综采工艺在急倾斜煤层中的应用研究

摘 要：在分析优化工作面作业方式和回采工序的基础上，提出适合某煤矿急倾斜煤层综采工作面的合理开采工艺并进行了实践应用。结果表明：使用该开采工艺，工作面煤炭采出率由原来的78%提高到91%，同时大大改善了开采的安全条件、降低了工人的劳动强度。

关键词：急倾斜煤层；综采工作面；回采工艺

一、工作面基本概况

58#煤层右三片试验工作面位于五采区，上部是58上右二片（已采完），下部为二水平边界工作面，左部为综采开切上山，右部以石门保护煤柱为界。工作面走向长度330m，倾斜长度64～54m，平均60m。煤层厚度2.5～1.9m，平均2.3m。煤层倾角42.80～500，平均倾角为450。老顶为中砂岩，平均8.6m的；直接顶为细砂岩平均12m；煤层上部有约0.2m的炭页岩伪顶；直接底为细砂岩，平均3.3m。

二、割煤方式的确定

1.割煤方式的选择

综合机械化采煤工作面一般选择双滚筒采煤机作为破煤装备。双滚筒采煤机在进行割煤工作时，一般采用前部滚筒割顶部煤、后部滚筒割底部煤的作业方式，以保证采煤司机的人身安全和便于采煤机装煤，同时对采高的变化和煤层底板等高线的起伏有很强的适应性。在遇到断层或者煤层有较厚的夹矸等特殊情况时可以考虑调换滚筒的上下位置。

2.采煤机的割煤方式有单、双向割煤之分。

单向割煤为采煤机单程割煤，往返一次进一刀，即采煤机上行（或下行）割煤，下行（或上行）清理浮煤。单向割煤有工作面端部进刀全程单向采煤和工作面中部进刀分段单向割煤即“∞”字形割煤两种；双向割煤为采用端部进刀，往返一次进两刀的作业方式。

45051综采工作面由于倾角较大，工作面管理与维护困难，同时采煤机上行割煤需要克服较大的阻力，相对而言，下行割煤则可以充分利用采煤机的自重提供运行力，故最后确定采采煤机的进刀方式采用端部斜切进刀留三角煤，采煤机下行割煤，上行清理浮煤，采煤机往返一次工作面推进一个截深。

三、移架方式的确定

1.移架方式的选择

综采工作面移架方式分三种，单架依次顺序移架、分组间隔交错式移架和多架分组顺序移架。

单架依次顺序移架，支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截深，支架移成一条直线，见图1（a）。该移架方式操作简单，易保证移架质量，能适应不稳定顶板，用的较多。

分组间隔交错式移架，即每组3～5架，组内顺序前移，组间平行作业，见图1（b）（c）， 分组间隔交错式移架移架快，移架质量不易保证，要求顶板较稳定。

成组整体顺序式移架支架，每组2～3架。组内联动，整体移架，组间顺序前移，见图1（d）（e）。成组整体顺序式移架支架移架快，质量不易保证，要求顶底板条件好。

由于工作面角度较大，为保持工作面设备的稳定性，本工作面液压支架的移架方式是单架依次顺序移架。拉架方式为追机移架，架子滞后机组10m，移溜时弯曲段长度不小于15米。单架依次顺序移架方式操作简单，容易保证支护质量。

四、端头作业方式确定

工作面下部与下巷之间有空顶，打单体液压支柱加强支护，采区四排六柱，间、排距750*800（mm），如果顶板破碎可缩小间排距。工作面上端头打单体间、排距1.5×1米，如顶板不好可缩小间排距，工作面上、下端头设横头密集，横头密集由四棵单体支柱组成。端头支护操作必须满足以下要求：

1.上、下安全出口高度不低于1.8m，并能满足通风需要，否则，需要卧巷、扩巷、并有专人维护。

2.上、下端头的支柱，必须上尺上线，接顶有力，严禁缺柱，倒柱，失效柱的存在，迎山有力初撑力不低于90KN。

端头支护的前移、支设应在端头液压支架拉架支护完成后并达到初撑力后方可进行。工作面、運输巷、回风巷及端头支护，见图2。

五、应用效益分析

采用综合机械化开采之后，矿井取得了明显的社会效益与经济效益，主要表现在以下几个方面：

1.急倾斜煤层综合机械化开采技术进一步提升该煤矿和龙煤集团的煤炭开采技术水平，提高煤炭采出率，满足矿井安全高效生产的需要。

2.研究形成的理论成果和关键技术为我国类似条件煤层的安全高效开采提供科学依据和实用技术手段，将产生显著的经济、社会效益及投入产出效果，具有广阔的推广应用前景。

3.综合机械化开采技术提高了煤炭采出率，大大节约了煤炭资源，该煤矿采用综合机械化开采技术以前，煤炭资源的丢失与浪费较严重，自45051工作面采用综采技术之后，工作面煤炭采出率由原来的78%提高到91%，取得了显著的经济效益。

参考文献：

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[2] 柴敬，侯树宏，崔洪明，蔡晓芒. 高韧性煤层综放开采矿压显现规律[J]. 采矿与安全工程学报. 2007（03）.

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作者简介：曲志忠（1969-），男，工程师，现在鸡东县广源煤矿工作。