大倾角综采技术

大倾角综采技术（共8篇）

大倾角综采技术 篇1

摘要：大倾角煤层采用走向长壁综合机械化开采中, 工作面配套设备的稳定性是开采的技术关键。液压支架是综采工作面的主要设备, 在开采时管理不好容易出现倾倒和下滑, 严重时出现倒架、挤架, 使支架推拉困难。输送机下滑同样是综采工作面常会出现的问题。

关键词：大倾角,综采工作面,设备配套,输送机,液压支架

液压支架、刮板运输机等是综采工作面关键设备, 神宁集团公司羊场湾矿、枣泉矿、清水营矿、梅花井矿等, 其工作面煤层赋存特点是大倾角, 这对综采工作面的管理、设备配套、使用维护等方面的要求更高。因此, 采取措施、减少故障、降低能耗、延长设备寿命, 保证其正常生产具有重要意义。

1 大倾角综采工作面的开采关键技术

1.1 配套技术

大倾角煤层采用走向长壁综合机械化开采中, 工作面配套设备的稳定性是开采的技术关键。选择合理的液压支架工作阻力与支护强度, 能够适应顶板来压, 使得支架的稳定性和护帮效果较好。选择合理的运输机, 适应大倾角工作面。

1.2 综采液压支架使用与管理

液压支架的管理是各项工艺中的重中之重, 支架状态的好坏, 直接影响正常生产。所以, 管理好液压支架既是重点, 又是难点, 更是保证正常生产的前提。

大倾角工作面液压支架和运输机必须加强科学管理, 防止下滑, 制定出严格的管理措施。要想保证生产, 必须看好架型, 使其不倒、不歪、不挤、不压, 同时更好管好运输机控制其下滑, 保证工作面设备状态完好, 才能够出煤, 达到高产高效。

1.2.1 综采液压支架的稳定性

工作面液压支架状态表现为倾倒和下滑, 严重倒架还会造成支架咬架、挤架、使支架推拉困难。

(1) 造成支架失稳的原因。

综采工作面由于管理跟不上, 支架倾倒现象时有发生。支架倾倒后, 顶板失去支撑, 很有可能引起局部冒顶, 如果再不及时处理, 还会造成一架变成多架倾倒, 形成大面积倾倒事故, 造成工作面难以推进。影响倒架的因素很多, 往往多种因素同时存在, 归纳起来有以下几个方面。

(1) 工作面采高超高, 大于支架的有效支撑范围造成支架的稳定性差。

采高越大, 倒架的可能越大, 当采高不超过它的性能及支架最大高度时, 支架的合力作用线就落在底座范围以内, 比较稳定;当采高超过规定时, 支架的合力作用线就落到底座之外, 这样就不稳定, 遇到顶板来压, 支架就会向下倾倒。如图1所示。

(2) 煤层倾角的影响。

煤层的倾角越大, 使支架的合力作用线越偏, 稳定性越差, 倒架的可能性就越多, 所以当煤层倾角大于18度时, 就要采取防倒措施。如图2所示。

(3) 顶板不平。

在大倾角条件下, 如遇工作面片帮、遇断层等造成顶板抽漏或破碎使支架不能有效接顶, 升架时易产生倾倒, 此时不及时扶正, 将产生严重倒架。有的是顶煤割的高低不平, 有的是顶煤凹凸不平, 还有的是局部冒顶造成的不平, 造成倒架。如图3所示。

(4) 底板松软或底煤割的不平。

由于底板松软或底煤割的不平, 还有因底板遇到小断层等因素, 其中只要有一个出现, 都会使支架因受力到不均而歪斜。如图4所示。

(5) 当运输机下滑时, 移架时不调整好支架, 支架也随之下滑。

(6) 在移架过程中, 在支架本身重量的作用下, 支架产生一下滑力。推移支架后升架时, 由于在升架过程中, 支架在未达到初撑力之前的顶板作用力的作用下, 使支架底座沿工作面倾斜方向的下滑力大于底座与地板的摩擦力, 从而使支架下滑。倒架现象大多发生在移架过程中, 发现问题必须在移架过程中及时解决, 否则很可能扩大到寸步难行。

(7) 移架时没有使用好侧护板, 没有及时调整支架, 未按规定顺序移架。

(8) 当工作面仰采20°时, 顶板切顶线会前移, 支架顶梁后方顶板冒落及时且较充分, 易与架前冒透, 引起支架失稳。

(2) 支架失稳的主要预防方法。

(1) 大倾角工作面, 如遇顶板破碎情况和抽漏现象时, 必须采取及时移架, 带压移架和超前支护处理等措施来有效防止由于顶板不好, 使支架不能有效接顶而产生的倒架和下滑, 移架时始终坚持自工作面下部向上移架, 以防采空区滚动矸石冲击支架尾部。支架下滑量较大时, 应自上而下移架或间隔移架, 并使支架保持3°～5°的迎山角度, 以抵消向下移动的水平位移量。工作面作业规程所规定的采高, 必须符合支架的技术特征, 且留有余地, 拉架工在操作中, 严禁超过规定。

(2) 煤层倾角过大, 一个是采取防倒防滑装置, 一个是将工作面适当调成伪倾斜的方法来减缓煤层倾角减少倒架机会。支架防倒防滑的着眼点是控制好排头支架或 (端头支架) , 工作面支架每10架, 一组防倒防滑千斤, 排头、端头每3架一组防倒防滑千斤顶。

(3) 使用好侧护板, 发挥其在降架时防止后倾及移架过程中的导向板作用, 在移架过程中利用侧护板逐渐扶正歪斜支架。

(4) 工作面支架必须平行接顶, 保证支架有支撑力。对局部冒顶一定按规定将支架挑平, 支撑紧固, 使支架受力均匀;采煤机司机割煤一定要达到两平, 如果因顶底板不平, 拉架中要采用木料颠平。

(5) 遇水底板松软, 可用圆木托板等填底, 也可以用抬底千斤顶抬底前端移支架。

(6) 如支架下滑严重时, 可用单体液压支柱斜撑支架, 或用千斤顶一端固定在支架顶梁, 另一端拉下滑支架的底座, 在移架过程中扶正。

(7) 工作面的推拉都要完好使支架与运输机连成一体, 控制运输机, 防止运输机下滑而带动支架下滑。每班指定专人, 专门调整支架, 以防支架与运输机下滑。

1.3 工作面运输机

刮板运输机是综采工作面的关键, 工作面支架和刮板机是相互依存、相互作用的, 支架和刮板运输机的相互移动是靠作用力和反作用力来实现的。如果运输机下滑, 使运输机头与转载机搭接过大, 机头出货困难, 下货点落不到转载机上。同时运输机下滑还牵动支架下滑, 易造成支架失稳, 严重影响生产。当工作面支架 (大多数) 尾梁向上甩时, 刮板机向机巷位移及下滑;当工作面支架 (大多数) 尾梁向下甩时, 刮板机是向风巷位移及上窜, 这时刮板机卸载位置较为合适, 应立即调整支架与刮板机形成的夹角是否达到即90°夹角, 确保支架与刮板机一直保持其运行轨迹。

