大倾角综采工作面设备防倒防滑技术

2010-02-13黄福太

中国煤炭工业 2010年4期

文/黄福太

龙煤集团双鸭山分公司东保卫煤矿近几年可采煤层储量有三采区36层、41层，一采区36层、41层和78层，多为大倾角煤层，煤层倾角20°～48°，平均为32°。自东保卫煤矿揭露大倾角煤层并回采以来，为提高矿井的整体经济效益，有效发挥矿井各生产环节的潜能，提出综采开采大倾角煤层的新目标。

一、工作面开采情况

1.采区位置

三采区36层综采工作面位于三采区36层-200回风下山左部，上至-170空区，下至-280接续面，工作面平均斜长115m，走向长880m，回采面积94685m2。36号煤层上覆煤层为30号煤层，距36层间距为40m，局部采动且无积水，对应地表为农田，无保护建筑物。

2.煤层赋存概况

煤层厚度及倾角向三采区边界有规律地变薄及增大，煤层厚度变化范围为1.65～1.90m，平均为1.75m；煤层倾角变化范围为20°～48°，平均为30°，煤容重1.3t/m3，地质储量21.54万吨，可采储量20.68万吨。煤层老顶为6.0m厚的黄白色粗砂岩，直接顶为1～2.5m厚的灰黑色细砂岩，伪顶为200～500mm厚的黄白色粗砂岩，底板为3.6m厚的黄白色粗砂岩。

3.地质构造概况

从工作面回采区域来看，本区属一单斜构造，煤层走向113°向100°转折，该区断层较发育，回采巷道内实际揭露三组断层贯穿整个工作面，还有三个局部发育在回风巷和运输巷的断层，断层性质为正断层及逆断层，落差100～600mm，对回采存在一定影响。

二、采煤生产概况

1.设计概况

三采区36层-240工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤方法；机组落煤，工作面煤层倾角大于30°时单向割煤；煤层倾角小于30°时双向往返割煤，采用斜切进刀方式，一次采全高；作业方式为两班，一班采煤一班准备；全部垮落法管理顶板。

2.设备概况

工作面使用ZJ3600-11/23型急倾斜支撑掩护式液压支架，上、下端头采用ZTHJ11400/15/24型液压支架，采煤机型号为MG-200/501QWD，刮板输送机型号为SGZ-730/320，乳化泵型号BRW-160/31.5L/min；工程压力31.5Mpa，工程流量160L，电机功率110KW。运输巷转载机采用SZD-730/90型，皮带机SJ-150型。

三、支护参数确定

1.根据液压支架推溜缸行程、支架探梁长度及采煤机截深确定：ZJ3600-11/23型急倾斜支撑式液压支架的最大控顶距为4.94m，最小控顶距为4.34m。

2.根据支架推溜缸行程及机组滚筒截深，确定循环进度为600mm，放顶步距为600mm。

3.最小控顶距时，端面距不大于340mm，不小于100mm；煤壁片帮及进刀段除外。

4.机道宽度为1.6m。

四、工作面特殊支护及支护参数确定

1.工作面超前支护方式确定

(1)超前支护为单体戴帽点柱支护，排、柱距为1.8×1.0m，超前支护距离从工作面硬帮煤壁算起不小于20m，压力明显段巷道支护距离不小于30m。

(2)在上、下巷顶板破碎时，挑倾向大柈或钢梁支护，棚距为1.0m，排距1.8m；若巷道处于应力集中区域，顶板压力大，也要求挑倾向大柈或钢梁支护，必要情况下调整支护密度，1.0m棚距调整为500mm。并沿走向挑大柈抬棚支护以增加支撑面积。

2.工作面端头支护方式确定

(1)上出口端头支护。工作面最末支架上侧护至回风巷上帮，为上出口及端头控顶区。工作面上出口端头控顶区采用单体支柱戴木板帽支护顶板，当顶板破碎时，倾向挑棚维护顶板。上出口端头控顶区排、柱距为600×700mm。回风巷尾的末排为单体加密支护，柱距为350mm。

跨工作面溜子减速机、电机上方顶板采用一梁三柱倾斜钢粱支护，柱距从下至上为1400mm和700mm。棚距为600mm，在减速机、电机上方，保持5架钢梁，以保护减速机和电机。单体液压支柱迎山3°～7°，严禁“光头”支护。若工作面倾斜长度变长时，及时加支架和工作面溜子中部槽，将工作面溜子机尾与回风巷下帮对齐为宜。

(2)下出口端头支护。工作面一架下侧护至运输巷下帮为下出口及端头控顶区。使用急倾斜横式端头液压支架按3#、2#、1#顺序由煤壁软帮向煤壁硬帮并排在运输巷支护出口处顶板，支护该区域顶板，确保下出口安全畅通。当3#端头液压支架伸缩梁端与1#液压支架下侧距离超过600mm时，必须要打一行单体并挑走向大柈，单体距离为1.2m，大柈长1.8m。

五、支架性能要求及防倒防滑技术

1.支架性能要求

(1)工作面支架100部，支撑强度≥0.36 Mpa，工作阻力3100KN。要求适应采高最小1.1m，最大2.2m，带侧护板，上下端头各3部防倒支架，架子带溜子防滑装置。

(2)支架应满足操纵、行人和躲避安全空间，前梁应设有及时支护顶梁装置，操纵应采用上控下式临架操作。

(3)头尾各3部支架安设防倒防滑装置，前梁连锁，在支架前梁设计防倒装置，3架为一组，连成一体，形成组架；工作面部分支架应设有防窜矸装置，每10～15部支架设一个。

(4)支架应采用倒牵式千斤顶，有利于拉架和保护工作面输送机。

(5)支架推移杆与底座的间隙、支架与输送机连接装置间隙适当缩小，以防止支架、输送机上下窜动。

(6)支架底座宽度适当加宽，以增加支架整体稳定性，同时起到减少对底板比压。

(7)支架宜采用双向侧护板，底座应采用整体调架装置。支架端面距在100～340mm之间。

2.防滑要求

(1)拟定支架顶梁、掩护梁加活动侧护板以便调架，侧护板千斤顶直径不小于80mm，侧护板厚度不小于20mm，高度不低于400mm。

(2)推移千斤顶直径φ140mm，推移杆与底座的间隙应适当缩小，支架底座宽度适当加宽。为解决支架拉架困难的难题，支架宜在底座前横桥上增加吊架设施；为最大限度地降低支架运输高度，阀组布置在底座前桥上方，且方向可调；护帮收回后必须贴紧顶梁，且护帮板厚度不小于25mm。

(3)前梁连锁：在支架前梁设计放倒装置，3架为一组，连成一体，形成组架；底角连锁：在支架推移调底装置上焊接连接销，用千斤顶和转向节连接，设置防滑装置。3架相互连接成一组；前四连杆连锁装置：防滑千斤顶固定在第三架的四连杆上，另一端用φ22×86－C大链和千斤顶连接；后座防滑：在支架后座设计倒链筒，用大链和千斤顶把第一架和第三架连起来；中间架的放倒防滑：移架时，设带底调千斤顶装置。