综采工作面大倾角仰采工艺安全回采的研究与实践

卢义

（1.太原理工大学信息工程学院，太原 030024；2.山西煤炭运销集团泰安煤业有限公司，太原 030002）

综采工作面大倾角仰采工艺安全回采的研究与实践

卢义1，2

（1.太原理工大学信息工程学院，太原 030024；2.山西煤炭运销集团泰安煤业有限公司，太原 030002）

煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科发展的主题，综合机械化采煤工艺是实现矿井的高产高效的重要途径，但在生产实践过程中，又存在着诸多问题，大坡段大倾角仰采工艺的安全回采是其中的一大难题。因此，文章从大坡段大倾角仰采工艺及回采过程中如何保证安全回采的角度出发，结合实际，进行了比较详细的分析和研究。

综采；大坡段；大倾角；仰采

1 矿井及工作面概况

1.1 矿井概况

泰安煤业年生产能力为180万t/a，批准开采8号、11号、12号和13号共4层煤，生产性井工矿，煤层倾角为5°～14°，综合机械化采煤工艺。

目前已回采完成8101工作面和8102工作面，对两个工作面在大倾角回采中遇到的生产技术难题进行了分析，因8101工作面与8102工作面概况基本相同，因此，本文结合8101工作面大倾角仰采经验主要以8102工作面进行叙述。

1.2 综采工作面概况

8102 综采工作面位于井田的西南部，属第一采区的第二个工作面，紧邻8101工作面，设计倾向长度1 490 m，走向长度206.4 m，设计可采倾向长度1 320 m，可采厚度3.2～3.8 m，平均3.6 m。煤层结构简单-复杂，含1-3层夹矸，倾角3°～18°；采用综合机械化一次采全高采煤工艺，倾斜长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。采用MG500/1140-WD型双滚筒采煤机割煤、装煤，SGZ-800/800型刮板输送机运煤，ZY9000/24/45型掩护式液压支架支护顶板，本工作面构造形态为向西倾斜的单斜构造，推采方向为仰采，自切眼往上到350 m煤层为近水平煤层，从350 m到回采结束完成（停采线170 m）倾向推采为大倾角仰采。

2 回采中存在的主要问题

8102 工作面从350 m到回采结束完成，此段煤体倾向推采为大倾角仰采，仰采角为10°～18°。根据前期1 100多米的推进情况，工作面设备性能完全能适应矿井地质条件和开采技术条件，支护与顶板控制良好，周期来压强度不太明显，最大显现为煤壁片帮加剧，支架两级护帮装置使用效果良好，大倾角仰采段根据前期工作面顶板管理和控制经验，仰斜推采期间需要解决的问题主要有以下几方面[1]：

1）工作面仰采角度大，造成转载机、破碎机等上移困难，支架移架，推溜时阻力增大，刮板机出现上蹿下跳现象增加、增大，操作困难，对各设备部件磨损较为严重。

2）工作面仰采，造成煤壁片帮严重，支架断面距超出规定，顶板暴露面积增大，暴露时间增加，又容易发生漏顶，影响安全回采。

3）工作面仰采，由于设备操作比较困难，煤壁片帮等因素，对工作人员的安全威胁增大。

3 仰采的对策措施

3.1 对设备采取的对策

1）结合8101工作面大倾角仰采时形成的成功经验，做好配件材料计划（易损件导向滑靴、行走轮两套），必要时更换滑靴和行走轮。为保证运输机与转载机搭接合理，防止拉回煤或卡死运输机，采取伪斜开采的方法，并在生产中摸索到一个合适的伪斜角，使输送机的上移量和下滑量相抵消[2]。

2）回风顺槽支架移出困难时，可利用回风顺槽绞车硐室55 kW双速绞车辅助牵引机尾（根据现状巷道变坡点安装地辊，巷道不规整区段根据实际需要安装导向辊或导向滑轮），运输顺槽坡度较缓，不会影响支架的正常推移。为防止单轨吊下滑，拉完单轨吊电缆后立即用锚链将滑车固定到顶板锚杆上，且不少于2道。变线点用19 mm的钢丝绳加一道保险防护。工作面推进到两顺槽都剩余160 m位置时，进入爬坡段，运输顺槽坡度较回风顺槽缓一些，现阶段运输顺槽部分轻型列车计划拆除，待动力中心到联巷口时整列车倒到下一个工作面回风顺槽。由于工作面推进方向坡度大，为防止转载机会沿落山方向下滑和移设困难，可安装辅助油缸（100 mm×1 000 mm）两个，协助牵引。

3）在转载机两侧的滑轨后面打两根戗柱，同时用反光吊带将戗柱上下与设备或顶部网片固定在一起，防止倒柱伤人。如果打戗柱后转载机仍然下滑，可在机身两侧打戗柱顶死。由于巷道坡度大，单体液压支柱必须迎山支设穿鞋戴帽，支到实底上，并用防倒绳连接，必要时使用硬连接（卡箍）防倒。要保证机械设备润滑，工作面各设备各润滑点注油要及时，保证油质、油位，确保润滑效果良好。泵站压力必须达到要求，液压支架升起支撑顶板必须达到初撑力，加强液压系统管理，杜绝有窜、漏液现象的出现。

