大傾角中厚煤層綜采技術實踐

付凱

【摘要】東保衛煤礦煤層賦存多為大傾角中厚煤層，本文根據實際生產情況，對大傾角中厚煤層綜合機械化采煤方法的技術實踐進行總結。

【關鍵詞】大傾角煤層；綜采；走向長臂后退式；

0 引言

龍煤雙鴨山有限責任公司東保衛煤礦屬雙鴨山煤田。位于雙鴨山市東35Km扁食河下游寶山、七星兩煤礦之間，行政區隸屬于雙鴨山市寶山區屬地質條件復雜礦井。東保衛煤礦開拓方式為雙斜井，二水平上下山開拓，礦井劃分為2個水平，每個水平采用上、上山開采方式，一水平標高為-370以上，主要生產系統布置在-200標高；二水平標高為-370～-700，主要生產系統布置在-500標高。礦井目前正在采用綜采技術開采大傾角煤層，解決了雙鴨山分公司乃至黑龍江省所屬煤礦在大傾角煤層開采上的難題。

1 大傾角綜采工作面生產情況簡介

東保衛礦大傾角煤層分布在礦井東翼采區，其地質條件大多數比較復雜，經過長期的開采，對大傾角煤層的賦存特征及開采中需要解決的問題積累了大量的經驗。礦引進四川華鎣山廣能集團嘉華機械有限責任公司制造的ZJ3600/11/23型大傾角支撐掩護式支架回采大傾角采煤工作面。回采各面傾角最大48°、平均40°，平均采高為1.8m，最大生產能力為工作面月推進190m，產煤5.1萬噸。

2大傾角中厚煤層綜采適應條件

大傾角中厚煤層指煤層傾角35°～55°，煤層厚度1.3m～3.5m煤層；該采煤方法主要用于中硬（f<2.0）和中軟（f≥0.8）的煤層在采區走向長度范圍內厚度基本無變化，無落差較大的斷層，煤層夾矸厚度不大于0.3m，煤層賦存穩定條件下采煤。

3大傾角煤層綜采采煤方法

3.1大傾角煤層綜采工藝及巷道系統布置

大傾角煤層綜采工作面是在一個采區內沿走向方向，在一定標高布置兩條巷道，上巷和下巷的兩端分別與采區內的進回風系統相聯，構成全風壓通風系統，上巷用于下料，下巷用于皮帶運輸。兩巷末端做開切眼安裝綜采支架和采煤設備。工作面切眼、回風巷和運輸巷均沿煤層頂板掘進。

3.2大傾角煤層綜采工藝

大傾角煤層綜采回采工藝為，單向割煤，采煤機只從工作面上端頭向下端頭割煤，在工作面上端頭斜切進刀，采煤機沿輸送機彎曲段下行，并逐漸切入媒壁，進入直線段后停機，推移彎曲段及上部輸送機，采煤機下行割煤，割至下端頭后，前滾筒下降，后滾筒上升：采煤機空拉上行，隨機拉架，移溜、掃浮煤；采煤機割三角煤至上端頭，隨采煤機上行拉架，移溜距采煤機后滾筒為5-8米，拉架按由下至上的順序，單架連續式拉架；移溜彎曲段不小于30米，移工作面溜子頭、尾時采煤機停止運轉。雙向往返割煤時，采煤機上端頭斜切進刀，采煤機沿輸送機彎曲段下行，并逐漸切入煤壁，進入直線段后停機，推移彎曲段及上部輸送機，采煤機反向上行割三角煤，采煤機下行割煤，隨機拉架，移溜、掃浮煤，割至下端頭：采煤機下端頭斜切進刀，采煤機沿輸送機彎曲段上行，并逐漸切入煤壁，進入直線段后停機，推移彎曲段及下部輸送機，采煤機反向下行割三角煤，采煤機上行割煤，隨機拉架、移溜、掃浮煤，割至上端頭。隨采煤機上行或下行拉架，移溜距采煤機后滾筒5-8米，拉架為單架連續式拉架；移溜彎曲段不小于30米，移工作面溜子頭、尾時采煤機停止運轉。

采煤司機在支架的保護下用遙控器操控割煤機。

根據大傾角煤層的礦山壓力與綜采特點，綜采的回采工藝實際只有割煤、拉架、移溜三道工序，不用支護采空區和進行頂板管理，相當于少了兩道工作，使得工藝非常簡單，工人只在支架內作業，勞動強度輕。

正常回采期間工序拉架、移溜、掃浮煤和運輸，且都是在支架和巷道內完成，在此生產過程中，煤通過巷道內的運輸機外運到采區（上山）煤倉。其上部懸露的頂、底板自上而下逐漸自然垮落，并充填采空區。