1.3.1 刮板运输机与支架配合的结构关系

(1) 为适应综采工作面仰采或俯采, 刮板机中部槽靠支架连接耳板进行连接, 其连接孔采用长形两端圆形孔, 用来调整支架与刮板机运行时出现沿走向的上下窜量, 而长形孔能调整支架与刮板机连接处形的夹角, 不至于将支架推移梁和十字头拽死拽坏, 又满足仰采、俯采要求。

(2) 支架推移梁前端设有十字头与刮板机中部槽联结耳子, 而十字头与两耳子之间有一定的活动间隙, 当耳子变形时间隙更大, 这样能满足管理中和操作上留有一定的自由空间。

1.3.2 运输机下滑因素

(1) 运输机底链带回煤多, 引起向下拉力增加, 使运输机下滑。

(2) 支架与运输机不垂直, 推拉千斤向下倾斜, 推移运输机时使运输机下滑。

(3) 运输机本身自重的向下分力, 引起的下滑。

(4) 采煤机上行割煤时, 其作用力使运输机下滑。

(5) 运输机有下滑趋势时, 仍由上而下推移输送机。

(6) 支架的下滑也导致运输机的下滑。

1.3.3 防止运输机下滑的措施

(1) 注意观察运输机机头机尾变化, 位置下移时, 及时调整伪斜角。

(2) 推移运输机时, 应由下而上进行。

(3) 可用单体支柱在机头上打上戗柱, 防止下滑。

(4) 支架与煤壁应保持垂直, 支架推拉杆与运输机连接角度在75°～90°之间, 控制好运输机下滑。

(5) 运输机头用锚链与支架锁好, 防止运输机下滑。

(6) 运输机机头与转载机搭接合理, 即机头的卸载部与转载机的受煤部搭接高度不小于0.4m, 防止带回煤量过大, 增大底链运行阻力, 使运输机下滑。

1.4 开采工艺及管理

1.4.1 工作面设备稳定的回采工艺措施

为防止运输机与支架下滑, 工作面通常调成伪倾角开采, 即工作面运顺一般超前回顺5m～7m, 伪倾斜适当, 并保持适量的仰采, 使设备的上移量和下移量相抵消, 从而起到设备的防滑作用。

当煤层倾角较大时, 采煤机采用下行单向滚筒割煤;向下采煤时, 采煤机一次采全高, 液压支架从整个面来说是自上而下分组前移, 从每个组来说是自下而上逐架前移, 向上清煤时 (扫浮煤) 采煤机过后工作面输送机弯曲推进;在工作面上部随着输送机的推进, 采煤机斜切进刀。

1.4.2 工作面回采过程中的管理措施

(1) 下端头的排头支架作为其它支架的锚固和导向支点, 必须保证良好的状态, 防止因冒顶使排头支架丧失锚固和导向作用。移架时先移第二架, 然后移第一架, 最后移第三架, 并且移架时注意要少降快拉。

(2) 要随时调整围岩运动带来的支架偏离正确位置的偏移量, 保持支架正确的位置空间和良好的支护状态。

(3) 支架推移杆同输送机槽帮在倾斜方向的夹角为87°为宜, 既能保持支架的工作状态又能较好的阻止输送机下滑。

(4) 做好工作面防滚矸措施。

2 结语

总之, 做好综采大倾角工作面机械化开采的技术管理, 确保综采工作面设备正常运转。只有了解设备的使用条件, 正确按使用条件组织生产, 并按设备维护保养要求去精心维护, 才能减少故障, 提高开机率。运输机不下滑, 支架不失稳, 是综采大倾角开采的成功所在, 这样才能达到大倾角综采工作面的高产高效。

大倾角综采技术 篇2

关键词：综采技术；深部大倾角；综采工作面；安全开采

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0106-02

在深部大倾角条件和落后的开采技术的制约下，我国综采水平差强人意，安全管理方面存在急需解决的弊端和瓶颈。在深部开采和大倾角复合顶板地质条件下，首要解决的问题就是综采技术的应用问题。本文以开滦集团公司赵各庄矿3372综采工作面为例，讨论、研究了大倾角复合顶板地质条件下综采技术的实践应用。3372综采工作面地质条件复杂严峻，煤层倾角36°～47°，平均40°，工作难度较大。为应对复杂地质条件对综采工作带来的不良影响，本工作面采用了一系列新方法和新工艺，确保了顺利回采和安全生产，实现了矿井的安全、经济、绿色生产。

1 地质地形概况简介

开滦集团公司赵各庄矿3372东上面位于13水平东翼3～4石门，属倾斜向急倾斜过渡区域，工作面标高：

-988.3～-1048.2m，煤层走向110°～130°，煤层倾角38°～52°，平均煤层倾角为45°，工作面走向长640m，工作面倾斜长75m。煤层厚度在2.0～5.2m之间，平均厚度为3.05m。煤层赋存相对稳定但较为复杂，局部发育多层夹矸且无连续性，厚度在0.05～0.6m之间，平均为0.25m，夹矸岩性为黑色泥岩，深灰色粉砂岩。煤层组成了复合顶板，矿山压力显著。该工作面煤层埋藏深度超过千米，压力显现可想而知，顶板为不稳定的复合顶板和煤层厚度的不均匀，都加重了回采难度。

2 分析该工作面在开采中面临的难题

2.1 输送机的上窜下滑现象

2.1.1 经过分析研究得知，煤层的倾角在12°以上时，由于自重原因，输送机会出现下滑。该3372工作面煤层的平均倾角已经上升到40°，所以输送机下滑非常严重。

2.1.2 实践证明，圆链环斜拉千斤顶预防运输机下滑的方法存在不少问题，比如圆链环断了弹起难免伤人，千斤顶置于工作面底板上，由于割煤或发生工作面片帮浮煤矸容易窜出刮板输送机，使得供液管、管座、活塞杆都很难维护。

