南河煤礦大傾角綜采工作面回采實踐

李勝軍

(山西煤炭運銷集團 南河煤業有限公司,山西 高平 048499)

1 工作面概況

南河煤礦15103綜采工作面位于礦井一采區北翼，開采煤層為15號煤，煤層平均埋藏深度約200 m，工作面設計走向長度為600 m，傾向長度為122 m，工作面切眼平均傾角25°，開采煤層平均厚度約3.85 m，煤層整體賦存情況屬于穩定可采傾斜厚煤層。煤層直接頂為灰巖，深灰色生物屑微晶灰巖，含蜓及螺類化石，生物屑含量50%～70%，平均厚度約8.87 m；偽頂為黑色泥巖，有時相變為炭質泥巖，含少量黃鐵礦結核，平均厚度約0.4 m；直接底上部為黑色泥巖夾薄層狀粉砂巖，下部為深灰-灰色含鋁土質泥巖，含菱鐵礦粒，平均厚度約7.8 m。工作面水文地質條件簡單，無其他特殊地質構造，工作面采用U型通風方式，采用綜合機械化一次采全高的采煤方法，頂板管理方式為全部垮落法。

2 工作面三機配套

2.1 液壓支架

15103綜采工作面選用ZZ8000/22/44型支撐掩護式液壓支架，最大支撐高度為4.4 m，最小支撐高度為2.2 m，工作阻力為8 000 kN，支護強度為1.1 MPa，底座平均比壓為2.1 MPa，支架中心距為1.5 m，重量為27 t，工作面共安裝布置84架支架。

2.2 采煤機

采煤機為MG300/730-WD型無鏈電牽引雙滾筒采煤機，裝機總功率為730 kW,截割功率為300 kW，滾筒直徑為2 m，截割深度為0.6 m，結構簡單，截割功能強大。

2.3 刮板輸送機

刮板輸送機為SGZ764/2x200型，中間溜槽尺寸為1 500 mm×764 mm×290 mm，雙電機驅動，單臺電機功率為200 kW，具備高低速單獨運行功能，總長度為126 m。

3 防倒、防滑措施

根據該礦15101、15102工作面回采經驗，當工作面傾角小于12°時，按正常流程操作設備基本不會下滑，一旦在生產過程中出現倒架、下滑及刮板輸送機上下竄動等一系列問題，可以通過改變工藝、采取措施得以解決，當傾角相對較大超過15°時，應采取防滑、防倒措施，防止支架出現下滑及傾倒現象。針對15103工作面實際情況采取以下措施進行控制。

3.1 采煤工藝流程

1) 由于工作面傾角大，采煤機上行割煤時存在下滑溜車現象，導致采煤機無法滿負載爬坡割煤作業，故割煤工藝調整為由機尾向機頭方向割煤(下行割煤)，然后由機頭向機尾方向空刀返回(上行空刀)，往返一次割一刀。

2) 按照割煤方向和順序追機作業正常移架，從機尾向機頭進行，利用側護板、側推進行調整支架，若刮板輸送機下滑嚴重時，應從機頭向機尾(由低向高)進行移架，保持機頭超前機尾5～10 m，形成一定偽斜角，利用調整工作面斜度防止刮板輸送機下滑。主要施工工藝如下：

交接班經安全檢查確認后，從上端頭斜切進刀割煤—割透機尾—調刀回割—割透機頭—拉架—向機尾返空刀(下端頭回柱)—自機頭向機尾推移刮板機—返至50號架—中部斜切進刀—割透機頭—向機尾返空刀—拉架(下端頭回柱)—自機頭向機尾推移刮板機—上端頭斜切進刀割煤—割透機尾—調刀回割—拉架—割透機頭—向機尾返空刀—自機頭向機尾移刮板機—上端頭斜切進刀割煤—兩端頭回柱放頂—清理浮煤。如此反復循環，完成綜采工作面采煤工作。通過以上施工工藝，可以割兩次機頭，割一次機尾，同步進行，這樣做的目的就是讓刮板輸送機有柔性運動，調斜機尾方法相同。

