谈大倾角工作面长壁采煤法回采工艺的完善

李永植

摘 要：目前大倾角工作面的开采已成为我国煤炭资源的重要来源之一,其开采量呈现出稳定的上升趋势。然而与缓斜煤层的开采相比,生产环境的特殊性还是给实际作业带来了很多困难,不利于开采稳定、高效、顺利地进行。本文分析了长壁采煤法的特点,并针对多断层工作面作业中走向长壁炮采工作面采煤技术,提出了具体的应用方法及其必须严格控制几个关键环节。

关键词：大倾角工作面长壁采煤法过断层

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1674-198X(2012)05(c)-0062-01

1 大倾角工作面采掘概述

1.1 大倾角工作面的特点分析

作为中斜煤层或急斜煤层的一部分,大倾角煤层通常是指埋藏倾角在35°～55°之间,且倾角超过冒落矸石及煤的自然稳定状态的最大角度,作业中易出现滑动、失稳现象的开采环境。我国大倾角煤层的煤炭储量占总量的15%以上,随着能源需求的增加和开采规模的扩大,目前大倾角工作面的开采已成为煤炭资源的重要来源之一,其开采量呈现出稳定的上升趋势。

1.2 长壁采煤法在大倾角工作面中的应用

长壁采煤法是目前在大倾角煤层中较为常见的作业形式,根据推进方式的不同,长壁采煤法分为沿倾斜方向布置,沿走向推进的走向长壁采煤和沿走向布置,沿倾斜推进的倾斜长壁采煤等两种方法,其中走向长壁法又分为整层开发走向和在较厚煤层使用的倾斜分层走向,而倾斜长壁采煤法则根据煤质的不同分为仰斜开采和俯斜开采两种形式,仰斜开采用于顶板淋水较大或煤质较硬的情况,而俯斜开采则多用于煤层厚度大,煤质松软的情况。倾斜长壁采煤法的回采工艺与走向长壁采煤法类似,但具有巷道布置简单,通风线路短,等长工作面易于实现,掘进率、采出率高的优点,并对地质条件具有较高的适应性,但也同时存在着辅助机械运输困难,技术与当前设备不完全配套以及下行回风等方面的问题。实践中必须根据具体生产环境优选开采方案,发挥不同开采方法的优势,提高生产的效率及安全性。

1.3 大倾角煤层长壁工作面系统可靠性的影响因素

与缓斜煤层的开采相比,大倾角煤层长壁工作面系统具有更大的生产难度,也面临着更多的不确定因素。以支护控制方面为例,大倾角煤层顶板沿一条逐渐接近重力方向的曲线活动,顶板移动曲线与法线的距离与其稳定性成反比。而支架在其自重、顶板压力、底板反力、初撑力、临架挤靠力等作用下很难保持静态平衡。随着顶板压力的不断增大,支架所受合力的作用点开始偏出其下边缘,造成支架的失稳和倒滑,极大地提高了作业风险。此外,复杂工作面的地质环境也对回采工艺造成了较大的影响,微气候环境、巷道内有害物质、以及局部冒漏等问题,都应得到相应的控制和治理。

2 完善大倾角长壁回采工艺应注意的几个问题

2.1 长壁过断层条件下的处理

笔者所在的2232东面地质构造复杂,共过落差3m以上的断层4个,落差小的断层和褶曲构造不计其数,经进一步的分析评估,此工作面不适用大机械综采技术,而应应用长壁炮采,工作面从投产开始,工作面没有少于2个断层或褶曲的影响,多次造成工作面上出口为矸石,没法做出口。经过实践整理出有针对性的出口支护管理,上出口滞后回棚子、或者是工作面上出口留落后道眼等措施,保证了工作面推茬不停产,同时减少了顶板的二次破坏,针对工作面过落差大断层,如何有效提高工作面初撑力和工作阻力,保证断层区域的支护质量现场管理也总结了不少经验,工作面下闷过程中,造成顶板变化大,工作面摆有电溜子,老塘侧比煤壁侧高,针对此情况我们制定针对性措施,保证了回柱安全,也避免了老塘侧掉矸石砸人的隐患,同时在下闷过程中,采用深卧溜子台阶下沉,支柱戗向老塘侧等措施,保证了此范围的采高和支护质量。通过相关的措施避免顶板等安全事故的发生。

