大采高俯采工作面關鍵環節控制技術探討

李易峰

（山西煤炭運銷集團 沁水峪煌煤業有限公司，山西 沁水 048211）

傾斜長壁綜采工藝可分為仰斜開采與俯斜開采。仰斜開采主要指工作面沿傾斜方向由下向上進行推進，其比較適宜于開采具有穩定頂板，較硬不容易發生片幫的煤層，煤層傾角也不易過大。俯斜開采，指從工作面沿煤層傾斜方向由上向下進行開采，開采煤層較厚煤質較松軟的煤層[1]。大采高傾斜長壁俯采工作面較易布設，工作面頂板及煤壁也較易管理，但在實際生產作業中，俯采角度也會嚴重影響到安全生產。對此，通過對傾斜長壁工作面回采技術進行深入研究，發現其中潛存的問題，并采用相應的措施進行應對，只有這樣才能在確保安全生產的前提下，進一步提高大采高傾斜長壁工作面生產效率[2]。

1 工作面概況

沁水峪皇煤業2401綜采工作面位于井田的東部，工作面的西側為運輸大巷，東側為2#煤層露頭風化帶；北面距2402回采面30 m為實體煤，南面與礦井主斜井最小距離30 m；西面為北運輸、回風兩條大巷，見圖1。2401綜采工作面工作面走向長度108 m，傾向長度為350 m，面積為37800 m2。2401工作面地面相對位置為高山森林覆蓋，地面標高+1100 m～+1200 m，井下標高為+1068 m～+1155 m。

2401工作面范圍內煤層厚度最大為4.3 m、最小為3.35 m，平均為3.75 m，煤層基本穩定。傾角為8°～12°，平均10°受斷裂結構的影響，煤層較松軟，節理發育。含0至3層夾矸，夾矸平均厚度為0.3 m，硬度（f）對回采影響不大。回采后老頂自然垮落，垮落高度可能導致地表山體出現裂隙。根據對靠近2402工作面采空區的頂板動態監測來看，頂板相對穩定。

圖1 2401工作面巷道布置

2 俯采關鍵環節的控制

1）煤機裝煤效果的控制。在實際生產中，因受傾斜角度的影響，時常會造成煤機裝煤效果不佳。對此可通過對運輸機槽下潛存的浮煤進行清理，借助人為因素使運輸機的俯采角度盡量小于等于15°，同時可應用單刀回采方式，來促進實際裝煤效果的好轉。

2）采煤機行走部磨損的控制。俯采工作面采煤機行走部易發生較大磨損，時常需頻繁更換。此現象也主要是受采煤角度的影響，使采煤機重心發生偏移，造成采煤機行走部大幅磨損。對此，一方面可派人及時清理運輸機中部槽下存有的浮煤，讓運輸機的俯采角度盡量變小以減輕磨損。另一方面可把采煤機平滑靴適當加高，來使采煤機重心發生變化，更好的防治采煤機傾倒，有助于進一步減輕采煤機行走齒磨損及滑靴磨損，在更好保障工作面安全的同時，還可降低材料消耗，節約材料成本［3］。

3）工作面支架的管控。俯采工作面支架前傾現象較嚴重，致使支架頂梁無法與頂板呈面接觸，易造成支架后立柱無法滿足初撐力要求。對此，在拉移支架時，不要進行臺階性前移，防止支架發生傾倒，應科學、合理的控制支架角度。另外，支架因工作面實際俯采角度相對較大，在回采時架間易出現嚴重竄矸，架懷及架間易存留大量浮矸，這樣會增大拉架阻力，可能會損壞推移千斤頂，進行移架作業后，應把支架后側護板盡快打開，讓架與架緊密接觸以盡量防止架間出現竄矸現象。同時應給上端頭與下端頭的封閉墻都裝設防倒單體，必要時還應加裝擋矸網。

4）工作面運輸機的管理。對于俯采角度較大的工作面，運輸機通常較難管理，運輸機沒推到位現象或推翻現象。在實際生產中，可添加一限位塊于支架推拉頭與運輸機連接處，讓運輸機受力方向發生變化，使運輸機具體受力點向下移動；在推動運輸機前，應先清理干凈操作現場的浮矸、浮煤，如液壓支架底座前方的浮矸、浮煤，運輸機下方的浮矸、浮煤還有架間浮矸、浮煤都應進行徹底清理；在推移運輸機的過程中，應緩慢的向推移千斤頂進行送液，把應達到的進刀量分次推夠；另外在生產中遇到運輸機栽頭角度過大的情況時，為縮小角度，可先推起輸送機，然后再把半圓木、鋼管等物體添加于輸送機下方，在推移運輸機時，還可借助油缸來對煤壁側的留槽進行起吊。

5）工作面運輸皮帶的控制。為更好的控制皮帶在俯采工作面進行重載運行時的速度，謹防皮帶發生飛車現象，可用變頻器來科學、合理的驅動機巷皮帶，同時還可通過裝設多道防滑阻尼板于皮帶中央，這樣可進一步增大皮帶摩擦力，更好的控制皮帶運行速度。

6）俯采工作面防滅火技術。俯采工作面對采空區實施灌漿作業效果較差，增大采空區防滅火管理難度。在俯采工作面進行回采作業時，應密封進、回風隅角，借助埋管注氮系統，保持注氮口位置與工作面相距10～20 m左右，采用高濃度的氮氣來進行防滅火。若CO濃度持續增長時，可注入液態CO2、進行鉆孔深部灌漿、合理的減風均壓、科學降低瓦斯抽采負壓等一系列措施來進行防滅火。在做好防滅火工作，確保礦井安全生產的同時還應重視提高工作面推進速度，讓采空區丟煤量盡量少，以更好保障礦井采煤工作的安全高產、高效［4］。

7）俯采工作面的防治水。在進行工作面回采作業的過程中，應嚴格遵守停機必停水的原則來作業，且應給運輸機的機頭部與機尾部都加裝水箱，并讓排水途經工作面的軟管流入機巷水溝內；在開展工作面回采作業前應先詳細檢查兩巷排水系統，一旦發現問題應及時進行完善；為防止水中的雜物堵塞排水管路，應先讓水進行沉淀后，再讓其流入管路；應給排水設備布設雙回路供電系統，設置備用電源，還應把排水支管布設為獨立系統，以更好的保障排水系統工作的安全性，可靠性；另外若遇到工作面涌水量大幅增大時，也可把布設的壓風管路以及注氮管路都盡快改設為臨時排水管路，以更好的協助礦井排水工作，及時排除礦井涌水，更好的保障礦井安全生產。