大倾角综放工作面面长变化的加架实践

郑安民，彭建国

（宝鸡秦源煤业有限公司，陕西 宝鸡721202）

宝鸡秦源煤业有限公司位于黄陇矿区，是徐州矿务集团公司下属的矿井之一，年核定生产能力为1.4Mt，该矿分为南翼、北翼两个采区，现开采3号煤层，厚度3～10m，顶板为泥岩，砂岩，属不稳定顶板，底板为泥岩和炭质泥岩，底鼓严重。瓦斯等级为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性，煤的自燃倾向性为一级，最短自然发火期51天。

N107工作面随着煤层倾角逐渐增大，工作面斜长增加，上口出现小面，而且越来越长，用人工做小面，费工费时，不仅增加了工作面的生产环节和生产成本，而且导致上隅角瓦斯排放困难，并存在上口小面热量积聚现象，容易造成遗煤自燃，为了防止老塘煤自燃，节省劳动力，减少生产环节，在工作面上口加液压支架和刮板输送机中部溜槽十分必要。

1 N107工作面概况

N107工作面位于北翼采区，该工作面为走向长壁综合机械化放顶煤工作面。工作面所在区域地面标高＋920 m～＋1020m，工作面标高＋130m～＋410m。井下该面上部为N105工作面采空区，靠切眼为无煤区，其余为未开拓区。工作面走向长1446～1529m，平均148m；倾斜长143～175m，平均159m；煤层厚度3～10m，平均7m；煤层倾角15°～45°，平均30°，在回采过程中工作面局部倾角达到50°以上；煤层结构简单。煤层上下部为黑色半暗型，由暗煤、镜煤组成，有少量丝碳及镜煤透镜体，为块状、薄层、参差状断口，光泽暗淡，中部为半光亮型煤，底部夹有0.4～1m的劣质煤，煤的硬度f＝1.6。

此工作面老顶为厚度20.77m的灰色粉砂岩夹灰白色细砂岩，直接顶为泥岩，厚度4.10m，直接底为厚度4.11m的砂质泥岩；老底为砂岩，厚度14.81m。N107工作面在掘进过程中沿煤层底板掘进。上顺槽外段344m为下山掘进，下山平均角度为8°。向里逐渐变为上山掘进，平均角度为12°；下顺槽外段460m为下山掘进，下山平均角度14°，向里逐渐变为上山掘进，平均角度为19°，局部可达26°。

N107工作面采高为2.8m，工作面平均煤厚为7m，放顶煤高度为4.2m，采放比为1∶1.5，产量1.4Mt／a。由于煤层底鼓严重，留有一部分护底煤。

N107工作面主要设备有ZF10000／18／34型普通支架91架，上端头ZFG11500／23／38型过渡支架3架，下端头ZFG11500／23／38型过渡支架3架，共安设支架97架。国产无链牵引MG450／1020－QWD型采煤机1台。工作面液压支架前、后分别敷设1部ZG800／800、SGZ1000／1050型刮板输送机。皮带机道铺设1部SZZ800／400桥式转载机，1部 PLM2000破碎机，1部 DSJ100／100／2×250型胶带输送机。

运输巷敷设带式输送机，回风巷敷设轨道，上下两道宽4.5m，高3m，均为锚网支护，切眼附近煤层30°，沿走向推进1000m后，煤层倾角达到45°。

2 加支架方案

根据工作面两道剖面，每隔20m做工作面预想剖面，通过上下两道高程、工作面平均倾角计算出工作面斜长，在工作面回风巷下帮标定要加支架的位置。在标定的位置掘放置液压支架的硐室，然后将要加液压支架提前组装好放在硐室里，并升起，当工作面回采到要加液压支架位置时进行液压支架对接，再分别将前、后部刮板输送机共两节中部溜槽接好，恢复采煤工作。

3 前期准备工作

1）由于回风巷压力显现，不具备运输液压支架条件，所以提前半个月利用德国产L800型卧底机进行卧底，使巷道高度达到3m以上。

2）提前10天在加液压支架位置段巷道下帮掘硐室，硐室规格为长×宽×高＝7m×2m×3m。

3）卧底结束后重新整理轨道，并将SQ—80型无极绳绞车尾轮移至放置液压支架硐室前方2m处，待安全科、生产科验收好无极绳绞车和轨道质量后方可运输大件设备。

4）在加液压支架位置处搭建液压支架组装平台，平台处巷道长×宽×高＝6m×5m×3.5m，采用3.5m单体液压支柱、3m长11＃矿用工字钢扶对棚，共扶5棚，棚间距为1.5m，并在巷道上帮留2m人行道。

5）将液压支架在地面车间进行解体，解体成尾梁、顶梁、底座3个部分，依次将后部刮板输送机中部槽、尾梁、顶梁、底座、前部刮板输送机中部槽装在标为1、2、3、4、5号的平板车上。

4 设备运输方式

依次按照后部刮板输送机中部槽、尾梁、顶梁、底座、前部刮板输送机中部槽的顺序，采用轨道运输方式将各部件运送到N107工作面回风巷，再采用SQ—80型无极绳绞车将各部件运到加液压支架的位置，并按依次顺序卸车放置。

5 液压支架组装

1）预先准备6个5t新导链、6个直径为20mm钢丝绳绳套、6挂1m长40t链条等工具。

2）以绳套和链条作为导链的起吊点，起到双保险作用。

3）首先将尾梁起吊起来；然后将顶梁起吊起来，连接尾梁与顶梁；最后将底座移至顶梁下方，先后连接顶梁与底座、尾梁与底座。

4）安装液压支架各管道、销子等部件，使液压支架可以正常工作，最后将液压支架移至硐室并升起。

6 液压支架对接

1）加强支护：待工作面回采至加液压支架位置时，沿工作面倾向用3m，11＃矿用工字钢扶棚，棚间距为1m，共扶8棚；在小面靠老塘侧打一个木垛。

2）液压支架对接方法：降下液压支架立柱，使用单体液压支柱移动液压支架，由上而下逐段进行，使支架下移，先对接液压支架的前端，边向前推进边对接支架的后端，直至所加液压支架与97号支架吻合对齐；为防止液压支架倾倒，在液压支架下侧用单体液压支柱支撑；为确保安全，单体液压支柱采用远程供夜，工作人员在安全地点进行操作。

3）连接所加液压支架供回液、防尘水管路。

7 加前、后部刮板输送机中部槽

1）利用早班检修时间先加前部刮板输送机中部槽，加好后将液压支架推移机构与相对应的前部刮板输送机溜槽连接，实现正常推移功能。

2）在之后的早班加后部刮板输送机中部槽，加好后将液压支架与相对应的后部刮板输送机溜槽用链条连接好。

8 加液压支架的效果

1）提高了煤炭回收率，增加了经济效益。

2）排除了每班工作人员做小面可能存在的安全隐患。

3）消除了小面，提高工作效率，减轻了工人的劳动强度。

4）液压支架相比单体液压支柱提高了支护强度与安全性。

5）使上隅角瓦斯更易管理，不容易出现瓦斯积聚现象。

6）很大程度上减少了上隅角打设封闭墙的工作量。

9 结语

此工作面在回采过程中共加10组液压支架，工程量较大，综合分析比较利大于弊，通过加液压支架为公司在经济和安全生产上取得了更大的效益，但是由于地质条件复杂与采区设计存在的缺陷也一定程度上造成了工作面的不合理性。N107综放工作面面长变化的加架实践为类似地质条件工作面提供了技术参考。