2.1.3 工作面采成仰斜防止运输机下滑的方法有不少负面影响：一是大倾角工作面煤壁易片帮，采成仰斜后就更易片帮，片帮后往往导致冒顶；二是仰斜工作面的片帮煤及采煤机割下的煤都易窜入工作面伤人；三是仰斜的度难以掌握，尽管工作面经常割斜刀、短刀调整，仍常常不是运输机机头下去太多，就是运输机机尾抵回风巷上帮；四是仰斜越多，液压支架间呈阶梯状的错距越大，工作面就越容易挤架甚至造成倒架等。总之，仰斜越大越不利于安全生产。

2.2 液压支架的防倒防滑现象

2.2.1 3372综采工作面在进行回采时，由于煤层厚度变化较大，容易造成液压支架倾倒。

2.2.2 由于倾角过大，支架的重心失衡，造成支架的稳定性能降低，很容易在工作面周期来压时，发生支架坍塌现象。

2.2.3 在割煤时，必须要及时将工作面支架调整成一条直线。否则，支架会出现局部或小范围的倾倒。

2.2.4 由于调整方法不恰当，生产过程中，要么出现超前生产，要么出现滞后生产，也会引发支架局部或小范围的倾倒。

2.3 工作面煤壁片帮现象

2.3.1 由于工作面倾角过大，一般采取仰斜布置工作面，会造成工作面煤壁经常发生片帮现象。

2.3.2 由于工作面煤层厚度变化较大，工作面沿板开采时，容易造成液压支架底煤下涮，进而造成片帮现象。

3 探讨大倾角复合顶板地质条件下综采技术的应用措施

3.1 如何解决输送机上窜下滑的难题

3.1.1 避免让煤、煤粉、石灰等进入底槽，减少底链运行的阻力。

3.1.2 结合现场实际情况，将刮板输送机调整为正山向，避免输送机上窜下滑。

3.1.3 移溜工作必须由下向上依次进行，防止刮板输送机下滑。

3.1.4 输送机移动时，机头和机尾的锚固装置不可同时松开，移动完毕后要根据实际情况选择采用单体液压支柱加固机头（尾）架底梁。

3.1.5 在每5组支架布置1个刮板输送机防滑千斤顶的同时，工作面每4组支架与刮板输送机间倾斜布置1棵DW-2.5m单体液压支柱，可以防止刮板输送机下滑。

3.2 以下方法可以解决液压支架防倒防滑难题

3.2.1 采用调面的方法将3372的液压支架调整成正山向，可以防止支架下滑。

3.2.2 严格控制工作面采高，采高较大时，可以在支架底座下提前垫好木料，防止支架失稳而倾倒。

3.2.3 相邻支架之间必须使用好防倒、防滑千斤顶，确保千斤顶连接可靠。

3.2.4 要及时移架，没有及时移架的话，则要及时伸出支架伸缩梁，并且要停机移架，移架时的高度要控制在侧护板的三分之二内，同时侧护板和底调千斤顶也要随时调整，以确保支架的稳定、平整。

3.3 解决工作面煤壁片帮现象的方法

3.3.1 将工作面调整为正山向，可以防止煤壁片帮，工作面走必须正规循环，确保工作面为正山向。

3.3.2 采用了煤体固化、水涨锚杆、木锚杆等技术加固煤壁，增加煤体的整体稳定性，其中在煤壁打水涨锚杆经济上及用工上比较合理。具体做法，准备班即夜班来打水涨锚杆，3372工作面片帮地点多发生在煤壁中部至煤壁底根范围，在煤壁松软地点及片帮地点水涨锚杆采用五花眼布置，眼距0.5m，排距0.5m，与水平夹角5°向下布置钻孔，钻孔长3m，钻孔布置完后，在每个钻孔内各打一根水涨锚杆，最后给每个水涨锚杆注高压水至少10分钟。

4 结语

本文分析了3372综采工作面在复杂地质条件下进行回采遇到的难题和瓶颈，同时给予了解决措施。正山向回采方式巧妙地解决了以往大倾角引发的支架倒滑、输送机上窜下滑等难题。相信经过现场的实际操作和理论验证，该技术会对安全生产、高效生产、经济生产带来可靠的技术保障。

参考文献

[1] 陈渊，贾坡，陈冲，岳宁，郭英.复杂地质条件下工作面高效开采技术[J].中国煤炭，2009，35（10）.

[2] 邹磊，来兴平，王宁波，漆涛，蒋东晖.复杂地质条件下急斜厚煤层巷道变形特征[J].西安科技大学学报，2010，30（2）.

[3] 段江勇，乔兴军.复杂地质条件下轻放工作面顶板管理[J].煤炭技术，2007，26（12）.

[4] 朱玉广.高强锚杆支护在深水平破碎顶板条件下巷道掘进中的应用[J].中小企业管理与科技，2008，（13）.

大倾角大采长综采面设备安装技术 篇3

1工作面概况

庚20-21010工作面位于平煤股份四矿庚一采区东翼上部, 东为二矿、四矿井田边界, 西至庚一胶带下山、轨道下山、回风下山, 南部、北部均为实体煤层。该面为庚一采区首采工作面, 煤层顶底板均为坚硬的石灰岩, 顶板较为完整, 两巷及切眼采用全锚支护, 两巷为5.0 m (宽) ×2.8 m (中高) 的梯形断面, 切眼为5.8 m (宽) ×2.8 m (高) 矩形断面。回风巷走向长1 050 m, 共设置4个错车场, 切眼全长240 m, 共安设160架支架, 切眼上半段平均坡度10°, 下段 (第30#架至下机头) 平均坡度30°, 回风巷及切眼铺设24 kg/m的轨道。

2安装准备工作

根据巷道坡度和运输长度对运输设备进行选型, 回风巷运输绞车选用JD-25型、JD-40型调度绞车, 切眼上口采用JH-37型下放绞车和JH-17型慢速绞车, 切眼内采用JH-17型磨架绞车和JH-8型对槽、卸槽绞车。回风巷运输绞车和切眼上口的下放绞车均采用强度不低于C20的混凝土浇筑基础, 并用4根地锚和4根压柱固定, 切眼内JH-17型磨架绞车和JH-8型对槽、卸槽绞车采用不少于2道Ø18 mm×64 mm圆环链和4根单体液压支柱固定在距支架安装地点上方20 m外的刮板输送机上, 并打牢压戗柱, 拴好防倒绳。回风巷各车场及切眼上口均配齐卡轨式阻车器、挡车杠、挡车绳等“一坡三挡”设施, 并确保声光信号准确可靠。

