大傾角綜采工作面安全回采技術分析

張偉

摘要：針對大傾角綜采工作面如何解決回采期間的支架防倒防滑、運輸機下竄、防止飛矸等難題，對大傾角綜采工作面機械設備以及防飛矸管理進行了細致系統性的剖析，解決大傾角綜采工作面如何安全有效地回采的難題。

Abstract： Aimed at solving the problems of the anti-skid and anti-collapse of support， the moving down of conveyor， fly bottles prevention in the extraction of large dip angle fully-mechanized coal mining face， this paper analyzes the mechanical equipment and the management of fly bottles prevention of the large dip angle fully-mechanized coal mining face， the problems of the safe and effective extraction of the large dip angle fully-mechanized coal mining face are solved.

關鍵詞：大傾角；綜采；支架防倒防滑；防飛矸

Key words： large dip angle；fully-mechanized coal mining；anti-skid and anti-collapse of support；fly bottles prevention

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）09-0135-02

0 引言

袁莊煤礦是一個開采近50多年的礦井，隨著主采煤層3煤層資源的枯竭，礦井加大6煤層的補充勘探，并確定6煤北翼采區局部可開采性。如何安全經濟合理地多回收6煤資源，減少煤炭資源的損失，提高礦井效益，成為袁莊礦生產建設中的一項重要技術工作。

該礦采取鉆孔勘探與探煤巷探煤等多措并舉的方法對6煤資源進行勘探，成功完成了對Ⅳ62采區上部6煤的邊緣塊段的探煤工作，并經過細致的安排與設計完成了對Ⅳ62采區上部6煤的邊緣塊段的綜采工作面的設計，形成了Ⅳ629綜采工作面，該工作面平均傾角32°，局部達到45°；經過現場細致嚴密的生產管理，不僅安全順利的完成了大傾角綜采工作面工作，還比預期多回收了很多寶貴的煤資源，為大傾角綜采工作面的施工積累的豐富的經驗。

1 工作面概況

Ⅳ629工作面位于位于牛眠向向斜西翼，為單斜煤層，面內煤層產狀變化較大，局部受構造影響出現全巖段。煤層呈中厚層狀。該面上覆Ⅳ3129工作面（已回采結束）。東部為Ⅳ62采區上山，西部為6煤不可采邊界。北部為Ⅳ2集運上山，南部為未回采的Ⅳ625工作面。工作面標高-601m～-708m，走向長530m，傾向162m，煤層平均厚度2.09m，平均傾角32°，局部達到45°。老頂為灰色細砂巖，中厚層狀，厚度3.7m；直接頂為灰黑色致密塊狀泥巖，局部含砂質，厚度3.72m；直接底灰白色砂質泥巖，厚2.2m；老底為砂巖，厚20.4m。

2 采煤方法及采煤工藝

采煤方法：工作面采用單一走向長壁式開采。

頂板管理方法：全部垮落式管理頂板。

采煤工藝：

①落煤方式：使用MG250/600-AWD型雙滾筒采煤機落煤、裝煤，配SGZ-730/400型刮板運輸機運煤。采用綜合機械化采煤，采煤機截深0.6m，工作面循環進度0.6m。采用ZY4600-13/28型掩護式液壓支架支護頂板。

②作業方式：采用“三、八”工作制，兩采一準。

③進度：采煤機截深0.6m，工作面循環進度1.2m。

④采高：控制在2.0～2.5m左右。

⑤進刀方式：在工作面兩端自開切口，斜切進刀。

⑥支架操作方式：本架操作。

⑦移架方式：1）當工作面傾角≤25°時，順序移架，及時支護，追機移架之后煤機不得超過4～6架。2）當工作面傾角>25°時，采用自下向上順序移架，及時支護，追機移架之后煤機不得超過4～6架。

⑧推溜方式：自下而上推溜，推移運輸機應滯后煤機10～15m，采用液壓支架推移千斤頂推移工作面運輸機。

3 大傾角工作面開采關鍵技術

3.1 支架防倒防滑

在工作面整個支護系統中，液壓支架是必不可少的一個結構物，它不僅能夠維護采場安全生產，還能夠有效控制圍巖穩定。因此必須加強對液壓支架的管理，確保支架狀態符合相關規范要求，只有這樣才能保證正常生產。

造成支架歪架、倒架的原因有很多，比如：①在大傾角條件下，若遇到意外情況使得頂板抽漏或破碎，導致支架無法接頂，升架時易產生傾倒，這時一旦沒有及時采取有效措施進行修正，就會導致嚴重的倒架。②在移架中由于自身重量的作用，產生一個下滑力。③當運輸機下滑時，移架時不調整好支架，支架也隨之產生下滑。④推移支架后升架時，如果升架過程中支架沒有達到初撐力之前的頂板作用力的要求，那么支架底座沿工作面傾斜方向的下滑力就會大于底座與底板的摩擦力，導致支架下滑。⑤移架時未嚴格依照相關規范標準進行操作，導致故障發生。⑥工作面采高超高，影響了支架的穩定性。

