大傾角綜采工作面開采技術探析

陳昭征

（山東魯中能源集團貴州魯中礦業有限責任公司，貴陽 550081）

大傾角綜采工作面開采技術探析

陳昭征

（山東魯中能源集團貴州魯中礦業有限責任公司，貴陽 550081）

本文重點闡述了大傾角綜采工作面開采技術，主要包括大傾角綜采工作面的支架拉架技術以及大傾角綜采工作面支護的穩定性控制技術，而大傾角綜采工作面支護的穩定性控制技術又包括頂板穩定性控制技術和底板穩定性控制技術。

大傾角；綜采；工作面；開采技術

0 引言

我國在20世紀80年代開始就出現了大傾角煤層開采這一新名詞，當時受到設備和技術的限制，在25℃以上傾角的煤層中使用綜合機械化采煤時就稱為大傾角綜采。隨著綜采技術水平的不斷提高，機械化設備的不斷發展，綜合機械化開采的應用范圍不斷擴大，大傾角煤層的界定下限由25℃增至30℃和32℃，在七五期間國家將35℃以上的煤層綜采技術列為重點攻關項目，正式稱為大傾角煤層綜采技術。目前，大傾角煤層的埋藏傾角一般超過了35℃，而我國大傾角煤層儲量在煤炭總儲量中占有著14%的份額，分布于廣東、甘肅、福建、東北等地，在全國煤炭總產量中，有著10%左右的年產量。但我國總體的大傾角煤層開采總量并不樂觀，支架嚴重擠、咬等問題不得不迫使結束整個開采活動。而大傾角煤層綜采的不利，很大程度上就是一些基本問題所造成的，為此對這些基本問題進行處理，對大傾角煤層綜采技術的有效實施有著巨大的意義。

1 大傾角綜采工作面的支架拉架技術

卸載拉架是工作面正常回采拉架所應用的手段，這種手段使得頂梁不再對頂板進行支撐，在幫頂較活的情況下，幫頂易掉和易片。為此，在進行回采的時候，通過帶壓拉架技術，在出完煤墻的煤之后，對操作閥加以操作，首先卸載煤墻的2根柱子，前移0.8m的柱腳站在煤墻邊，再升起2根柱以對頂梁進行支撐，緊接著卸載舍幫2根柱，前移0.8m柱腳之后升起2根柱對頂梁進行支撐。在最后的時候，對拉架油缸進行操作，頂板由支架頂梁加以支撐并且往前移動，在移架的過程中將伸縮梁收回。

2 大傾角綜采工作面支護的穩定性控制技術

2.1 頂板穩定性控制技術

在頂板冒落區域或者是頂板破碎的范圍，能夠實施擴棚的策略，以事先支護工作面頂板。在擴棚的過程中，通過打眼的方式放炮落煤，且梁以ll#工字鋼充當，而腿以2m長單體支柱來充當，扶一梁兩柱走向棚。將2根2.5m長的鋼梁架設在每一架的支架前梁前面，在支架前梁上搭接長鋼梁一端，需要保持0.5m以上的支架搭接長度，在鋼梁的另一端跟煤壁緊緊挨著，且將2根單體支柱架設在鋼梁下，其中的一根跟煤壁緊挨著，而另外一根的單體支柱距離煤壁是1.Om，通過長是1.4m的半圓木均勻地排放在棚梁之間。倘若頂板破碎段順著走向有著比較大的范圍，然而在不斷推進的工作面影響下，不間斷地在支架前擴棚，一直到支架和頂板都回復正常。針對工作面頂板壓力來講，直接頂的厚度決定了老頂巖層的制約，煤層跟老頂的距離越遠，就能夠形成越大的直接頂厚度，并且也會增大破斷后形成緩慢下沉式的平衡的可能性。此外，在持續推進的工作面影響下，在頂板來壓的過程中，支架穩定性破斷巖塊重量間是反比例的關系，在頂板來壓的時候，務必增加工作滿支架初撐力與工作阻力，只有如此，才可以推動支護的正常實施，支架和頂底板大致是垂直的，通常控制3°—5°的迎山角范圍，防止出現退山情況，并且推動跟頂板間的密切接觸，不可以發生“線接觸”的情況，防止控頂。在進行移架的時候一次性地實現，務必去除頂板反復支撐。

2.2 底板穩定性控制技術

在對大傾角煤層開采之后，會導致工作面頂板巖層出現移動與破壞的情況，并且順著工作面的傾斜方向，底板巖層也能夠往下滑移。并且底板出現的滑移與破壞會大大地影響絕大多數的支架，進而喪失理想支撐的基礎性作用，在這種情形下，就可能破壞支護體系的剛度，并且也會增強支架失穩破壞的情況。針對破壞的底板，底板巖層和支架之間的煤層傾角與摩擦是重要的制約因素。通常來講，工作面煤層傾角比較大的情況下，就會增強底板失穩、滑移，破壞的趨勢。在底板摩擦因素上，在較大摩擦力的時候，支架的抗滑力就會變小。為此，要想持續地提高底板摩擦力，能夠在采煤機進行割煤之后，及時地清理工作面的浮煤，不然，在浮煤的制約下，就會減小支架底板和底座間的摩擦力。此外，務必實時地處理頂板淋水，以及定期地檢查各個位置與支架乳化液管路的密封情況，不然，在水的影響下，會持續地降低底板摩擦系數。

3 大傾角綜采工作面安全高效開采的一些建議

3.1 對工作面優化設計

（1）設計時要詳細調查工作面生產技術條件，充分論證其是否具備綜采開采條件。

（2）生產系統要簡單，特別是運煤系統和供料系統。

（3）切眼時應避開地質構造帶，施工傾角、高度應控制一致。（4）工作面長度要在技術上經濟上合理（150-200m為宜），盡量等長布置、偽仰斜布置。

3.2 選取對復雜地質條件適應性強的綜采設備

根據大傾角煤層綜采的特點，必須改變傳統的“三機”選型設備配套理念，以支護系統的穩定性為設備核心。

（1）選用采高適應范圍大、支護強度高、寬型頂梁和底座，較大缸徑立柱、重量輕等特點的液壓支架和高阻力、大噸位的端頭支架。

（2）選用大功率、牽引力大、爬坡能力強的電牽引采煤機。（3）選用全封閉、啟動、制動、防滑性能好的刮板輸送機。

4 結語

綜上所述，針對大傾角綜采工作面來講，非常重要的問題是工作面支護系統的穩定。在持續加大的煤層傾角的影響下，也逐步地增大了頂底板的壓力，這降低了工作支護系統的穩定性與平衡性，務必及時地處理煤層綜采當中發生的一系列現象，同時對采煤施工的工藝加以優化，以及對采煤機實施防滑的策略等等，只有如此，才可以保證大傾角綜采工作面的正常生產。

［1]熊仁欽.頂板大面積來壓破壞機理的研究［J].煤炭學報，1995，20（A01）：38—41.

［2]屠世浩，竇風金，萬志軍，等.淺埋房柱式采空區下近距離煤層綜采頂板控制技術［J].煤炭學報，2011，36（3）：366—370.

［3]王方田.淺埋房式采空區下近距離煤層長壁開采覆巖運動規律及控制［D].中國礦業大學，2012.

陳昭征（1973—），男，山東泰安人。1993年畢業于泰安煤校，2011年12月畢業于山東科技大學礦業工程領域，工程碩士學位，工程師。