大傾角綜采工作面設備防倒防滑技術

文/黃福太

龍煤集團雙鴨山分公司東保衛煤礦近幾年可采煤層儲量有三采區36層、41層，一采區36層、41層和78層，多為大傾角煤層，煤層傾角20°～48°，平均為32°。自東保衛煤礦揭露大傾角煤層并回采以來，為提高礦井的整體經濟效益，有效發揮礦井各生產環節的潛能，提出綜采開采大傾角煤層的新目標。

一、工作面開采情況

1.采區位置

三采區36層綜采工作面位于三采區36層-200回風下山左部，上至-170空區，下至-280接續面，工作面平均斜長115m，走向長880m，回采面積94685m2。36號煤層上覆煤層為30號煤層，距36層間距為40m，局部采動且無積水，對應地表為農田，無保護建筑物。

2.煤層賦存概況

煤層厚度及傾角向三采區邊界有規律地變薄及增大，煤層厚度變化范圍為1.65～1.90m，平均為1.75m；煤層傾角變化范圍為20°～48°，平均為30°，煤容重1.3t/m3，地質儲量21.54萬噸，可采儲量20.68萬噸。煤層老頂為6.0m厚的黃白色粗砂巖，直接頂為1～2.5m厚的灰黑色細砂巖，偽頂為200～500mm厚的黃白色粗砂巖，底板為3.6m厚的黃白色粗砂巖。

3.地質構造概況

從工作面回采區域來看，本區屬一單斜構造，煤層走向113°向100°轉折，該區斷層較發育，回采巷道內實際揭露三組斷層貫穿整個工作面，還有三個局部發育在回風巷和運輸巷的斷層，斷層性質為正斷層及逆斷層，落差100～600mm，對回采存在一定影響。

二、采煤生產概況

1.設計概況

三采區36層-240工作面采用走向長壁后退式綜合機械化采煤方法；機組落煤，工作面煤層傾角大于30°時單向割煤；煤層傾角小于30°時雙向往返割煤，采用斜切進刀方式，一次采全高；作業方式為兩班，一班采煤一班準備；全部垮落法管理頂板。

2.設備概況

工作面使用ZJ3600-11/23型急傾斜支撐掩護式液壓支架，上、下端頭采用ZTHJ11400/15/24型液壓支架，采煤機型號為MG-200/501QWD，刮板輸送機型號為SGZ-730/320，乳化泵型號BRW-160/31.5L/min；工程壓力31.5Mpa，工程流量160L，電機功率110KW。運輸巷轉載機采用SZD-730/90型，皮帶機SJ-150型。

三、支護參數確定

1.根據液壓支架推溜缸行程、支架探梁長度及采煤機截深確定：ZJ3600-11/23型急傾斜支撐式液壓支架的最大控頂距為4.94m，最小控頂距為4.34m。

2.根據支架推溜缸行程及機組滾筒截深，確定循環進度為600mm，放頂步距為600mm。

3.最小控頂距時，端面距不大于340mm，不小于100mm；煤壁片幫及進刀段除外。

4.機道寬度為1.6m。

四、工作面特殊支護及支護參數確定

1.工作面超前支護方式確定

(1)超前支護為單體戴帽點柱支護，排、柱距為1.8×1.0m，超前支護距離從工作面硬幫煤壁算起不小于20m，壓力明顯段巷道支護距離不小于30m。

(2)在上、下巷頂板破碎時，挑傾向大柈或鋼梁支護，棚距為1.0m，排距1.8m；若巷道處于應力集中區域，頂板壓力大，也要求挑傾向大柈或鋼梁支護，必要情況下調整支護密度，1.0m棚距調整為500mm。并沿走向挑大柈抬棚支護以增加支撐面積。

2.工作面端頭支護方式確定

(1)上出口端頭支護。工作面最末支架上側護至回風巷上幫，為上出口及端頭控頂區。工作面上出口端頭控頂區采用單體支柱戴木板帽支護頂板，當頂板破碎時，傾向挑棚維護頂板。上出口端頭控頂區排、柱距為600×700mm。回風巷尾的末排為單體加密支護，柱距為350mm。

跨工作面溜子減速機、電機上方頂板采用一梁三柱傾斜鋼粱支護，柱距從下至上為1400mm和700mm。棚距為600mm，在減速機、電機上方，保持5架鋼梁，以保護減速機和電機。單體液壓支柱迎山3°～7°，嚴禁“光頭”支護。若工作面傾斜長度變長時，及時加支架和工作面溜子中部槽，將工作面溜子機尾與回風巷下幫對齊為宜。

(2)下出口端頭支護。工作面一架下側護至運輸巷下幫為下出口及端頭控頂區。使用急傾斜橫式端頭液壓支架按3#、2#、1#順序由煤壁軟幫向煤壁硬幫并排在運輸巷支護出口處頂板，支護該區域頂板，確保下出口安全暢通。當3#端頭液壓支架伸縮梁端與1#液壓支架下側距離超過600mm時，必須要打一行單體并挑走向大柈，單體距離為1.2m，大柈長1.8m。

五、支架性能要求及防倒防滑技術

1.支架性能要求

(1)工作面支架100部，支撐強度≥0.36 Mpa，工作阻力3100KN。要求適應采高最小1.1m，最大2.2m，帶側護板，上下端頭各3部防倒支架，架子帶溜子防滑裝置。

(2)支架應滿足操縱、行人和躲避安全空間，前梁應設有及時支護頂梁裝置，操縱應采用上控下式臨架操作。

(3)頭尾各3部支架安設防倒防滑裝置，前梁連鎖，在支架前梁設計防倒裝置，3架為一組，連成一體，形成組架；工作面部分支架應設有防竄矸裝置，每10～15部支架設一個。

(4)支架應采用倒牽式千斤頂，有利于拉架和保護工作面輸送機。

(5)支架推移桿與底座的間隙、支架與輸送機連接裝置間隙適當縮小，以防止支架、輸送機上下竄動。

(6)支架底座寬度適當加寬，以增加支架整體穩定性，同時起到減少對底板比壓。

(7)支架宜采用雙向側護板，底座應采用整體調架裝置。支架端面距在100～340mm之間。

2.防滑要求

(1)擬定支架頂梁、掩護梁加活動側護板以便調架，側護板千斤頂直徑不小于80mm，側護板厚度不小于20mm，高度不低于400mm。

(2)推移千斤頂直徑φ140mm，推移桿與底座的間隙應適當縮小，支架底座寬度適當加寬。為解決支架拉架困難的難題，支架宜在底座前橫橋上增加吊架設施；為最大限度地降低支架運輸高度，閥組布置在底座前橋上方，且方向可調；護幫收回后必須貼緊頂梁，且護幫板厚度不小于25mm。

(3)前梁連鎖：在支架前梁設計放倒裝置，3架為一組，連成一體，形成組架；底角連鎖：在支架推移調底裝置上焊接連接銷，用千斤頂和轉向節連接，設置防滑裝置。3架相互連接成一組；前四連桿連鎖裝置：防滑千斤頂固定在第三架的四連桿上，另一端用φ22×86－C大鏈和千斤頂連接；后座防滑：在支架后座設計倒鏈筒，用大鏈和千斤頂把第一架和第三架連起來；中間架的放倒防滑：移架時，設帶底調千斤頂裝置。

六、結論

通過采取上述有效措施，東保衛礦大傾角綜合機械化采煤方法取得了成功，經濟效益和社會效益顯著，達到安全、高效的目標，為東保衛煤礦大傾角煤層采用綜采開采提供了新思路，為提高礦井的整體經濟效益奠定了堅實的基礎。