2.2 回采工艺流程

搪瓷溜子范围：检查瓦斯→打眼→检查瓦斯→装药→维护面→检查瓦斯、截人→放炮→检查瓦斯、验炮→维护面→出道眼空煤→挂梁→打临时贴帮柱→打基本柱→移搪瓷溜子出煤→移特殊支架→回柱。

电溜子范围：检查瓦斯→ 打眼→检查瓦斯→装药→维护面→检查瓦斯、截人→放炮→检查瓦斯、验炮→维护面→出道眼空煤→挂梁→打临时贴帮柱→移电溜→打基本柱→移特殊支架→回柱。

2.3 炮采响炮中应注意的问题

炮眼采取五花眼设置,腰眼眼距1.2m,顶底眼眼距0.6m。炮眼深度为1.2m,与工作面夹角70°～80°,底眼俯角及顶眼仰角5°～10°。对煤层松软、顶破破碎等异常地点,必须先手镐挂梁或窝探板,将上顶插严背实,并打上临时帮柱后,方可打底眼放炮,眼间距不小于1m且装药量不大于300g,但不准打腰眼和顶眼放炮。上顶压力大地点及片帮≥0.3m地点,必须先手镐窝板,插背上顶、待控制好上顶后,方可打腰、底眼放炮,且每眼药量不大于450g。采用正向装药爆破,严禁反向装药,炮眼用粘土炮泥和水炮泥封满填实,最小抵抗线≥0.5m。使用煤矿许用三级乳化炸药；雷管品种：煤矿许用毫秒电雷管,雷管段数：底眼为二段,腰眼为一段,顶眼为三段,爆破顺序为：腰眼→底眼→顶眼。

2.4 支护管理中应注意的问题

工作面基本支护为DZ—25型单体液压支柱配以HDJB-1000型金属铰接顶梁支护,齐梁直线,采取正悬臂布置。工作面控顶距4～6m,最大控顶距6m,最小控顶距4m,排距1m,柱距0.5m。工作面采高2.2m。

工作面特殊支架有木垛和托戗梁。木垛建在老塘侧第一空按中至中8～10m设置,其中工作面上出口以下2～3m和下出口以上2～3m各设一木垛。木垛必须建在底板或实茬煤上,木垛为长方形,木垛顺1.6m,木垛横1.2m。木垛要建方正,各层平行,各层接触点成直线,保证迎山有劲。木垛顶层与上顶接触严实,需加楔时加在上数第一、二层之间,不得出现重楔。倒移木垛采取回一建一的方法,但在压力大、地质变化地点采取先建后回的方法。托戗梁柱打得迎山有劲,并对应于顶梁打；托戗梁与上顶必须接触严实。倒移托戗梁采取回一打一的方法,但在压力大、地质变化地点,采取先打后回的方法。托戗梁为松木梁,一梁三柱,托戗梁间不留水口。

为加强出口支护质量,减少超高地点出口木料插背带来的回柱后支护不稳的问题,下出口断面大地点及上出口采取滞后回棚子工艺,首先在拱型支架梁下打牢双趟连续一梁三柱走向托梁,以2.4m松木大梁和DZ—25型单体液压支柱或DZ—31.5型单体液压支柱,随工作面推茬随摘巷道一帮碍事的拱型棚腿,若拱型腿不影响工作面推茬则不摘腿,夜班回柱时将上、下出口用绞车回出,既解决了出口支护及超高问题,又减少了对顶板二次破坏,减少了生产班做出口的木料和工力成本,保证了下口道眼的高度和畅通,消除了下口顶板压力集中区域的顶板隐患。

参考文献

[1] 陆宏喜,张献礼,王相洲.炮采放顶煤工作面过断层技术[J].中州煤炭,2009,(2).

[2] 赵光辉,刘志国.大坡度炮采放顶煤顶板管理技术探讨[J].煤矿现代化,2008,(4).