4）支架顶梁（相对于顶板）不得俯斜，以保证支架受力状态合理、推拉自如，应有良好的支护效果；坚决避免液压支架大脚钻底现象的出现，如果发现立即组织处理。

5）保持采煤机导向机构完好和清洁，保证煤机轨道完好，经常检查滑靴的磨损情况，如磨损超过其1/3时必须更换。运输机挡煤板连接牢固可靠。保证液压支架操纵控制系统元件完好无损，必须保证每架支架推移千斤顶液压锁完好有效。

3.2 防治片帮、漏顶及伤人的对策

1））在采煤机机身段加工定制弧形挡煤板。除机头、机尾6个过渡支架外，其他支架在两个立柱间加工钢筋防护网片（安装3架，空1架），卡箍固定。采煤机割煤后，紧跟采煤机前滚筒伸出支架伸缩梁或打出护帮板，及时护住机道上方顶煤和煤帮，防止顶煤冒落、片帮伤人。支架伸缩梁伸出、护帮到位后，必须保证端面距不大于340 mm；若该处端面距大于340 mm时，采取停机超前拉架的方法进行支护。超前拉架后，端面距仍大于340 mm时，必须调整支架、刮板输送机。

2）采煤机割煤时，距采煤机后滚筒3～5 m移架，超过5 m时必须停机等候。如遇顶板压力大，片帮严重，必须停机，紧跟采煤机前滚筒后1架，及时带压移架。移好的支架必须保证接顶严实，立柱初撑力在7 200 kN以上，并将操作手把打到零位。严禁人员进入机道作业，如果必须进入时，必须先敲帮问顶，护帮护顶，并加固作业段及前、后10 m范围内支架，确认无问题后，有专人监护方可进入机道作业。机道作业过程中，严禁操作作业地点附近5 m内支架。采煤机司机割煤时，应站在支架内安全地点；发现采煤机前、后5 m范围内有片帮时，必须立即停机处理，确认安全后，再进行割煤。支架工要与采煤机司机保持一定距离，并与采煤机司机相互配合进行互保。

3）采煤机割煤、移架时，其他人员要与采煤机、正在拉移的支架保持5 m以上的距离，并且不得在架前停人、通过。在工作面行走时，必须走支架内，严禁在机道行走。如果确实需要在机道内行走，必须先敲帮问顶、护帮护顶，并有专人监护。清煤工清煤时，要随时观察周围顶板、煤帮情况，面向机尾方向，发现有片帮时，及时用长把洋镐彻底处理；处理片帮时，人员必须站在片帮段上山侧，并有班组长在现场监护。工作面处理大块时，必须将大块拉至顶板完整，无片帮危险地段进行处理；开工前，班组长必须对工作面顶板、煤壁、支架详细全面检查，发现有片帮煤、醒煤、支架不接顶现象时，必须彻底处理，否则不得开工。采煤机割煤时，要把顶板割平，煤壁割齐，严禁超挖顶底板。采煤机进刀口处严禁留顶煤，插刀后及时打出护帮板护好煤帮。工作面进刀口两端头处及地质构造段是易发生片帮的地段，该段作业时必须指派有经验的老工人负责安全工作。

4）每班接班后，跟班队干部、班长先进入工作面检查，有无醒煤、片帮等隐患，发现问题必须彻底处理，否则不准其他人员进入工作面。严禁在隐患未处理的情况下开工生产。检修采煤机或运输机时，必须先将支架护帮板打出护好煤帮，并处理掉片帮、醒煤隐患，必要时打临时支柱护帮护顶，并在有专人监护的情况下方可进行检修作业。

4 结束语

目前已回采完成8101工作面和8102工作面，对两个工作面在大倾角回采中遇到的生产技术难题进行了分析，提出了解决这些问题的有效措施，使综采工作面在大倾角、大仰采条件下顺利地进行回采，不仅获得了较好的经济效益，而且为大倾角工作面仰采积累了经验。

[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[S].北京：煤炭工业出版社，2011.

[2]吴士良.井巷工程[M].徐州：中国矿业大学出版社.

Research and Application of Deep-inclined Upward Mining on Fully Mechanized Working Face

LU Yi1,2
(1.College of Information Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China;
2.Taian Coal Co.,Ltd.,Shanxi Coal Transportation&Sales Group,Taiyuan 030002,China)

The progress of technology have always been the topic of the mining development. Although fully mechanized coal mining is one of important approaches to realize the efficient production, there are many problems in practice.The safety of large slope and deep-inclined upward mining is one of them.The paper presented detailed analysis and research on the practice to ensure the safe mining.

fully-mechanized mining;large slope;deep inclined;upward mining

TD823.212

A

1672-5050（2015）03-0053-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.03.019

（编辑：刘新光）

2015-03-13

卢义（1969-），男，山西保德人，在读工程硕士，高级工程师，从事煤矿开采技术工作。