回风巷四车场设置临时乳化液泵站, 型号为WRB-125/31.5, 两泵一箱, 采用Ø25 mm高压油管远距离供液, 切眼备齐油枪、油管、单体液压支柱、链环、Ø18 mm×64 mm圆环链、螺丝、手拉葫芦及导向轮等配件。

3安装技术及工艺改进

3.1安装技术

安装顺序采用自下而上依次安装, 安装前技术部门标定设备安装位置, 先安装运输巷胶带承载段及转载机 (40 t) , 然后安装刮板输送机下机头及溜槽, 接着安装液压支架、采煤机、刮板输送机上机头。

3.1.1对接刮板输送机溜槽

切眼对接溜槽时, 对槽、卸槽绞车要用不少于2道Ø18 mm圆环链拴牢并稳固于合适位置, 打上压戗柱, 开车时人员离开绳道及“三角区”。溜槽内移绞车用2台绞车交替拉移, 在1台绞车稳好后用钩头拴好待移绞车, 绞车绳适当拉紧后再放压柱, 去链子, 然后拉移。铺设输送机底链时, 每5 m加1块刮板, 专人验收, 严禁出现扭环扭链现象, 锯齿环不准出现平环, 天窗槽每10节1块。铺刮板输送机上链时用Ø18 mm以上圆环链与17 kW绞车钩头连接牢靠, 然后点动绞车缓慢拉直。刮板输送机上机头待采煤机安装完毕后再安装。

3.1.2支架下架与调架

在切眼距安装点20 m左右用2道Ø18 mm×64 mm圆环链稳固1台JH-17型慢速绞车。安装第1架支架时, 将安装地点托棚提前回掉, 拆除5 m轨道, 安装空间浮煤清净, 留出安装空间。待安支架下到安装位置后, 卡好阻车器, 刹好绞车闸, 卸架绞车绳穿过导向轮, 绳头拴住支架底座尾端或四连杆, 去掉刹车螺丝, 顺序先下后上, 先采空区后煤墙, 依次进行。卸架绞车绳适当刹紧, 待人员躲离绳道及“三角区”确定安全后, 发出信号, 用下架绞车拉走平板车卸支架。卸车后利用绞车通过调向平轮把支架牵引至合适位置, 可通过调整支架捆绑位置, 将支架逐渐调正。支架调正后, 接通油路, 把支架升紧, 回掉的单体柱、轨道及道木等及时装车刹好打走, 确保安装点15 m内无杂物乱料。

安装第2架支架时, 提前拆除轨道5 m, 安装空间浮煤、杂物清净, 此时把调向平轮用Ø18 mm×64 mm圆环链固定在第1架支架前梁头处或溜槽合适位置, 螺丝链环齐全上满扣, 磨架绞车绳头通过调向平轮拴住支架底座尾端或四连杆, 同时把第1架支架的立柱用胶带包好, 以防磨架时损伤立柱, 采取同样的方法把支架卸车并调向。支架安装调整后, 接通油路, 升起支架, 准备下一架安装空间。以后各架的下架和磨架按上述方法进行。工作面支架安装如图1所示。

3.1.3采煤机及刮板输送机上机头的安装

根据滚筒直径的大小, 在切眼上口提前掘出2个3.0 m×2.0 m×2.8 m (宽×深×高) 的滚筒窝, 滚筒窝采用锚网支护, 起吊滚筒时, 使用与滚筒吨位相匹配的手拉葫芦, 通过Ø18 mm×64 mm圆环链固定在顶板锚杆上, 采煤机组装时先将电控箱与左右牵引部对接牢固, 并将连接螺栓紧固好, 随后安装左右摇臂, 最后安装上下滚筒。采煤机组装完毕后, 再安装刮板输送机上机头, 电机、减速机安装时采用手拉葫芦起吊, 按照要求进行安装。

3.2工艺改进

该工作面选用ZY4000-12/25型液压支架, 外形尺寸为5.15 m×1.42 m×1.20 m (长×宽×高) , 质量10.45 t, 运输时采用质量为1 t的平板车装车运输, 方便了支架的装车与卸车;刹车采用等强度的U形螺栓在平板车尾端两侧各固定1个, 简化了刹车环节, 又确保了刹车安全。

切眼上口37 kW下放绞车和17 kW慢速绞车与支架车均采用单口销配合三环链连接, 以实现不摘钩快速连接, 减少施工工序, 节约摘挂钩时间, 有效防止跑车事故的发生。

4刮板输送机、支架防倒防滑措施

采面下半段倾角较大 (平均30°) , 根据《煤矿安全规程》规定, 工作面倾角在15°以上时, 无论是采煤机还是液压支架等, 必须安设可靠的防滑装置。

4.1刮板输送机防滑

采面自下机头向上, 每隔6 m (4块刮板输送机溜槽) 安装1台防滑千斤顶, 千斤顶一端连接液压支架底座, 一端固定在刮板输送机溜槽上。推移刮板输送机时, 千斤顶处于拉紧状态, 但推溜千斤顶推力大, 仍能使刮板输送机前移且不下滑, 移架时防滑千斤顶放松, 移架后千斤顶仍处于拉紧状态。刮板输送机防滑装置如图2所示。

4.2液压支架防倒防滑

在切眼运输巷处安设标准支架, 用来防滑和锚固。各支架采用道轨滑槽连在一起, 互为导向和防滑, 同时用防滑千斤顶将支架相互拉在一起, 用于防倒和倒架时扶架, 一般每3架为1组, 互相导向。移架时不使用拉架推溜千斤顶, 而是先由左右2架将中间架推出, 待中间架撑紧后再移上架, 最后移下架, 支架组与组之间移架顺序为自下而上。

下端头排头支架的稳定是保证中间支架稳定的关键因素之一, 可采取紧贴端头支架架设2根4.5 m长的Π型迈步大梁进行特殊支护, 迈步大梁“一梁四柱”, 柱子迎山有力, 确保排头支架的稳定性。另外根据煤层倾角的大小, 把切眼适当布置成伪斜, 减小切眼的倾斜角度。在回采过程中, 严格把握推溜顺序, 采取自下而上的顺序推移刮板输送机, 移架时始终采取自下而上的移架方式, 并配合以间隔移架。支架防倒防滑装置如图3所示。

