急傾斜綜采采煤方法及工藝設計研究

葉 旭

（中煤科工集團重慶設計研究院有限公司，中國 重慶 400000）

1　煤層賦存情況

本礦區位于桌子山背斜的東翼，受區域構造控制，本區煤系地層呈單斜構造，井田的煤層賦存區所含煤組自上而下編號為 2、3、4、5、6號共 5個煤組， 煤層賦存穩定，屬中厚煤層及厚煤層，井田內煤層傾角45°～60°。

2煤組含4層煤及數層煤線，2-2上煤層為可采煤層，平均厚2.64m。3煤組含4層煤及數層煤線，可采煤層為 3-1、3-3上兩層，3-1煤層平均厚 6.55m，3-3上煤層平均厚3.71m。4煤組含3層煤及數層煤線，可采煤層為 4-1、4-2、4-3三層，4-1煤層平均 3.33m。4-2煤層平均厚2.34m，4-3煤層平均厚2.44m。5煤組：含5煤層，煤層厚度平均厚4.98m。6煤組含6煤層，平均厚 8.02m。

煤層頂底板巖性以泥巖、砂質泥巖為主，次為砂巖。本礦為瓦斯礦井，煤塵按有爆炸危險性設計，煤層按容易自燃設計。

2　研究技術背景

四川華鎣山廣能集團嘉華機械有限責任公司，歷經30年，發展成為從事開發、生產大傾角、急傾斜綜采液壓支架、端頭支架及開采技術的專業性公司，位于四川廣安華鎣市。該公司研究、開發、生產的，具有自主知識產權的ZJ系列支撐掩護式液壓支架及端頭支架，填補了支護產品國內空白，成功解決了 40°～65°急傾斜煤層綜合機械化開采存在的巨大困難，通過國家科技成果鑒定，技術水平為國際領先 、國內先進。產品研發生產通過ISO9001：2000國際質量管理體系認證，取得國家煤安認證。

圖1　急傾斜綜采工作面主要設備布置示意圖

3　采煤方法

（1）4m 以下煤層 （2-2 上、3-3 上、4-1、4-2、4-3）采用急傾斜綜采，該采煤方法采用液壓支架支護頂板，支護強度高，支架易于操作，工作環境好，效率高，產量大，但設備投資較大，操作人員技術水平要求高。

四川廣能集團綠水洞煤礦在1997年開始進行大傾角綜采試驗（煤層傾角在 35°～52o之間），經過兩年的試驗于1999年取得圓滿成功，該項目經專家評定，其技術“國內領先，國際先進”，并因技術含量高獲四川省科技進步一等獎。目前大傾角綜采在全國推廣，在黑龍江雙鴨山礦業集團，攀枝花集團花山煤礦等進行了成功運用。急傾斜綜采采煤機及液壓支架屬四川廣能集團嘉華公司專利產品，在項目實施時須廠家根據煤層的實際賦存狀況進行專門設計，并派專業技術人員培訓支架的使用與工作面的管理，使之達到正常生產。

急傾斜綜采工作面主要設備布置如圖1所示。

（2）4m及以上煤層 （3-1、5、6煤層） 采用急傾斜綜采放頂煤采煤法，該采煤方法適用于急傾斜厚煤層的開采，回風順槽沿煤層底板布置，運輸順槽沿煤層頂板布置，運輸順槽布置在煤層頂板，工作面接近下運輸順槽段，工作面傾角逐步減緩，降低工作面下部支架之間相互作用力，防止工作面下部的支架倒架，便于工作面下部支架的管理，急傾斜綜放采煤工作面布置示意圖如2所示。采用綜采放頂煤采煤法，機械化程度高，回收率高，產量大，安全可靠。甘肅華亭煤業集團東峽煤礦已成功利用該采煤方法。

圖2　急傾斜綜放采煤工作面布置示意圖

4　采煤工藝

采用走向長壁后退式綜合機械化采煤方法，采煤機采用斜切進刀方式。工作面一次性采全高。采煤機向下割煤(上行收浮煤)，割穿風巷、機巷煤幫。由于工作面傾角較大，煤落后會自動往下溜，此時刮板輸送機能起到緩沖煤炭下溜的作用。

工作面支護設備為急傾斜支撐掩護式液壓支架，支架之間相互作用，形成一個整體，移架時，架子通過頂底板的反作用力和液壓支架的整體支撐力固定，支架與支架之間通過架間液壓調節器控制，防止下滑，一架接一架的完成，上架控制下架進行鄰架操作。

5　急傾斜綜采配套設備應用研究主要特點

安全可靠：支架之間設置擋矸裝置、人行梯步的設計，每隔5架安設架間推拉擋矸門，架間擋矸裝置平時均處于擋矸狀態；割煤時，擋矸板提前于前滾筒打開，待后滾筒經過后立即關閉；架間擋矸板人員通過時打開，經過后關閉。上、下出口管理全部采用端頭液壓支架，降低了上下出口頂板的安全風險。

機械化程度高：綜采液壓支架、下端頭液壓支架配合使用，對工作面配套設備整體防倒防滑效果顯著；頂板支護、設備推移為一體，全部實現液壓控制，效率高、速度快，降低勞動強度。設備之間協調性好，設備檢修少，開機率高，工作面生產能力有保障。防倒、防滑措施：工作面下端頭使用組合端頭支架，反向支撐工作面液壓支架，有效防止端頭支架傾斜或歪倒。

6　工作面設備選型

按照采高范圍、煤層傾角、頂底板類別，綜采工作面選擇滾筒式采煤機及其配套設備。但是由于該礦煤層厚度變化較大，一套設備難以滿足煤層賦存條件要求，因此設計考慮中厚煤層設備和厚煤層設備，為降低初期投資成本，設計配備投產時生產設備，今后揭露厚煤層厚，按煤層賦存條件，大于4m的煤層采用放頂煤開采。

【參考文獻】

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