大倾角综放工作面高效回采实践分析

文昌俊

摘  要：以32111综放工作面为研究对象，分析了大倾角对工作面回采过程中液压支架、采煤机、刮板输送机、顶板的影响。并采用顶板布置钻孔方式监测综放工作面顶板裂隙发育情况，根据监测结果，采用预先注浆加固的措施加固顶板。并分别制定了采煤机、输送机和液压支架的防滑措施，避免由于煤层倾角出现设备损害和人员伤亡事故。

关键词：大倾角;液压支架;顶板钻孔;注浆

中图分类号：TD823 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）05-0067-02

1 工作面概况

山西华晋韩咀煤业有限责任公司32111综放工作面是本矿第三个综放工作面，工作面北面为F1断层，南面为2煤西翼回风大巷，東面为北辅运大巷，西面为未开发区域。工作面主采煤层为2#煤层，煤层平均厚度6m，平均倾角25°，走向长度为309m，倾向长度为197m。工作面整体呈挠曲构造，煤（岩）层倾向北西，倾角5～44°，平均倾角25°，32111回采范围内发育五条正断层，断层附近为地应力较强烈的区域，煤层顶板的整体性、坚固性都受到破坏，顶板破碎较难管理。

2 大倾角对综放工作面影响特征分析

2.1 对液压支架影响

大倾角综放工作面采用液压支架支护会出现重心偏离的现象，这会导致在支护过程中出现支架滑移和倾倒现象，而由于支架的下滑力导致与刮板输送不垂直，会造成支架的连接杆损害，既影响支护效果，也会对工作面的回采速率和经济效益产生影响。由于煤层倾角也会导致回采后顶板具有下滑力，顶板易出现破碎垮落，进一步增加了支护的难度。

2.2 对采煤机影响

采煤机过大倾角煤层采用上行割煤时，倾角会使采煤机上行过程中发生下滑，从而导致煤机在运行过程中产生较大的阻力，影响割煤效率。

2.3 对刮板输送机影响

大倾角会使刮板输送机具有一定的坡度，在运输过程中由于速率较快会导致刮板输送机中煤、矸石滑落、飞贱，砸伤设备或者工作人员，影响工作面的回采安全。

2.4 对工作面顶板影响

大倾角煤层工作面回采后，液压支架初撑力与顶板岩层不处于同一条直线，这种情况会导致支架初撑力增加，影响支护效果。此外，若回采后顶板条件差，出现破碎情况，破碎煤（岩）体会沿倾斜方向冒落，不利于及时处理，减少冒落程度。

3 顶板稳定性分析

3.1 钻孔方案

采用顶板布置钻孔方式监测32111综放工作面顶板裂隙发育情况，根据工作面走向长度，分别在距工作面停采线100m、50m处布置钻孔1#、2#。其中1#钻孔监测长度为52m，钻孔与煤层倾向呈74°夹角;2#钻孔监测长度为工作面地质实际状况确定，钻孔与煤层倾向呈100°夹角。

3.2 钻孔结果分析

（1）1#钻孔监测结果。在距停采线100m处布置1#钻孔监测工作面顶板裂隙发育，监测结果如表1。（2）2#钻孔监测结果。在距停采线50m处布置2#钻孔监测工作面顶板裂隙发育，监测结果如表2。

根据1#、2#钻孔监测结果可知，32111综放工作面在0～5m范围处于巷道松动圈，顶板裂隙交错发育明显，破坏情况严重;5～20m范围钻孔壁相对光滑，顶板完整情况较好，局部存在纵向或环向裂隙;15～50m范围钻孔壁粗糙，顶板裂隙交错发育，顶板破坏程度大。

4 大倾角煤层安全开采技术分析

4.1 注浆加固

根据顶板监测结果可知，在32111工作面顶板破碎区域采用预先注浆加固，提高工作面顶板强度，避免顶板破碎增加支护难度和出现安全事故。根据1#、2#钻孔监测结果，在38#～53#支架7～10m范围、巷道松动圈范围以及顶板裂隙发育明显区域预先注浆加固。注浆孔深6m，孔径45mm，间距1.2m，排距1.4m。当工作面出现大面积冒顶时，在距底板1.8m处，打6～8m深的钻孔，根据裂隙发育情况不同，采用注浆液的量也有所变化，但必须保证每个钻孔深度达到6m，从而加固顶板的稳定性。其施工工艺流程如图1所示。

4.2 设备防滑措施

（1）采煤机。32111工作面采用下行割煤的方法，由于滚筒受煤壁阻力的作用，避免煤机出现下滑。当采煤机上行割煤过程中，控制牵引速度，确保不超过3m/min。确保煤机在上行割煤过程中，滑靴必须完好，避免由于滑靴磨损出现煤机下滑现象。当采煤机需停机时，必须保证前后滚筒平稳落地时再使采煤机停机，下行割煤时，必须保证滚筒切入煤墙后再停机。

（2）液压支架。使用防滑千斤顶将端头1#～3#架连在一起，1#～10#架减小坡度，以增加排头架的稳定性，将端头支架作为中间架的锚固点和导向支点，在工作面第33#～35#、68#～70#支架使用防滑千斤顶。工作面回采过程中，控制运行速度，避免出现由于刮板输送机下滑牵引支架下滑的现象。工作面采用从下到上的移架顺序，下端头支架自下而上编号为1#、2#、3#，拉移顺序为2#→3#→1#。采用分组间隔上行移架，3架为一组，按照与端头移动顺序进行依次移动。控制工作面回采采高，使支架最大支承高度仍有200mm以上的余量，在移架前的降柱过程中，也不宜降得过多，应当保持在50mm～100mm的范围之间。

（3）输送机。根据32111工作面煤层倾角的变化，及时观察工作面刮板输送机两头的位置倾斜变化，调整工作面伪斜，将刮板输送机上移量和下滑量相抵。严格把握推移溜子顺序，从工作面机头向机尾推移溜子。工作面采用上上行空刀、下行重刀的采煤方式，减小采煤机割煤时对溜子的反作用力。

5 结论

（1）山西华晋韩咀煤业有限责任公司32111综放工作面为研究对象，分析了大倾角对工作面回采过程中液压支架、采煤机、刮板输送机、顶板的影响。并采用顶板布置钻孔方式监测综放工作面顶板裂隙发育情况，根据监测结果可知，工作面0～5m范围顶板裂隙交错发育明显;5～20m范围顶板完整情况较好，局部存在纵向或环向裂隙;15～50m范围顶板裂隙交错发育，破坏程度大。（2）在工作面采用预先注浆加固的措施提高顶板强度，增强工作面顶板稳定性。并分别制定了采煤机、输送机和液压支架的防滑措施，避免由于煤层倾角出现设备损害和人员伤亡事故。

参考文献：

[1]段向丰.大倾角厚煤层开采方法研究[J].能源技术与管理，2018，

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[2]罗生虎，伍永平，刘孔智，等.大倾角大采高综采工作面煤壁非对称受载失稳特征[J].煤炭学报，2018，43（07）：1829-1836.

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