5安装质量标准

严格按照安装质量标准进行安装:①液压支架排列整齐, 不歪斜、不爬架, 超高段在支架顶梁上方打上木垛, 初撑力达到支护要求, 要保证支架“三垂直” (垂直于顶板、底板、刮板输送机) , 支架中心距1.5 m, 其偏差不超过±100 mm;立柱成一直线, 其偏差不超过±50 mm;上下机头3架滞后基本架600mm以上, 支架顶梁与顶板平行, 最大仰俯角小于7°;相邻支架不能有明显错差, 且不挤不咬, 架间空隙不超过200 mm;架箱油管排列整齐, 杜绝“跑、冒、滴、漏、窜”。②转载机、刮板输送机平直, 成一条直线, 直线偏差±50 mm, 刮板输送机槽接口严密, 所有紧固件齐全、牢固, 挡煤板、刮板齐全完好。

6劳动组织管理

成立采面搬家指挥领导小组, 负责整个搬家运输的协调管理, 对运输线路管辖范围进行合理分工。搬家运输前, 编制安全技术措施并进行会审, 确保措施编制到位。加强措施的贯彻学习, 做到全员培训, 加强特殊工种 (如绞车司机) 管理, 做到持证上岗。为确保安全快速搬家, 每班必须指派1名干部在现场盯班, 加强巡查, 及时消除各类隐患和解决突发问题。建立激励考核机制, 明确奖罚指标, 下达工作任务, 做到日考核、日兑现, 充分调动职工工作积极性。

7结语

采取刮板输送机、液压支架防倒防滑措施及合理的回采工艺后, 解决了大倾角情况下设备不易安装的问题, 并克服了运输路线长、调车频繁等困难, 设备安装共用了13 d, 比计划提前4 d, 实现了安全、快速、高效安装, 确保了采面提前投产。

参考文献

[1]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1999.

[2]王玉树.液压支架工[M].北京:煤炭工业出版社, 1997.

大倾角综采技术 篇4

袁庄煤矿是一个开采近50 多年的矿井, 随着主采煤层3 煤层资源的枯竭, 矿井加大6 煤层的补充勘探, 并确定6 煤北翼采区局部可开采性。如何安全经济合理地多回收6 煤资源, 减少煤炭资源的损失, 提高矿井效益, 成为袁庄矿生产建设中的一项重要技术工作。

该矿采取钻孔勘探与探煤巷探煤等多措并举的方法对6 煤资源进行勘探, 成功完成了对Ⅳ62 采区上部6 煤的边缘块段的探煤工作, 并经过细致的安排与设计完成了对Ⅳ62 采区上部6 煤的边缘块段的综采工作面的设计, 形成了Ⅳ629 综采工作面, 该工作面平均倾角32°, 局部达到45°;经过现场细致严密的生产管理, 不仅安全顺利的完成了大倾角综采工作面工作, 还比预期多回收了很多宝贵的煤资源, 为大倾角综采工作面的施工积累的丰富的经验。

1 工作面概况

Ⅳ629 工作面位于位于牛眠向向斜西翼, 为单斜煤层, 面内煤层产状变化较大, 局部受构造影响出现全岩段。煤层呈中厚层状。 该面上覆Ⅳ3129 工作面 ( 已回采结束) 。东部为Ⅳ62 采区上山, 西部为6 煤不可采边界。 北部为Ⅳ2 集运上山, 南部为未回采的 Ⅳ625 工作面。 工作面标高-601m~-708m, 走向长530m, 倾向162m, 煤层平均厚度2.09m, 平均倾角32°, 局部达到45°。 老顶为灰色细砂岩, 中厚层状, 厚度3.7m;直接顶为灰黑色致密块状泥岩, 局部含砂质, 厚度3.72m;直接底灰白色砂质泥岩, 厚2.2m;老底为砂岩, 厚20.4m。

2 采煤方法及采煤工艺

采煤方法:工作面采用单一走向长壁式开采。

顶板管理方法:全部垮落式管理顶板。

采煤工艺:

(1) 落煤方式:使用MG250/600-AWD型双滚筒采煤机落煤、装煤, 配SGZ-730/400 型刮板运输机运煤。采用综合机械化采煤, 采煤机截深0.6m, 工作面循环进度0.6m。 采用ZY4600-13/28 型掩护式液压支架支护顶板。

(2) 作业方式:采用“ 三、八”工作制, 两采一准。

(3) 进度:采煤机截深0.6m, 工作面循环进度1.2m。

(4) 采高:控制在2.0~2.5m左右。

(5) 进刀方式:在工作面两端自开切口, 斜切进刀。

(6) 支架操作方式:本架操作。

(7) 移架方式:1) 当工作面倾角≤25°时, 顺序移架, 及时支护, 追机移架之后煤机不得超过4~6 架。 2) 当工作面倾角>25°时, 采用自下向上顺序移架, 及时支护, 追机移架之后煤机不得超过4~6 架。

(8) 推溜方式:自下而上推溜, 推移运输机应滞后煤机10~15m, 采用液压支架推移千斤顶推移工作面运输机。

3 大倾角工作面开采关键技术

3.1 支架防倒防滑

在工作面整个支护系统中, 液压支架是必不可少的一个结构物, 它不仅能够维护采场安全生产, 还能够有效控制围岩稳定。 因此必须加强对液压支架的管理, 确保支架状态符合相关规范要求, 只有这样才能保证正常生产。

造成支架歪架、倒架的原因有很多, 比如: (1) 在大倾角条件下, 若遇到意外情况使得顶板抽漏或破碎, 导致支架无法接顶, 升架时易产生倾倒, 这时一旦没有及时采取有效措施进行修正, 就会导致严重的倒架。 (2) 在移架中由于自身重量的作用, 产生一个下滑力。 (3) 当运输机下滑时, 移架时不调整好支架, 支架也随之产生下滑。 (4) 推移支架后升架时, 如果升架过程中支架没有达到初撑力之前的顶板作用力的要求, 那么支架底座沿工作面倾斜方向的下滑力就会大于底座与底板的摩擦力, 导致支架下滑。 (5) 移架时未严格依照相关规范标准进行操作, 导致故障发生。 (6) 工作面采高超高, 影响了支架的稳定性。

针对上述问题应采取有效措施进行控制管理, 具体如下: (1) 大倾角工作面, 如果出现由于顶板抽漏或破碎导致的支架无法接顶的情况, 应果断采取移架, 超前支护等有效措施才进行修正, 如此可有效避免支架下滑和倒架。 (2) 控制好下部几组支架状态, 移架时, 随移随调整支架。 (3) 若支架下滑量很大, 应使支架保持3~5°的迎山角度, 自上而下移架或间隔移架, 如此可有效避免支架下滑。 (4) 工作面的推拉好使, 使支架与运输机连成一体, 利用工作面运输机控制支架下滑。 (5) 工作面的支架必须平行接顶, 坚持“ 初撑力第一”的观点, 保证支架有支撑力。 (6) 如支架下滑严重时, 可用单体液压支柱斜撑支架, 在移架过程中扶正。 (7) 在移架过程中利用侧护板逐渐扶正。

