大傾角仰采工作面回采技術研究及應用探討

張玉濤

摘 要：煤炭資源的大量開采使得現代礦業掘井深度不斷增加，不同于主煤層的開采，邊緣煤層由于地質條件的限制，使得開采工作面布置較為復雜，操作工藝也更具難度。為了有效的解決這一問題，對邊緣煤層回采技術進行積極探索具有重要意義。本文基于大傾角仰采工作面對邊緣煤層的回采技術進行了深入探討，并針對實際工作中存在的問題提出了解決方案。

關鍵詞：大傾角；仰采工作面；回采技術

前言：位于安徽省渦陽縣境內的袁店二井煤礦距宿州市約55km，距淮北市約76km。其已探明煤炭儲量約為18502.8萬噸。可開采煤田面積約為42平方公里。本文基于袁店二井7218工作面對邊緣煤層回采技術問題展開討論。袁店煤礦7218工作面平均煤層厚度約為3.5mm，煤層傾斜角度約為10度，平均深度為460m，工作面上方沒有高層大型建筑。

一、大傾角工作面回采技術

（一）回采特點

該工作面由于地下水較多、地壓較大、煤層傾斜角度大等特點，使得其回采工作與平常的低傾斜度仰采工作面開采模式有一定區別，因此，開采技術手段與設備的使用都有較大差異。傾斜坡度下工作面需要借用運輸機的調整配合來固定巷道支架，防止冒頂事故的發生。

（二）回采工藝

回采時通常只使用上坡或者只使用下坡的路線進行作業，這是因為，大傾角下采用兩種采掘路線對采煤機的動力牽引會造成影響，使產量下降。采煤機采刀使用斜切法利用雙滾筒同時切割頂層和底層煤，使運輸機的下滑得到更好的控制。

（三）支架移動

大傾斜角度的巷道中隨著采煤機向前掘進支架的移動需要幾點注意的地方。第一，支架移動時采用從前往后的分段式方法，并且在移動時第一組支架不應與后面支架間隙超過10組。第二，在進行支架移動作業時，一定要確保其與運輸機處于垂直狀態，防止倒架，因此在固定支架時需要對其狀態進行仔細調整[1]。另外，支架向上的略微傾斜是可以被允許的。第三，支架跌倒后，要從后往前進行移架，并利用支架放倒缸和支架側護板對支架進行校正調節。

（四）端頭管理

傾斜工作面與水平工作面的交界處，兩端口的支架會存在一個夾角，這會阻礙轉載機與運輸機的流暢甚至損壞機械設備，因此在生產過程中需要對這一環節進行緩沖調節讓支架的傾斜角度逐漸變小，減少轉載機與運輸機的之間的分離距離。

（五）頂板布置

工作面的頂板與支架保持穩定牢固是確保生產現場安全的基礎。首先，支架的布置密度不可過于疏松，防止頂板給予單組支架過大的壓力。其次，頂板的高度一定要適中，過低會支架的再升空間減少，發生冒頂時無法第一時間進行支架接頂。另外，要保持頂板布置的均勻性，以保證支架受力均衡，防止其跌倒。

二、大傾角工作面回采中的問題

7218工作面的煤層開采當中需要解決的問題包括以下內容：第一，由于工作面傾斜角度大，使得轉載機、破碎機等大型機械的上移牽引存在很多困難。此外，進行支架移動推溜時阻力會很大，增加了作業工人的體力負擔[2]。同時，由于傾斜使刮板機受到額外的機械應力，使其在運行時出現共振現象，從而損壞機械部件。第二，傾斜巷道受復雜應力作用使得其穩定性下降，同時對支架會造成更好的壓力作用，頂板面積的擴大，使得冒頂事故發生的可能性大大增加，對現場工人的回采作用帶來很大安全風險。第三，工作面仰采本身會增加采掘設備的操作難度，處于下坡位置時，對工人的安全會造成巨大威脅。