3.3綜采工作面制度及勞動組織

一種新的采煤方法的形成，必須由一種高效、有力的勞動組織相匹配。綜采采煤法工序簡單，宜采用三班作業，二班上半檢修。采用“三八”制作業。由此表明，綜采采煤法具有工藝簡單、勞動組織高效、二個半班能采煤等特點，具備了高產、高效采煤方法的基本特征。

4大傾角煤層綜采采煤工藝存在主要問題

4.1大傾角綜采工作面頂板維護影響因素

4.1.1工作面推進速度

大傾角綜采工作面頂板冒落程度與工作面推進速度有直接關系，工作面推進速度增加，工作面支護速度也加快，減少了煤與圍巖的變行，減少了工作面冒頂。工作面推進速度越快冒落程度越小。開采三采區36層-90左面期間發生冒頂，都和工作面過地質構造帶，工作面大面積破巖石，推進速度過慢有直接關系。

4.1.2支架初撐力

工作面支架平均支護強度與冒落程度也有一定關系，確保工作面支護強度，能有效控制大傾角綜采工作面冒頂事故的發生。要保證支架的支護強度首先要確定支架初撐力，但實測表明，支架初撐力合格率平均只有70%左右，其主要原因：（1）支架供液時間短，多支架同時供液；（2）泵站壓力不足，閥及管路泄漏；（3）支架立柱、前梁千斤頂竄液；（4）支架上有浮煤、浮矸。

4.1.3支架支護狀態

良好的支架支護狀態，會提高支架對頂板的控制能力，減少冒頂事故發生。由于采煤工藝不當，偽傾角掌握不好，造成運輸機上竄下滑，支架不再垂直工作面，支架間呈臺階錯茬，影響了支架支護狀態；有時支架各立柱升柱不平衡，造成頂梁歪斜，不能平行支護頂板，形成頂梁與頂板線接觸；有時出現歪架、咬架，調架不及時等，都會降低支架支護質量，導致頂板事故發生。

4.2大傾角綜采工作面破碎頂板的控制

4.2.1支架選型

煤層頂板不穩定，工作面盡量選擇前梁具有伸縮性能的支架，采煤機通過后立即前移支架，支護剛暴露頂板時，伸出伸縮梁，最大限度縮小端面距。若煤壁折幫，可在煤機割煤前拉架，將支架前梁移至煤幫，即超前支護，在破碎頂板管理中也極為有效。

4.2.2頂板鋪金屬網

破碎頂板在進人頂梁上方時已很破碎，且在頂梁上方形成厚度不等的浮矸層，移架時，浮矸從架間及端面漏下，也可造成端面冒頂擴大；鋪頂網能使破碎頂板形成一個整體，達到改善頂板之功效。頂網一般鋪雙層，這對頂板管理有以下好處：（1）防止架間、端面漏殲，改善頂梁與頂板的接觸狀態；（2）有利于提高平均支護強度及圍巖剛度；（3）有利于防止煤壁少片幫，減少片幫深度。

4.2.3帶壓擦頂移架

當采用正常操作程序降架移架，很難保持破碎頂板的完整性時，應采取帶壓擦頂移架。移架時，先啟動推拉千斤頂，再逐漸卸載，使梁與頂板保持一定的支撐阻力，帶壓前移。這樣頂板不會出現明顯松動，可有效控制頂板。

4.2.4超前人工炮采開幫

當工作面抽漏頂嚴重，造成支架傾斜，為保證安全生產可采用人工超前炮采開幫的方法進行護頂。一般超前工作面一刀處理，即開幫寬度等于工作面機采進度。開幫時，隨開幫隨支護一般采用單體木梁一梁三柱支護，嚴禁空頂作業。頂板破碎時幫頂鋪雙網并垂至底板，所鋪的網要與工作面硬幫金屬網連接、走向對接、傾斜搭接，聯網時做到逢環必聯、雙絲雙扣。頂板要剎時、剎嚴。移架時用單體配合液壓支架移動，將支架扶正。

4.3工作面防滑工藝

工作面排頭的1-5號支架，在每兩部支架間的頂梁和底座上，安設4個防滑缸，五部支架共安設16個防滑缸，工作面移架時先移排頭支架。移排頭支架順序：前五架為排頭支架，拉架順序為2#、4#、1#、3#、5#、拉架時要用好排頭支架的防倒、防滑缸進行調架，確保排頭支架起到防滑、防倒的排頭基準作用，再依次移工作面支架。利用側護板和調架裝置實現本架支架主動防倒、防滑。

利用底座前設置的調推千斤頂主動阻止工作面溜子的下滑。