3.2 运输机防滑

综采工作面的关键是工作面运输机, 必须加强对其的控制管理, 因为一旦运输机失控, 就会导致支架下滑, 进而影响到支架的稳定性, 甚至影响安全生产。

导致运输机下滑的原因有很多, 比如: (1) 采机上行割煤时, 其作用力使运输机下滑。 (2) 运输机本身的自重向下分力, 引起的下滑。 (3) 若支架与运输机不垂直, 推拉千斤顶向下倾斜, 因此一旦推移运输机其就会出现异常。 (4) 运输机底链带煤粉多, 引起向下拉力增加, 使运输机下滑。 (5) 发现运输机有下滑趋势, 但依然由上而下推移运输机。 (6) 支架下滑导致运输机下滑。

为了避免出现运输机和支架下滑的现象, 通常施工时会将工作面调成伪倾角开采, 即工作面下头超前上头一定距离开采, 伪倾斜角度适当, 使设备的上移量和下滑量相抵消, 如此可有效确保设备不会下滑。 在工作面调斜过程中, 伪斜角是个经验数值, 它和很多因素都密切相关, 比如底板起伏状态, 工作面底板岩性, 工作面设备等, 因此在确定该数值时必须综合考虑各项因素, 且随时依据实际情况进行调整。

为避免运输机下滑, 应加强以下几方面的管理: (1) 随时关注运输机变化, 当其位置发生变化时及时调整伪斜角。 (2) 应由下而上的推移运输机。 (3) 为避免出现运输机下滑现象, 可用单体柱在机头处打上戗顶子。 (4) 支架与煤壁应保持垂直, 支架推拉杆与运输机连接角度应在75°~90°之间。 (5) 运输机头用锚链与支架锁牢, 严防运输机下滑。 (6) 运输机机头与转载机机尾搭接合理, 即机头的卸载部与转载机的受煤部, 搭接高度不小于0.5m, 防止带回头煤量过大, 增大底链运行阻力, 使运输机下滑。

3.3 工作面防飞矸

在机道内安设防飞胶带, 选用高度不低于2.0m, 宽度不低于1.0m的胶带, 每隔10m吊挂一处 ( 倾角变大时可根据现场情况, 适当加密) 。 上端用40T链条固定在支架伸缩梁千斤顶上, 下端放在溜槽内。 另外还调整胶带的悬挂角度, 使防飞胶带面稍微偏向于工作面煤壁, 在工作面飞矸碰到胶带后会向煤壁方向偏斜, 防止飞矸溅入人行道。

沿工作面输送机电缆槽吊挂防护网, 防护网选用粗麻绳编制, 网上端固定于支架顶梁上下端, 搭接于电缆槽下缘倾向贯通整个工作面。该设施在防飞矸的同时也起到上下行人扶手的作用。

每隔10 架在支架龙门架至运输机电缆槽之间设一道护身板, 护身板高不少于2.0m, 采用50mm厚、200mm宽2 块或数块大板捆绑在支架顶梁上使用, 以防冲矸伤人。

工作面下出口运输机机头处设置一道挡煤板, 把正冲工作面运输机机头的链板机机尾部位与巷道顶板封严, 防止工作面滚矸飞过挡板砸向人行道, 造成伤人事故。

在支架架档内安设木梯子, 以便于人员上下行走。

工作面正常检修时, 煤机上方机道内必须设置两道防飞矸网, 两道防飞矸网间隔不小于5m, 防飞矸网固定必须牢固可靠, 对煤机检修区段的煤壁进行护帮操作, 人员进机道前必须进行敲帮问顶, 且检修期间必须安排专人负责观察周围顶板煤壁, 此外, 检修期间必须禁止有人在煤机以上区段进行施工。

4 安全回采效果分析与总结

(1) 通过对支架倾倒和下滑、支架咬架、挤架的原因分析及管理的几点方法, 使支架处于很好的状态, 以适应大倾角的开采需要。

(2) 通过对运输机下滑原因的分析, 及运输机管理的几种方法, 使运输机达到很好的状态, 以适应大倾角的开采需要。

(3) 加强支架运输机的操作管理, 达到完好状态, 及保证正常生产。

(4) 通过防飞矸设施的使用, 确保了施工人员的安全, 为职工创造了良好工作空间。

(5) 通过现场细致严密的生产技术管理, 实现了大倾角综采工作面安全顺利有效地回采, 多回收了25 万吨珍贵的6 煤资源, 缓和了综采工作面的连续生产的接替, 尤其是大倾角综采工作面的安全顺利有效回采方面积累丰富的经验。

摘要：针对大倾角综采工作面如何解决回采期间的支架防倒防滑、运输机下窜、防止飞矸等难题, 对大倾角综采工作面机械设备以及防飞矸管理进行了细致系统性的剖析, 解决大倾角综采工作面如何安全有效地回采的难题。

关键词：大倾角,综采,支架防倒防滑,防飞矸

参考文献

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[3]石长坤, 朱红兴, 顾新泽, 施建达, 刘思佳, 李清任.新型液压自动挡矸装置在大倾角综采工作面的应用[J].煤矿开采, 2010 (01) .

[4]Brown E T.Strength of models of rock with intemtittent joints.Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division.1970.

