N2802 工作面低采高大傾角仰采技術(shù)的研究與實(shí)踐

桂 寒，田子棟，姜虹宇

（1.鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司曉明礦，遼寧 調(diào)兵山112700；2.鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司曉明礦安監(jiān)處，遼寧 調(diào)兵山112700；3.鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司大平礦，遼寧 調(diào)兵山112700）

引言

曉明礦N2802 工作面煤層傾角11°-21°平均煤厚1.08m 且位于切眼中上部，運(yùn)順巷道大傾角給皮帶運(yùn)輸增加很大難度。針對(duì)低采高大傾角仰采施工，從保證煤質(zhì)和安全回采考慮，回采時(shí)采取初采初次放頂、吊墊運(yùn)輸機(jī)上臺(tái)快速將工作面采高調(diào)整在2m 左右、皮帶運(yùn)輸采用自制加工改造皮帶尾調(diào)高、調(diào)平裝置、調(diào)整替棚支架操控系統(tǒng)等工藝，提高回采速度，實(shí)現(xiàn)綜采工作面持續(xù)、安全生產(chǎn)。

1 工作面概況

N2802 工作面位于北二采區(qū)八層二段，運(yùn)順長(zhǎng)933米，回順長(zhǎng)941m，切眼長(zhǎng)260m，面積183166m2。可采儲(chǔ)量246186 噸，本工作面所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，根據(jù)工作面掘進(jìn)實(shí)見情況，預(yù)計(jì)工作面無地質(zhì)構(gòu)造影響。8#煤層整體呈單斜構(gòu)造，傾角11°～21°，平均16°，煤層與頂?shù)装鍨檎辖佑|，煤層有二個(gè)自然分層，厚度在0.80～1.20m之間，平均厚度1.08m，夾石一層，夾石厚度在0.05～0.30m 之間，平均厚度0.20m。局部坡度為21°，回采時(shí)做好防范措施。如圖1、2 所示。

圖1 N2802 工作面平面圖

2 重點(diǎn)環(huán)節(jié)及方案的確定

（1）吊運(yùn)輸機(jī)上臺(tái)：工作面切眼中高2.6m，平均煤厚1.08m，且煤層位于切眼中上部，根據(jù)機(jī)身高度、支架頂梁厚度、滾筒直徑（1.2 倍）將采高確定為2.0m，為保證煤質(zhì)和施工安全，回采前將運(yùn)輸機(jī)吊起在運(yùn)輸機(jī)下方墊木段和大柈，采用逐刀留底的方式迅速降低采高。

（2）初采初次放頂：根據(jù)大傾角仰采的地質(zhì)條件及現(xiàn)有支架型號(hào)，回采中合理控制采高、更換支架連接頭調(diào)整支架架型，采取有效安全技術(shù)保障措施確保回采安全，為保證初采順暢綜采隊(duì)針對(duì)大傾角仰采及初采初次放頂施工，提前編制《安全技術(shù)措施》并做好施工準(zhǔn)備工作。

（3）皮帶運(yùn)輸機(jī)大傾角上山運(yùn)輸：運(yùn)順巷道傾角11°～21°，平均16°針對(duì)運(yùn)順皮帶運(yùn)輸機(jī)上山運(yùn)輸拉貨難的問題，采用自制加工的可調(diào)高、調(diào)平皮帶尾，有效解決運(yùn)順膠帶跑偏、飄帶、打滑不拉貨等情況，保證施工安全、順暢。

圖2 N2802 工作面剖面圖

3 方案的實(shí)施

3.1 初采快速出切眼

由于煤層位于N2802 切眼中上部，且回采坡度較大，為保證煤質(zhì)和安全回采考慮采用提前將工作面運(yùn)輸機(jī)吊起，在運(yùn)輸機(jī)下方墊原木段和大柈的方式，將運(yùn)輸機(jī)中部板墊高200mm-300mm，并使其形成仰角便于推進(jìn)，同時(shí)為了防止管理或操作不當(dāng)，出現(xiàn)支架不接頂拉抽匣的情況影響回采推進(jìn)，而導(dǎo)致片幫、冒頂情況的發(fā)生，現(xiàn)場(chǎng)采用初采強(qiáng)制放頂?shù)墓に囀共煽諈^(qū)及時(shí)冒落，保證支架初撐力，回采施工中采用逐刀留底的方式迅速降低采高。經(jīng)實(shí)踐通過5 個(gè)循環(huán)的推進(jìn)有效的控制了工作面采高并順利完成了出切眼施工。如圖3 所示。

3.2 替棚閥組改造，確保安全生產(chǎn)

由于兩順坡度較大，工作面采高較低，為有效解決仰采片幫問題，在選取配套設(shè)備中采用頭尾兩側(cè)為ZY6800/15/35 型支架45 組和中間架為ZY6400/13/29（126 組）與MG300/720-WD 型采煤機(jī)（1.6m 直徑滾筒）配套使用。在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)ZY6800/15/35 型支架頂梁為550mm，1.6m 滾筒仰采時(shí)無法挑頂操作，經(jīng)過技術(shù)論證后將原260mm 的支架連接頭更換為600mm 來解決這一難題。