針對上述問題應采取有效措施進行控制管理，具體如下：①大傾角工作面，如果出現由于頂板抽漏或破碎導致的支架無法接頂的情況，應果斷采取移架，超前支護等有效措施才進行修正，如此可有效避免支架下滑和倒架。②控制好下部幾組支架狀態，移架時，隨移隨調整支架。③若支架下滑量很大，應使支架保持3～5°的迎山角度，自上而下移架或間隔移架，如此可有效避免支架下滑。④工作面的推拉好使，使支架與運輸機連成一體，利用工作面運輸機控制支架下滑。⑤工作面的支架必須平行接頂，堅持“初撐力第一”的觀點，保證支架有支撐力。⑥如支架下滑嚴重時，可用單體液壓支柱斜撐支架，在移架過程中扶正。⑦在移架過程中利用側護板逐漸扶正。

3.2 運輸機防滑

綜采工作面的關鍵是工作面運輸機，必須加強對其的控制管理，因為一旦運輸機失控，就會導致支架下滑，進而影響到支架的穩定性，甚至影響安全生產。

導致運輸機下滑的原因有很多，比如：①采機上行割煤時，其作用力使運輸機下滑。②運輸機本身的自重向下分力，引起的下滑。③若支架與運輸機不垂直，推拉千斤頂向下傾斜，因此一旦推移運輸機其就會出現異常。④運輸機底鏈帶煤粉多，引起向下拉力增加，使運輸機下滑。⑤發現運輸機有下滑趨勢，但依然由上而下推移運輸機。⑥支架下滑導致運輸機下滑。

為了避免出現運輸機和支架下滑的現象，通常施工時會將工作面調成偽傾角開采，即工作面下頭超前上頭一定距離開采，偽傾斜角度適當，使設備的上移量和下滑量相抵消，如此可有效確保設備不會下滑。在工作面調斜過程中，偽斜角是個經驗數值，它和很多因素都密切相關，比如底板起伏狀態，工作面底板巖性，工作面設備等，因此在確定該數值時必須綜合考慮各項因素，且隨時依據實際情況進行調整。

為避免運輸機下滑，應加強以下幾方面的管理：①隨時關注運輸機變化，當其位置發生變化時及時調整偽斜角。②應由下而上的推移運輸機。③為避免出現運輸機下滑現象，可用單體柱在機頭處打上戧頂子。④支架與煤壁應保持垂直，支架推拉桿與運輸機連接角度應在75°～90°之間。⑤運輸機頭用錨鏈與支架鎖牢，嚴防運輸機下滑。⑥運輸機機頭與轉載機機尾搭接合理，即機頭的卸載部與轉載機的受煤部，搭接高度不小于0.5m，防止帶回頭煤量過大，增大底鏈運行阻力，使運輸機下滑。

3.3 工作面防飛矸

在機道內安設防飛膠帶，選用高度不低于2.0m，寬度不低于1.0m的膠帶，每隔10m吊掛一處（傾角變大時可根據現場情況，適當加密）。上端用40T鏈條固定在支架伸縮梁千斤頂上，下端放在溜槽內。另外還調整膠帶的懸掛角度，使防飛膠帶面稍微偏向于工作面煤壁，在工作面飛矸碰到膠帶后會向煤壁方向偏斜，防止飛矸濺入人行道。

沿工作面輸送機電纜槽吊掛防護網，防護網選用粗麻繩編制，網上端固定于支架頂梁上下端，搭接于電纜槽下緣傾向貫通整個工作面。該設施在防飛矸的同時也起到上下行人扶手的作用。

每隔10架在支架龍門架至運輸機電纜槽之間設一道護身板，護身板高不少于2.0m，采用50mm厚、200mm寬2塊或數塊大板捆綁在支架頂梁上使用，以防沖矸傷人。

工作面下出口運輸機機頭處設置一道擋煤板，把正沖工作面運輸機機頭的鏈板機機尾部位與巷道頂板封嚴，防止工作面滾矸飛過擋板砸向人行道，造成傷人事故。

在支架架檔內安設木梯子，以便于人員上下行走。

工作面正常檢修時，煤機上方機道內必須設置兩道防飛矸網，兩道防飛矸網間隔不小于5m，防飛矸網固定必須牢固可靠，對煤機檢修區段的煤壁進行護幫操作，人員進機道前必須進行敲幫問頂，且檢修期間必須安排專人負責觀察周圍頂板煤壁，此外，檢修期間必須禁止有人在煤機以上區段進行施工。

4 安全回采效果分析與總結

①通過對支架傾倒和下滑、支架咬架、擠架的原因分析及管理的幾點方法，使支架處于很好的狀態，以適應大傾角的開采需要。

②通過對運輸機下滑原因的分析，及運輸機管理的幾種方法，使運輸機達到很好的狀態，以適應大傾角的開采需要。

③加強支架運輸機的操作管理，達到完好狀態，及保證正常生產。

④通過防飛矸設施的使用，確保了施工人員的安全，為職工創造了良好工作空間。

⑤通過現場細致嚴密的生產技術管理，實現了大傾角綜采工作面安全順利有效地回采，多回收了25萬噸珍貴的6煤資源，緩和了綜采工作面的連續生產的接替，尤其是大傾角綜采工作面的安全順利有效回采方面積累豐富的經驗。

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