大吨位大倾角综放工作面开采技术实践

贾川 樊义宁

摘 要：大吨位大倾角综放工作面开采因设备安装、设备防倒防滑、采场管理等诸多困难，严重制约着回采工作面的安全高效回采，本文以羊场湾煤矿120211大采高综放工作面大倾角开采为例，论述了开采过程中存在的问题及相应的解决方案，现场应用证明该方案的可操作性，为相邻矿区类似条件综放工作面开采提供可借鉴经验。

关健词：大吨位大倾角；设备防滑；开采技术

1 前言

羊场湾煤矿一号井是神华宁煤集团的主力矿井之一，设计生产能力1000万t/a。随着矿井向深部延伸，矿井地质构造越来越复杂，断层褶曲对采煤工作面的布置和开采影响非常大，部分工作面因倾角超过18°，无法满足6.2m大采高设备的开采条件，只能采用综采放顶煤工艺开采。本文以羊场湾煤矿120211工作面为背景，创新了一套在复杂条件下，大倾角大吨位综放工作面的设备安装、设备防倒、防滑、采场管理方法，解决了大吨位大倾角综放工作面开采技术难题。该技术对羊场湾煤矿可持续发展具有重要的意义。

2 大采高工作面大倾角开采技术研究

2.1 工程概况

120211工作面是羊场湾一号井12采区的第11个工作面，工作面位于井田中部，工作面设计走向长907m，倾斜长268m，工作面平均煤厚7.3m，煤层倾角最大倾角28°，平均倾角20°。工作面共布置158架ZF13000/25-43D型液压支架（单架重量40t），工作面下端头使用ZT27500/25/40D型中置式放顶煤端头支架（2架1组，重量40.5t），MG750/1920-GWD型采煤机1台、SGZ1000/2000型刮板输送机2部，机巷布置SZZ1200/525转载机一部、DSJ1400/3×630胶带输送机一部。

2.2 大吨位大倾角综放工作面开采存在的技术难题

2.2.1 设备的安装

工作面设备安装进度的快慢是制约工作面能否按期投产的关键因素。我矿以往大采高工作面的安装均采用LWC50T无轨胶轮支架搬运车安装，行车距离10km，工作面倾斜长度300m时，安装支架时间15d左右（两班安装支架，一班安装溜槽），小班最多安装支架8台，平均每班安装6台。LWC50T支架搬运车最大爬坡能力为12°，在巷道坡度超过12°时，只能选择其他的安装运输方式。如采用传统的轨道+平板车+卸车斜台的安装方式，单班仅能安装2～3台支架，安装268m工作面仅支架安装需用时35d左右，而且在支架运输时易出现掉道事故，支架卸车调向时易发生倒架，安全系数低，工人劳动强度高，工作效率低。为加快工作面安装进度，我矿引进辽宁鑫丰矿电公司研发的液压支架安装运输车，该车由左右支腿、固定及活动行走轮、支撑臂、起吊壁、操纵机构、行走系统、搬运机构组成。该设备采用井下已配备的乳化泵输出压力作为液控系统动力源，双绳闭合式牵引，取消摘挂绳环节，具备自卸和支架调向功能，使搬运装形式集约化，减轻了工人的劳动强度，提高了安全性。采用该设备后，工作面每班安装4台支架，工作面支架安装用时21d。

2.2.2 支架的防倒防滑

在支架的设计方面，设备出厂时配套了支架的斜拉防倒装置，该装置由一根千斤顶（Q-125/70×850）和φ30×108mm圆环链组成，该防倒装置三台支架上一组，千斤顶与上部支架顶梁固定，圆环链一头与千斤顶固定，另一头固定在下部支架的立柱上，移架时先移两边支架后移中间支架，从而起到支架防倒的目的。

在采场的控制上，结合工作面的实际情况，主要采取以下措施：一是提高支護阻力。大倾角回采时，支架降架、移架时易发生下滑，此时抗滑力仅依靠支架自重，移架时采用“带压移架”的方式，做到“少降快拉”，确保支架充分接顶，支架顶梁受力均匀。二是严格控制采高。控制采高可降低支架重心，同时可以避免因顶煤脱层造成支架无法接顶，从而发生倒架。三是发生局部煤壁片帮、顶板漏冒要及时绞顶或采取注胶的方式进行维护，防止发生大面积漏冒事故造成支架倒架。

2.2.3 刮板输送机的防滑

大吨位大倾角综放工作面开采时，如前后部刮板输送机出现下滑很难采取常规的磨采方式进行调整。本工作面开采期间，主要通过保证支架初撑力和安装时预留设备尺寸来实现刮板输送机的防滑。一是在安装期间，在满足后部刮板机机头卸煤的基础上，尽量增大刮板机头与转载机之间的间距，以保证开采初期刮板机下滑一定距离后仍能满足生产要求；二是工作面所有液压支架的初撑力必须符合规定，推溜时采取自下向上的方向推溜；三是在生产过程中发现大部分支架推拉头向下摆动时，要及时调整支架，避免刮板机下滑。

2.2.4 采煤机链带防滑

工作面生产初期，由于倾角大，采煤机下行割煤时链带极易发生下滑跑出电缆槽，处理链带需3～4min，严重影响工作面正常生产。初期主要采取在电缆槽底部及两帮加装胶皮的措施来增加链带与电缆槽间的摩擦力，但从实际使用情况来看，使用效果较差，主要原因是由于加装胶皮减小了链带与电缆槽之间的间隙，造成链带与电缆槽之间容易发生刮阻，另外如电缆内有水时，也不能起到防滑作用。通过反复验证，我们采取在机尾支架内安装一台JD-11.4小绞车，采煤机下行割煤时将链带与小绞车钢丝绳固定，缓慢松动小绞车钢丝绳配合采煤机链带下行，从现场使用情况来看，很好地解决了链带防滑的问题。

3 结论

1202011综放工作面大倾角安装开采的经验表明，通过加强工作面采场管理，在很大程度上保证大吨位综放设备在大倾角开采条件下的稳定性。工作面大倾角开采期间，工作面平均日推进6个循环，月产量保持在25万吨左右，确保了大吨位大倾角综放工作面的安全高效生产。

参考文献

[1]华心祝，谢广祥.大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制技术[J].煤炭科学技术，2008，（9）：1-3.

[2]尹光志，鲜学福，代高飞，等.大倾角煤层开采岩移基本规律的研究[J].岩土工程学报，2001，23（4）：450-453.