原替棚支架由三組液壓操縱閥沿回采方向分別控制各自支架的推移和起落，仰采時(shí)，兩順頂板壓力大，由于面向進(jìn)風(fēng)側(cè)作業(yè)，液壓操作工在下坡側(cè)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)頂板掉塊、迷眼或液壓管抽頭傷人的情況，非常不利于頂板管理和安全管理。對(duì)此，經(jīng)過研究決定對(duì)替棚支架操控閥組進(jìn)行改造，取消靠近工作面?zhèn)鹊谝唤M片閥，由第二組片閥控制第一組替棚，第三組片閥集中控制第二組及第三組替棚。既：第二節(jié)閥組（大流量片閥3 片，小流量片閥6片；主閥1 片；共10 片）控制第一節(jié)的液壓缸，包括支撐缸、回轉(zhuǎn)缸、伸縮梁缸、小護(hù)頂缸、上下推移缸、兩個(gè)立柱；第三節(jié)閥組（大流量片閥5 片，小流量片閥6 片；主閥1片）控制第二節(jié)和第三節(jié)，包括第二節(jié)小護(hù)頂缸、兩個(gè)立柱、上下推移缸；第三節(jié)小護(hù)頂缸、小回轉(zhuǎn)缸、兩個(gè)立柱。頂梁側(cè)面自制加工管線槽，將所有管線捋順后在管線槽內(nèi)通過，并將操縱閥附近的管線進(jìn)行捆綁，防止液壓管抽頭后管線甩動(dòng)抽人。如圖4 所示。

圖3 N2802 工作面出切眼示意圖

3.3 自制加工可調(diào)節(jié)皮帶尾

N2802 工作面運(yùn)順巷道傾角11°～21°，平均16°，回采初期工作面處于調(diào)整階段，出貨量較小，膠帶運(yùn)輸機(jī)有時(shí)出現(xiàn)跑偏情況，經(jīng)過調(diào)試得到了解決，隨著回采趨近正常后，煤炭拉運(yùn)的不穩(wěn)定問題逐漸顯露了出來，由于運(yùn)順巷道傾角較大，工作面出煤量大，皮帶輸送機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)膠帶飄帶、跑偏、帶面打滑等拉運(yùn)能力不足的現(xiàn)象。針對(duì)問題我們不斷探索和嘗試，自制加工改造采用在可縮皮帶尾上安設(shè)五組液壓支撐缸，利用一組BZF200 液壓操縱閥組通過液控雙向鎖分別成組控制支撐液壓缸的量柱伸縮量，使皮帶尾調(diào)高為近似水平，實(shí)現(xiàn)斜巷皮帶運(yùn)輸機(jī)連續(xù)回采運(yùn)輸?shù)哪康摹＝?jīng)實(shí)踐效果安全、實(shí)用。如圖5 所示。

圖4 替棚支架閥組改造示意圖

圖5 皮帶尾調(diào)高、調(diào)平示意圖

4 安全技術(shù)保障措施

（1）增設(shè)輔助推移裝置：由于工作面仰采角度較大，給運(yùn)輸機(jī)的推移增加難度，通過架后放頂及在機(jī)頭、機(jī)尾增設(shè)拉移液壓缸等措施保證運(yùn)輸機(jī)的正常推進(jìn)。（2）移設(shè)變電列車：運(yùn)順巷道平均坡度為16°，為保證在大傾角巷道內(nèi)移設(shè)變電列車的安全操作，通過核算，采用兩臺(tái)SDJ-28 型回柱絞車，纏繞繩經(jīng)Φ32mm 的鋼絲繩，共同分段遷移變電列車，即：先拉運(yùn)3 臺(tái)移動(dòng)變電站和電纜車，再拉運(yùn)剩余車輛，保證施工安全。（3）在運(yùn)、回順超前支護(hù)外設(shè)置擋貨板，防止因操作不當(dāng)導(dǎo)致物料下滑或滾落傷人。運(yùn)順皮帶運(yùn)輸機(jī)安設(shè)皮帶防跑偏裝置，在兩側(cè)吊掛金屬防護(hù)網(wǎng)防止皮帶掉塊，在皮帶運(yùn)輸機(jī)上設(shè)置防貨物下滑裝置，確保生產(chǎn)安全。（4）由于煤層傾角大、采高低，作業(yè)空間受限，仰采施工不利于頂板和安全管理，要求液壓支架操作后必須按要求給好操限位桿，防止人員誤操作，兩順在拉移替棚支架時(shí)，要找凈頂板浮石，執(zhí)行一人操作一人監(jiān)護(hù)制度。（5）受采動(dòng)和超前壓力影響，兩順巷道底鼓量大，運(yùn)順坡度大的地段在滑道前安排人員拉底操平，保證巷道中高3m，坡度在皮帶尾可調(diào)高范圍內(nèi)，為加強(qiáng)煤質(zhì)管理，拉底的巖石嚴(yán)禁上系統(tǒng)全部堆放在運(yùn)順硐室內(nèi)，縮皮帶尾或進(jìn)行皮帶尾調(diào)高、調(diào)平時(shí)，操作人員要遠(yuǎn)程操作，拉警旗、派人放警戒。確保施工安全。

5 結(jié)論

通過對(duì)N2802 綜采工作面低采高大傾角仰采的實(shí)踐，為大傾角仰采煤炭上山運(yùn)輸管理和頂板安全管理提供技術(shù)參考，經(jīng)過對(duì)可縮皮帶尾和替棚閥組的改造，可實(shí)現(xiàn)皮帶尾的自動(dòng)調(diào)平、替棚支架遠(yuǎn)程操控，有效解決綜采工作面大角度仰采煤炭運(yùn)輸拉貨困難和兩順頂板安全的問題，縮短縮尾時(shí)間，提高回采單進(jìn)和回采效率，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，確保工作面快速、安全生產(chǎn)，為礦井接續(xù)順暢提供有力保障。為綜采工作面回采拓寬了視野、提供了經(jīng)驗(yàn)。為我礦今后開采相同地質(zhì)條件的采煤工作面提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。