大倾角两软煤层综合机械化开采技术应用研究

段江勇 周华龙

（1.淮北矿业集团石台煤矿综采二区，安徽 淮北 235000；2.陇东学院能源工程学院，甘肃 庆阳 745000）

大倾角两软煤层综合机械化开采技术应用研究

段江勇1周华龙2

（1.淮北矿业集团石台煤矿综采二区，安徽 淮北 235000；2.陇东学院能源工程学院，甘肃 庆阳 745000）

通过石台煤矿在III313工作面采用综合机械化开采的实践，得出在顶软、底软大倾角煤采用综合机械化生产具有可行性，对类似条件下的采煤工艺选择具有借鉴意义。

大倾角；顶软；底软；综合机械化

近年来，大倾角和急倾斜煤层开采在我国越来越引起重视，因此，淮北矿业集团针对“急倾斜厚煤层综采技术研究及成套装备选型”项目展开研究，为石台矿急倾斜煤层安全生产提供技术支持，试点生产后可推广应用，具有良好的前景。

1 工作面条件

III313工作面为III1采区首采面，位于III1采区左翼，周围均为未开采区，切眼靠近张庄矿界；上下均为未开采区；左为张庄矿界；右为三水平III1采区人行上山。该工作面受DF6断层影响，工作面分成里、外两个块段，外段暂不回采。里段工作面走向长度435m，倾向长度123m，平均厚度2.8m，倾角30～45°，平均33°。

2 工作面设备配置

该工作面采用MG400/920/QWD型双滚筒采煤机。工作面采用SGZ-800/400型刮板输送机。工作面中间架采用ZQY6800/ 19/40型大倾角掩护式液压支架对顶板进行支护。端头支架采用ZYZT6800/18/36型支撑掩护式液压支架，支撑高度1.8～3.6 m，中心距1.42m，工作阻力6 800 KN，初撑力5 523 KN，支护强度1.0255-1.1067MPa，适应煤层倾角≤22°。

3 工作面回采期间主要生产技术

3.1 工作面进刀方式。端头割三角煤斜切式进刀方式。采煤机下行割煤，到工作面下端割透煤壁后停止运行（图A）机体下端的滚筒一边转动一边下降到底板，同时升起上端滚筒。采煤机上行，顺着输送机的弯曲段逐渐切入新的煤体，直到前后滚筒完全切入煤壁，采煤机完全进入输送机直线段（图B）。机体上端的滚筒边转动边下降，下端滚筒升起，采煤机下行割三角煤，直到下车窝（图C）。再次调整上、下滚筒，返程进行正常割煤（图D）。上行割煤方法同样，方向相反。

3.2 工作面移架方式。工作面采用及时支护，推车后端面距大于340mm时，将该处支架伸缩梁提前伸出。移架采用滞后煤机后滚筒3-5架追机顺序移架，移架步距为600mm，追机移架速度跟不上煤机运行时，必须停止煤机，移架或拉超前架。移架过程中应随时调整支架，使其处于良好的受力状态。升架时，应注意侧护板的伸出情况，防止出现损坏侧护板或出现歪架、咬架现象。

图 1 进刀方式示意图

3.3 推溜方式。推前溜滞后煤机12～15架进行，沿移架方向逐架顺序推溜，拉后溜由工作面一端向另一端顺序拉溜。移溜时，弯曲段长度不小于15m，移溜步距保持在600mm，移溜要做到一次到位，移溜后，要使输送机成一条直线，其偏差不得超过±50mm。

3.4 顶板管理。工作面采用全部垮落法管理顶板。端头支护采用DZ25型单体液压支柱配合HDJA-1000型限位顶梁组成的基本支架进行支护，“一梁一柱”中定位走向棚，超前工作面煤壁1-2硐，八、九排走向棚管理。

3.5 工作面“三防”设施。一是防飞矸板和网。每个电缆槽的老塘侧顺山方向安装一块挡矸板，高度1.5米，防止工作面矸石飞向老唐侧。缺点：工作面清理的煤矸不易攉进车内，支架的适应高度变小，要保证支架活柱拔高不低于0.6m，否则支架顶梁将压住防飞矸板；工作面大车内沿走向挂4-6片防飞矸网，防止矸石在车内飞起；吊挂不方便，易破坏，影响过煤机。二是挡身板。每十架架间走向方向安装一块挡矸板，防止架间矸石往下滚落，使支架适应高度变小。三是防倒、防滑装置。在1-5号、45-50号的支架顶梁上安装了防倒千斤顶，在底座的前方和尾梁连杆处安装了防滑千斤顶，在支架的滑块下方安装了输送机防滑千斤顶。优点：在支架状态正常时拉架可辅助进行调节；缺点：当支架产生歪斜时，防倒、防滑千斤顶就失去作用，适应性小。

综上，项目针对III313大倾角综采工作面的开采实际情况，对大倾角综采工作面设备选型、工作面安装、运行调试，到顶板管理、开采工艺、防倒防滑防飞矸等具体工艺措施进行了研究，结论如下：其一，III313大倾角综采工作面的开采技术条件十分复杂，工作面倾角大、顶板破碎、火成岩入侵、断层多等问题，都是造成工作面推进困难的重要因素。其二，支架倾倒多发生在工作面降架移架的过程中，顶板破碎冒空时支架发生倾倒的几率更大，而III313大倾角综采工作面的顶板条件使支架很难接顶接实，此外侧向千斤顶工作阻力小也是调架困难的重要原因。其三，ZQY6800-19/40大倾角掩护式支架对III313工作面的地质条件适应性差，不适合在顶板十分破碎的条件下使用。此外，防止飞矸的挡板机构也使用效果不好。对于后续同等或类似条件下的大倾角综采工作面，建议将液压支架做进一步改进，以便更好地适应石台煤矿的地质环境。其四，虽然三软煤层工作面条件差，开采困难因素较多，本矿大倾角三软煤层应用综合机械化开采工艺，使该矿取得了良好的经济效果，可以作为其他类似矿井条件下采用机械化开采的参考经验。

[1]孔德中，潘卫东，等.大倾角综采工件面支架稳定性分析及控制[J].煤矿安全，2014（2：40.）

TD823

A

1671-0037（2014）06-106⁃1

段江勇（1977.12-），男，本科，工程师，研究方向：煤矿开采生产技术管理。