備，采用一拖二方式驅(qū)動(dòng)。

1.3 巷道硬化改造

綜采工作面安裝之前對(duì)膠帶巷道外幫(3 m寬)進(jìn)行硬化，硬化長度為從切眼往外350 m范圍，巷道硬化處保證凈高不低于3.1 m。

2 創(chuàng)新回采工藝

2.1 回采時(shí)改善采煤工藝

采煤機(jī)下行割煤時(shí)煤體給滾筒的反作用力會(huì)傳遞到輸送機(jī)，同時(shí)由于切眼坡度較大，機(jī)組向機(jī)尾方向截割行走困難，因此，必須要改善采煤工藝，采用單向割煤工藝。設(shè)計(jì)采用從機(jī)尾向機(jī)頭方向割煤、機(jī)頭向機(jī)尾返空刀的單向割煤工藝。

2.2 改變推溜順序

從機(jī)頭向機(jī)尾頂溜防止大溜上竄，在大傾角工作面中，運(yùn)用從下向上推溜產(chǎn)生的位移量來進(jìn)行輸送機(jī)下滑量的補(bǔ)償。因?yàn)橥屏锱c移架順序、割煤的方向相反，可以加強(qiáng)輸送機(jī)防滑機(jī)構(gòu)的防滑作用。

2.3 適當(dāng)偽斜調(diào)整和保證機(jī)頭聯(lián)網(wǎng)

偽斜回采是控制大溜下滑的有效措施，采取調(diào)偽傾斜的方法減小工作面傾角。在回采時(shí)，將工作面調(diào)成偽傾斜，要求膠帶巷比回風(fēng)巷始終超前7～10 m。偽斜后切眼坡度仍然較大，為防止頂板漏矸導(dǎo)致支架傾斜和擺架時(shí)架間空隙漏矸造成大范圍漏頂事故，機(jī)頭段(排頭架和正規(guī)10組架)全部聯(lián)網(wǎng)，增強(qiáng)頂板整體完整性。

3 提升安全防護(hù)管理

3.1 頂板、煤墻的管理

傾斜工作面頂板、煤墻管理是重點(diǎn)，拉架必須帶壓移架，支架初撐力架架達(dá)標(biāo)，出現(xiàn)破碎征兆跡象時(shí)要及時(shí)安排注漿，過陷落柱前，必須超前進(jìn)行注漿。不惜一切代價(jià)控制好頂板、煤墻，防止支架傾倒。

3.2 防竄矸管理

機(jī)組運(yùn)行至大傾角區(qū)段時(shí)，要防止煤矸竄出刮板輸送機(jī)傷人，人員要在支架前后立柱間行走，時(shí)刻注意刮板輸送機(jī)運(yùn)行情況。

3.3 防機(jī)組下滑

采煤機(jī)內(nèi)牽引加裝液壓抱閘，保證液壓泵站壓力，不上手動(dòng)操作閥。機(jī)組檢修停車必須選擇煤墻頂板較好的地方，機(jī)組檢修時(shí)必須停車落刀、停電、摘刀、閉鎖刮板輸送機(jī)。

3.4 及時(shí)移架

緊跟機(jī)組前滾筒移架，減少空頂時(shí)間。移架過程中時(shí)間不能過長，避免因移架時(shí)間過長不能及時(shí)調(diào)架而發(fā)生歪斜。所有支架均帶壓擦頂移架，支架升起接頂后，要繼續(xù)保持3～5 s的供液時(shí)間，使支架初撐力合格。支架下降拉移支架時(shí),降架高度不得低于相鄰下方支架側(cè)護(hù)板,防止拉移支架時(shí)發(fā)生倒架、垛架。移架后側(cè)護(hù)板之間不能出現(xiàn)明顯錯(cuò)差(大于300 mm)，否則要及時(shí)扶架。

4 出現(xiàn)倒架時(shí)的支架調(diào)整工藝

4.1 移架扶架

回采期間每班要調(diào)整支架狀態(tài)和間距，利用移架過程調(diào)整支架架向。設(shè)計(jì)在40號(hào)架安裝1個(gè)千斤頂大鏈到1號(hào)架、110號(hào)架安裝1個(gè)千斤頂大鏈到70號(hào)架，通過千斤頂和大鏈的牽引作用在移架過程中將支架擺正。

4.2 停產(chǎn)扶架

架向不正或有傾倒趨勢(shì)時(shí),要通過支架側(cè)護(hù)板來實(shí)現(xiàn)支架方向的調(diào)整,或采用單體液壓支柱進(jìn)行調(diào)架,調(diào)架時(shí)采用遠(yuǎn)距離供液。坡度較大區(qū)域拉架前，在機(jī)頭方向支架靴下支墊600 mm長道木，達(dá)到扶正支架的目的。

5 結(jié) 語

常村礦2311綜放工作面、余吾礦S2200綜放工作面、余吾礦S5206工作面通過采取以上措施，在2019年全部實(shí)現(xiàn)安全高效回采，收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益并起到了很好的示范作用。隨著潞安礦區(qū)開采條件的變化，大傾角大長工作面將會(huì)越來越多，如何安全、快速地回采此種賦存條件的工作面，是煤礦面臨的課題。通過這3個(gè)工作面的回采，總結(jié)出了一套適合潞安大傾角大長工作面的管理技術(shù)，為今后各礦井在回采此類條件下工作面提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。