大倾角综采技术 篇5

一、大倾角工作面容易产生的问题

对于井工开采, 倾角小于8°为近水平煤层, 8~25°为缓倾斜煤层, 25~45°为倾斜煤层, 大于45°为急倾斜煤层。又通常认为, 大于25°是大倾角煤层。大倾角厚煤层的开采容易造成以下几方面问题:

1) 支架和设备下滑、倾倒。煤层倾角过大, 由于重力分量的作用, 工作面的支架和设备会下滑, 倾倒的可能性急剧增加。同时刮板输送机也有可能下滑和上窜, 支护系统极易失稳。同时必须看到工作面越长, 支架的稳定性越差, 设备下滑越大。

2) 采高较大, 造成支架的倒架和咬架。采高越大, 支架越高, 相应支架重量较大, 重心就较高, 造成重心的垂线不在支架底座上, 从而支架容易倒架和咬架。

3) “R-S-F”系统失稳。构成工作面“顶板-支架和设备-底板”的三个因素均具有远大于缓倾斜煤层开采时的失稳可能性, 使“R-S-F”系统成为不稳定或部分不稳定系统, 导致这类煤层开采时灾害性事故。

4) 煤壁片帮, 冒顶。众所周知, 割煤高度对煤壁稳定性具有显著影响, 当割煤高到增加到一定程度后, 煤壁片帮和端面冒顶将急剧增加, 煤壁稳定性控制将成为制约大采高工作面安全和高效生产的关键。在一定倾角条件下, 落下的煤块还有可能沿工作面下滚, 对工作面生产人员的人身安全构成威胁。因此, 研究割煤高度对煤壁稳定性的影响, 以分析工作面合理割煤高度与煤壁稳定性是十分必要的。

因此, 根据寺河煤矿东一盘区煤层较厚, 倾角较大等地质条件, 以1304工作面为现场实施地点, 在满足生产能力的前提下, 尽量采用现有生产设备, 综合分析大倾角厚煤层的特点, 对工作面支架等综采设备进行稳定性分析。对支架防倒、防滑的设备改造和技术措施进行分析, 以保证工作面的正常生产。

二、生产中的技术管理

(一) 回采工艺管理

1. 采煤机进刀方式

对大采高、大倾角综采工作面, 采用采煤机双向割煤的回采工艺能够及时移架有力支护顶板, 割煤效率高, 另外能够在顶板破碎带、过断层时发挥及时支护顶板的功能。但该工艺在采煤机上行割煤时, 需要克服自身重力在斜面上的下行分力, 使采煤机上行负荷增加, 削弱采煤机的截割能力, 从而降低采煤机的割煤效率, 尤其是在工作面出现25°以上倾角时, 采用单向割煤工艺更适合。同时, 在出现综采设备出现下滑趋势时, 采用机尾斜切进刀、下行割煤、上行清底煤的单向割煤的回采工艺, 可有效地防止大采高综采设备的下滑。

2. 推溜方式

1304面采用电液控系统, 可实现3种推溜方式:双向邻架推溜;双向成组顺序自动推溜;本架推溜操作。根据该面的地质条件及人工的操作熟练程度, 建议选择成组顺序自动推溜, 每组设置为6~10架左右, 实现依次自动化, 提高推溜工序效率。

3. 移架方式的选择

1304面可实现多种移架方式:双向邻架控制;支架的成组自动控制;支架单动作的非自动控制。考虑到工作面采高大、倾角较大开采条件, 为避免支架发生歪斜并及时调整支架状态, 支架采用单架移架, 手动控制。在顶板稳定条件下, 煤层倾角小于15°时, 进行成组自动控制移架, 可每次移2~3架。

(二) 顶板管理

为保证工作面顶板稳定液压支架要及时支护顶板, 顶煤破碎地点要带压移架, 防止顶板抽冒;工作面煤壁片帮地点将支架前探梁伸出控制帮顶, 如果片帮位置较远超过前支架前探支护范围外, 可据现场情况采取超前移架或打贴帮柱方法处理。

如果片帮面积较小时, 先用单体支柱配合木板沿煤壁打一排背板, 然后在支架顶梁上安放背板进行控顶;如果片帮面积较大时, 先将冒顶区两侧顶板控制好, 然后在支架顶梁上安放背板伸至煤壁后, 再打贴帮柱的方法控制顶板, 防止冒顶范围扩大, 然后对冒顶区由采空区侧用单体柱向煤壁支撑板, 或由冒顶区两侧用撞楔板控制上顶, 做超前处理。冒顶区上顶控制住后, 开动刮板输送机将冒落的煤矸拉出, 然后打贴帮柱, 在支架顶梁上超前支木板将冒顶区控制好。

(三) 加强管理

在生产期间, 要从思想上高度重视, 牢固树立安全第一的思想。在保证安全的基础上, 各工种相互之间搞好配合, 规范各自的操作, 严格按规程措施要求施工, 工作一次成型, 避免重新返工。现场管理要到位, 加强设备检修力度, 杜绝机电事故, 提高开机率。大倾角区域应在架箱内设置防滑梯、扶手;支架内的管线要吊挂整齐, 踏板上不存物料;人员在架箱内行走时, 防止脚下打滑。

三、结语

本文针对寺河矿地质条件对大采高条件下大采高综采工作面设备稳定性进行了前瞻性的研究, 可为寺河矿乃至晋煤集团类似条件下的煤层开采提供技术支持。但是受现场条件限制, 设备改造措施没有进行实际安装与调试, 希望条件具备时进行相关测试与进一步研究, 为晋煤集团乃至全国类似条件下的工作面安全开采进行技术储备。

摘要：大倾角厚煤层的机械化开采对于我国煤炭工业的健康可持续发展具有重要意义。本文结合寺河煤矿的具体情况, 对于大倾角大采高综采工作面容易产生的问题进行了分析, 并在生产过程中的回采工艺管理和顶板管理等方面进行了技术探讨。论文的研究结论具有一定的借鉴意义和参考价值。

大倾角综采技术 篇6

1. 1 工作面情况

平煤股份一矿丁6- 32030 工作面位于三水平丁二采区东翼中部, 西起三水平丁二皮带下山, 东距十矿边界1200m, 南邻丁6- 32010、丁6- 31090采空区, 北邻丁6- 32050 采面。 其地面标高+ 150m ~ + 290m, 工作面标高为- 554m ~ - 644m。采面走向长2591m, 分为东西两段, 东段倾斜长148m, 西段倾斜长172m。该面主采丁6煤层, 煤层平均厚度为2. 1m, 倾角17° - 21°, 平均19°。煤层直接顶为砂质泥岩, 厚度3. 0m - 9. 6m, 灰至深灰色, 中部夹有细砂岩层; 老顶为细砂岩, 厚度3. 0m - 5. 0m, 灰白色, 具波状层理, 成分以石英为主。工作面采煤机型号为MG400 /930 - WD, 采面东段共安设99 组ZY4100—14 /30 型液压支架, 运输机型号为SGZ—830 /750。

1. 2 拐弯处情况

根据工作面拐点布置情况, 在工作面推进方向上拐点A与拐点B相距134m, 工作面风机两巷先后分别过拐点A、B。采面过拐点A后, 采面采长变长, 由148m增大至172m。采面采长增大后, 为保证正常回采, 需接支架; 采面过拐点B后, 依据地质资料及现场实际, 整个工作面旋转角度为13°。工作面平面布置如图1 所示。