3) 當從機頭向機尾進行移架還控制不住下滑時，需要在機頭第一號支架頂梁上方以及支架底座打4根單體柱作為戧柱控制下滑，同時在大溜機頭打一根單體柱，控制大溜下滑，然后從機尾向機頭往機尾方向調架擺架，3～5個循環以后就得以控制。

4) 特別注意：在機頭打的單體柱要上防倒繩，使單體柱連鎖，當移第一架支架時，單體柱不要泄壓。

3.2 防止支架傾倒措施

1) 嚴格控制工作面采高，對工作面超高區域采取降低采高的措施，確保支架接頂嚴實初撐力達標，能夠有效防止支架傾倒。

2) 大溜下滑程度嚴重，支架出現傾倒時，采用從下至上扶架法，即拆除所有液壓支架與輸送機的推移連接裝置，利用絞車的拉力將輸送機整體下拉0.3～0.5 m，然后升緊液壓支架，按照機頭至機尾的順序，利用支架底部側推千斤和加裝液壓單體支柱，使傾斜支架底座擺動下移，頂梁保持相對不動，確保支架與溜槽合理連接，達到支架扶正的目的。

3) 大溜下滑程度不明顯，支架出現傾倒時，采用從上至下扶架法，即在機尾安裝1臺30 t回柱絞車，按照機尾至機頭的順序，利用絞車的拉力強拉支架頂梁，做到底座不動，頂梁上拉，達到支架扶正的目的，并在扶正的支架前梁打設戧柱防倒，以此類推逐架進行，此種防倒只能做到被動防倒，無法滿足主動防倒。

4) 在支架前后立柱中間頂梁下部，隔一架安裝連接軸，在連接軸之間用伸縮油缸、鏈條連接，使支架連成一個整體，實現“手拉手”防倒功能。

5) 采取雙人或多人分組拉架，移架遵循自上而下的移架原則，相鄰支架不得同時前移，支架間距超過規定時，先調整支架歪斜度，調整以后再移支架，防止移架過程出現倒架。發現支架不正或咬架等必須及時用側護板進行調整。

6) 移架操作必須嚴格執行帶壓擦頂移架，嚴禁支架大起大落，移架前及時清理架前、架間浮煤，減少移架阻力，移架時活動側護板收縮量以能順利移架為原則。

7) 在工作面向煤壁打鉆，摸清前方煤層起伏變化情況，并將變化情況繪制成剖面圖，用于分析工作面前方煤層及地質變化情況，用于指導工作面坡度調整，防止出現因工作面采高超過支架最大支撐高度，導致多個支架接頂不實，出現倒架現象。

3.3 防止采煤機下滑措施

1) 大傾角工作面回采時利用采煤機自身的剎車系統進行制動，能夠有效解決采煤機的下滑問題。

2) 適度調整工作面坡度及臥底量，嚴禁出現急上急下陡坡，通過采煤機司機對變坡點臥底量的控制來調整工作面傾斜方向的坡度。

3) 采用下行割煤，上行返空刀的割煤方式防止采煤機下滑。

3.4 防止刮板輸送機下滑措施

1) 根據工作面現場情況逐步對工作面進行調斜，適合工作面坡度，控制好機頭、機尾推進進度，避免支架和大溜過多的上竄下滑。

2) 工作面割煤后，自機頭向機尾開始頂溜，確保大溜向機尾方向上竄。

3) 推溜時在推移桿內打設單體柱向機尾方向頂大溜連接耳，輔助大溜向機尾方向上竄。

4) 控制好工作面坡度和平直度，保證大溜平直，杜絕急上急下及大溜中部出現超前和滯后現象。

5) 確保大溜與轉載機合理搭接，嚴禁拉回頭煤，防止回頭煤過多造成大溜下滑。

4 結 語

盡管15103綜采工作面傾角大、構造發育，但通過合理分類施策，綜合應用上述各項措施，最終確保工作面順利推進，圓滿完成了年度生產任務指標，并且為今后大傾角及構造發育的綜采工作面安全生產提供了經驗。