三、技術策略

（一）設備操作與管理

1.大傾斜仰采情況下運輸機與轉載機更容易發生機械故障，因此，必須做好各類機械設備備用零件的采購工作，以免影響正常工作進度。2.要加強液壓系統的管理，使支架能夠擁有足夠的力量支撐傾斜巷道，同時要保證各大型機械的潤滑油油質，防止機械發生故障。另外，在轉載機遇運輸機上移時要在滑軌兩邊打入剛柱，以阻止下滑情況的發生。支架在支撐頂板時必須采用固定手段對其進行位置調節，以防止跌倒。3.支架傾斜的角度只能向上不能向下，負責支架的支撐作用將大打折扣。4.保持運輸機滑槽的的完好程度，磨損過大時要及時更換備件，防止煤炭下滑造成安全事故[3]。5.在袁店二井煤礦的7218工作面煤炭開采中，受到坡度的影響，運輸機極易發生斷鏈的問題，而鋼鏈斷裂會順著巷道斜坡下落，使其在后期維修重新連接時遇到很多困難。因此為了防止運輸機故障的發生，維修人員應當每天對設備進行仔細檢查，并對受損部位進行及時的零件更換。6.大傾斜仰采工作面上采掘機的拖拉電纜應當使用卡塊將其更好的固定在電纜槽壁上，防止電纜順著斜坡向下滑動造成連接部位損壞引發安全隱患。此外，巷道內各個地方的電線電纜都應被固定起來，防止長時間的拖拽作用拉斷絕緣層，引起設備短路和人員觸電事故的發生。

（二）安全管理

1.工作人員在傾斜坡面上行走時極易滑到，而轉動機械遍布于整個巷道，因此這是非常危險的。對此，為了防止工人在工作中滑到，采取一些防范措施：第一，安裝固定扶手；第二，增加路面的摩擦力，如鋪設帶有紋路的鋼板；第三，提升防滑鞋的發放頻率。2.采用后8米前3m的上幫作業方法幫助幫頂固定，進而防止其片幫沿傾斜巷道下滑；在傾斜巷側壁增加布置用加粗尼龍繩制作的安全護網，防止物體沿下坡下滑對人造成傷害。3.在坡道進行物體轉移操作時要特別注意安全，例如在用運輸機進行大型支架，千斤頂、機電設備等的上移運輸時，必須將設備固定在運輸機上，用剛扣卡死，并且坡下禁止人員聚集，在滿足這些條件的情況下，才可以進行操作任務。采煤機的工作控制平臺要盡可能遠離切割面，煤層的不穩定隨時可能導致煤塊石塊等重物滑落，對設備操作人員造成安全威脅，因此，采煤機作業面附近還要禁止人員過度靠近。4.大傾角仰采作業巷道進行放炮作業時，在安全管理上，更加需要嚴格的規章制度與操作手冊進行約束。 放炮之前，必須保證坡下沒有作業人員，或保證在安全距離以上，防止爆炸產生的大量石塊和煤塊順著坡道下滑，砸中生產人員。此外放炮前要對附近設備鋪設保護層，防止爆炸產生的碎石顆粒可沖擊波損傷機械[4]。5.工作面在進行生產時要做好支柱放倒、放片幫、防滾矸等操作，以免重物順破下滑損傷設備砸傷工人。6從企業到班組到個人，要把安全意識切實貫徹到底。并定期開展安全教育活動，對大傾斜仰采工作面的作業策略、安全事項知識進行系統講解，從根本上保證煤炭生產安全穩定高效的進行。

結束語

大傾角仰采工作面回采是針對一些開采難度較大的邊緣煤層的采掘任務。對于保證煤礦企業的產量，維持國家能源穩定有重要意義，同時也提高了對煤炭資源挖掘的效率。本文基于對袁店二井煤礦7218工作面的分析探討提出了一些關于大傾角仰采工作面回采的技術設備管理策略，以期對煤礦的安全生產起到積極指導作用。煤炭是我國使用量最廣泛的化石能源，其儲量非常豐富，因此，廣大從事相關炭行業的技術人員應當積極探索在各類復雜地質條件下實現煤炭高效安全開采的技術措施。為我國能源穩定經濟可持續發展提供有力保證。

參考文獻：

[1]朱戰斌， 仇小祥， 王晨輝. 背拉工作面大傾角仰采段片幫防治技術研究與應用[J]. 煤炭工程， 2018， 50（2）：66-69.

[2]邢世坤. 大傾角大采高仰采工作面片幫治理技術[J]. 煤炭與化工， 2018， 41（1）：27-29.

[3]王世平， 紀磊. 大傾角綜采工作面大角度調采技術研究[J]. 中州煤炭， 2017， 39（10）：110-113.

[4]張國卿. 綜采工作面過大斷層仰采技術研究[J]. 山東煤炭科技， 2018（3）：39-40.