大傾角炮采工作面回采技術與實踐

李 輝 周國鋒

（皖北煤電集團前嶺煤礦，安徽 宿州234000）

前言

皖北煤電集團前嶺煤礦位于濉蕭礦區南緣，屬于閘河煤田，總體上為一軸向NE較緊密的向斜構造形態。礦井設計年產量為30萬噸，主采煤層為二迭系石盒子組4、6煤層。井下地質條件極為復雜，煤層賦存極不穩定，煤層變異系數大，煤層傾角一般為35°左右，局部達到40°以上，煤層厚度大多在0～3.5m之間，局部煤厚達7m以上，給工作面回采頂板管理帶來一定的困難。613工作面在煤層大傾角回采極其困難的條件下，通過加強工作面回采技術和安全質量的管理，使該工作面的煤炭得以安全回采，并取得良好的效果。

1 地質概況

613工作面位于井田東翼一水平61采區中部，上臨611工作面采空區，西以61采區保護煤柱為界，東至6煤鐵路保護煤柱線，工作面起止標高-210m～-283.5m，平均傾斜寬105m，走向長750m。本工作面煤層賦存極不穩定，煤層厚度平均2.5m左右，局部由于受地質構造影響，煤層厚度變化較大，煤層最厚點達到5m左右，最薄地段僅為0.2m，煤層傾角在27°～42°，平均傾角32°，煤層局部范圍內有一層厚度約0.3m的夾矸。直接頂大部分為粉砂巖，局部為粉砂質泥巖；老頂主要為粉砂巖，呈深灰色，由長石顆粒經鈣質、泥質膠結而成，裂隙面被方解石脈充填，厚度在2.44m~16.96m之間；底板主要為粉砂巖，深灰色，主要由泥質和粉砂質組成，見有少量泥質和較多的細砂巖條帶，厚度在3.43~18.32m之間。

2 采煤方法和回采工藝

2.1 采煤方法

根據地質資料，煤層賦存條件和該礦現有的開采水平以及設備情況，613工作面采用走向長壁全部垮落法回采工藝，采用打眼放炮的方法進行落煤。

2.2 回采工藝

本工作面采用走向長壁后退式回采，炮眼采用三角眼布置，全部垮落法管理頂板。工作面頂板支護使用DWX35型懸浮式液壓支柱配合HDJB-1200型金屬鉸接頂梁走向棚支護，排距1.2m，柱距0.5m。工作面采用SGW-420/40T型可彎曲刮板輸送機運煤。

3 大傾角炮采面關鍵技術

3.1 頂板控制技術

3.1.1 工作面基本支架采用DWX35型懸浮式液壓支柱配合HDJB-1200型金屬鉸接頂梁，后定位350mm走向直線棚，“三、四”峒管理，煤壁增加一排護幫柱，最大控頂距4.8m，最小控頂距3.6m。

3.1.2 炮眼布置方式三角眼，并控制好打眼角度，炮眼頂眼距頂板≥400mm，裝藥量≤0.25kg；炮眼底眼距底板≤400mm，裝藥量≤0.5 kg。以減少放炮對頂板的震動，保持頂板的完整性。

3.1.3 放炮后要及時維護頂板，掛梁過頂順序由上向下，及時架設臨時支柱。過頂要求每棚不少于10根塘材，4塊笆片，防止漏頂。補正規支柱時要先在底板上挖出深度不少于200mm的腿窩，支柱要垂直頂底板架設，防止升柱時柱根和煤底下滑。要求支柱棵棵穿鞋，并確保單體支柱初撐力不小于90KN。

3.1.4 正常回采時，在材料道打一排一梁三柱順山挑棚（DWX35型懸浮式液壓支柱配合￠200mm×1800mm半圓）進行加強支護，挑棚梁頭首尾相接，上、中2支柱要垂直頂底板架設，最下1根支柱要向上保持5°的迎山角，以增加挑棚抗頂板下滑的能力。

3.1.5 回柱時要把笆片從底到頂掛嚴，防止放頂時采空區矸石竄入工作面內；同時回掉的單體要全部打在末排支柱的棚檔中間，實現全承載，以增加工作面支柱的整體支撐力和防止采空區矸石竄入工作面。

3.2 工作面“5防”技術

3.2.1 支柱防倒。為防止工作面所有支柱倒柱傷人，要求工作面所有單體支柱要栓齊栓牢防倒繩，包括切頂支柱，防止倒柱下滑傷人。

3.2.2 防片幫。合理布置好炮眼，控制好裝藥量；易片幫地點要及時栽好插幫柱并背幫；煤壁片幫地點要及時進行托棚加固。

3.2.3 防滾矸。大傾角工作面煤塊、矸石極易下落傷人，為防止煤矸的下落，在工作面人行道每隔10m設一處擋煤板，擋板長1.4m、高1.5m。同時在機道每隔10m設一處擋煤皮，擋煤皮由廢舊皮帶加工，高1.0m、寬1.0，與刮板輸送機留有0.2m空隙，固定在插幫柱與正規支柱上，來減少矸石的沖擊力，有效控制矸石下落滾傷人，同時可以節約材料。

3.2.4 防煤進入老塘。因為工作面傾角比較大，放炮后煤向老塘滾落，造成人工攉煤強度增大，煤炭回收率降低，滾落的煤矸也嚴重威脅工作面內作業人員的安全，為有效控制該現象，在人行道靠老塘側沿傾斜方向設一道擋皮，擋皮由廢舊皮帶加工，高度為0.8m、長度為3.0m，首尾壓茬相接，隨工作面向前推移及時向前挪移，大大減少了工人的勞動強度，同時也增加了煤炭的回收率，也有效控制煤矸沿刮板輸送機下滑進入材料道傷人。

3.2.5 工作面防滑。由于工作面傾角較大，給人員行走帶來諸多不便，為杜絕行人摔倒、摔傷事故的發生。在人行道、材料道安設兩排防滑板（長1400mm、寬200mm、厚50mm），每2棚一個防滑板，可有利于行人以及行人的安全。

3.3 工作面刮板輸送機管理

大傾角工作面刮板輸送機，因傾角較大受其重力影響，造成刮板輸送機下滑，嚴重影響工作面的安全和生產。工作面刮板輸送機下滑造成刮板輸送機機頭與順槽車機尾不能正常搭接，使煤滯留于工作面端頭，不但影響生產，甚至擠到單體支柱危及人身安全。為防止輸送機下滑應采取以下措施：①機頭與順槽車機尾搭接要合理，并打好押車柱，勤掏回頭煤，防止煤矸等進入底槽，增大底鏈運行阻力。②嚴格把握抵刮板輸送機順序，抵車順序為自上而下抵（由機尾向機頭方向抵），嚴禁從兩頭向中間抵、中間向兩頭抵，否則會造成溜槽弓腰搭橋，因受力不均，引起下滑。在抵刮板輸送機時，要用單體支柱頂住機頭，停車后將機尾抵到指定位置后，在機尾架兩邊連接好鐵鞋，并打上單體支柱固定，接著在機尾處補上不少于8棚的正規支柱并穿鐵鞋，防止刮板輸送機下滑。然后再點動開車繼續向下抵車，抵車茬不得少于15m，刮板輸送機要抵成緩彎，避免輸送機鏈條出槽造成事故。

4 通風、放炮管理

由于工作面通風路線比較長，風巷為沿空掘進巷道，變形比較嚴重，再加上巷道拐彎地點比較多，造成風量消耗比較大。為保證通風斷面，要安排專人對風巷進行維護。保證工作面上出口的風量，來防止瓦斯超限。

由于工作面傾角比較大，為防止煤壁片幫，造成火工品丟失，要求工作面所有炮眼實行彩帶標識，即在雷管腳線上拴一彩帶，一旦丟失火工品在機頭裝載點或工作面能及時被發現，有效控制了火工品的丟失。

5 合理安排工序及強化安全思想教育

為保證工作面作業人員的安全，放炮時工作面嚴禁有其他人員進行作業，所有人員必須撤到兩巷警戒距離以外。工作面出煤時由上向下，其作業地點下方嚴禁有人。回柱放頂期間，回柱地點下方禁止有人，防止竄矸傷人。同時工作面平行作業間距不得少于20m。

要牢固樹立安全第一的思想，堅決做到“三不生產”。對工作面不合格的棚子要及時整改，整改合格后方可作業，確保將事故隱患消滅在萌芽狀態。

6 技術經濟分析

該礦在613大傾角工作面回采實踐中，已安全推進350m，回采煤炭10萬余噸，回采期間，未發生頂板及輕傷以上事故，保證了安全生產，取得了良好的經濟效益。該面的成功回采，對類似工作面條件的安全回采具有重要參考價值和指導意義。

[1]張敦力.“三軟”大傾角炮采工作面的技術管理.煤礦開采煤炭工業出版社.2005年8月.

[2]徐璞.大傾角炮采工作面過地質構造帶處理技術.煤礦現代化.2007年第四期.