2 接架方案

采面过拐点后, 采面采长逐渐变长, 由148m增大至172m, 增加24m, 共需接15 组支架。每接一组支架, 采长需增大1. 5m, 根据三角运算可知风巷需进尺7m, 所以自风巷拐点处停放第一组支架起, 靠风巷上帮每7m停放一组, 共计停放15 组支架。支架摆放位置如图2 所示。

由于拐点A与拐点B在工作面推进方向上间距134m, 采面自推至拐点A接第一组支架起, 接完15 组支架采面共推进98m, 加上工作面正常回采期间机头超前机尾17m, 接完支架后, 机头距离拐点B19m。

3 调斜方案

调斜开采的方案分为: 实中心调斜开采和虚中心调斜开采。两种方案的特征分别为: (1) 实中心调斜开采是保持机尾一端不动, 只移动机头, 并将输送机调直。其优点是工艺简单; 缺点是调斜范围较小。自旋转端至中心端, 移架步距逐步变小, 顶板所受反复支撑次数逐渐增多, 受到采动扰动频繁, 中心附近顶板控制困难, 中心附近支架拉移困难; (2) 虚中心调斜开采是设置一个虚中心, 保持采面两端都移动, 机头端移动量大, 机尾端移动量小。将调斜区域分成若干小扇形块, 把每一个小扇形块的中心保持一定前移量。完成一个扇形调斜开采中心移动一次。其优点是调斜范围大, 中心端定期移动, 便于顶板和煤壁的管理, 不易发生挤架现象; 缺点是工作面调斜进度不好掌握。

根据上述两种方案的优缺点, 结合该工作面的实际情况综合分析认为, 该工作面采用虚中心调斜开采更为科学、合理。

3. 1 调斜比例的确定

式中, l1、l2分别为输送机机头、机尾长度, 取4.5m;

L为采面长, 172m; y为输送机可弯曲段, 取15 m。

n=10.86, 取10, 即按机头∶机尾=10∶1调斜开采。

3.2、调斜位置的确定

以拐点B向风巷作垂线, 垂足为C点, 采面接完支架后, 机头距离机巷拐点B还有19m, 机尾距离C点还有3.9m, 若支架未接完就开始调斜, 会出现机头、机尾都割不透, 采面无法正常生产, 因此, 采面只能是接完支架后再进行调斜。

接完支架后开始调斜, 当机头甩至拐点B时, 需要甩19m斜子。根据3.1计算的n=10, 调斜开采完19 m长的斜子, 所需要的总循环数

式中, B为截深;lBD为调斜段长度。

式中, m为每一循环过的机尾数, 取m=1。

距离C点1.8m即为采面开始调斜位置, 记为点M, 如图3所示。

4调斜技术措施

(1) 采面接第15组支架后调整伪斜, 机尾多过2.1m推至调斜位置开始甩机头。此时由于机尾多过2.1m, 采面伪斜小于正常伪斜, 使运输机保持下滑趋势, 有利于机头调斜。

(2) 采面调斜至B点、C点后, 伪斜为0, 此时继续按机头∶机尾=10∶1甩机头, 直至调整至正常伪斜。

(3) 调斜采用大斜子套小斜子的方法, 采面分别在15、25、35……105架调斜, 然后过1个机尾, 以顺直运输机为标准, 防止运输机出现陡弯和死弯。

(4) 严格采面工程质量管理。每次调斜煤机必须跑至规定架数, 每割一次通刀后机头机尾必须推至规定位置, 采面做到运输机、煤壁、支架在一条直线上。

(5) 机头拐弯处向采面方向刷帮。在调斜过程中, 为防止机头煤机无法割透, 需向采面方向扩帮1.5m, 长度为以机头拐点为中心两边各扩20m, 共计40m。同时, 为顺直皮带, 防止皮带跑偏, 保证正常运输, 皮带架子向刷帮侧靠拢, 紧挨煤墙。

(6) 防止挤架。调斜开采时, 采面前半段推进多, 后半段推进少, 容易造成后半段挤架, 应选择合理的拉架顺序并用单体柱配合调架。

( 7) 加强两端头顶板支护。调斜过程中, 由于机头巷道宽, 顶板压力大, 需靠机巷下帮打设木垛, 规格为长 × 宽= 1. 5m × 1. 5m, 间距3m。机尾增大支护强度, 由一梁一柱改为一梁两柱。

5 结论

现场实践证明, 采用虚中心调斜开采, 有利于控制顶板及煤壁片帮, 减少支架、运输机等设备损害, 适用于坡度大、调斜范围较大的工作面。该技术的应用, 实现了工作面快速过拐弯, 保证了采面正常的产量和进度, 取得了较好的效果。

摘要：针对平煤股份一矿丁6-32030大倾角综采工作面风机两巷先后过拐弯, 采长增大, 接架等问题, 制定了科学的接架及调斜方案, 采取虚中心调斜开采技术, 保证了采面顶板稳定以及运输设备合理搭接, 实现了工作面顺利快速过拐弯, 取得了较好的效果。

关键词：虚中心调斜,接架,拐弯,安全开采

参考文献

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大倾角综采技术 篇7

垞城煤矿22109工作面位于南翼采区, 工作面北临北一采区保护煤柱, 南到天齐村保护煤柱, 上部为22107工作面采空区。22109工作面走向长1, 390m, 分里面、外面和过渡面。开采下石盒子组2煤。面长165m, 倾角28°, 煤层平均厚度1.6m。工作面可采储量54万t。该工作面于2007年5月开始回采, 2009年底回采结束。

(一) 地质状况。

该面无伪顶, 直接顶为泥岩, 厚度为0.5～2.0m, 2类;基本顶为砂岩, 厚度为2.0～4.1m, Ⅱ级;直接底为砂质泥岩, 厚度平均1.32m;工作面为一单斜构造, 呈缓波状弯曲。工作面在掘进中揭露对回采有一定影响的大小断层共23条。该面水文地质条件较为简单, 老顶裂隙发育不均, 局部裂隙发育处富水性较强, 多以断层水形式出现, 大部分断层不含水, 不导水, 个别断层附近裂隙发育, 回采时有滴淋水现象, 多以静储量为主, 水力联系较差。

(二) 采煤方法和回采工艺。

该面为综采工作面, 采用单一走向长壁后退式采煤法。工作面采用MG180/435-W型双滚筒采煤机, 沿工作面双向割煤;配套SGZ764/400型刮板输送机一部;安装ZF3200/16/24B型液压支架102架, 上下端头各安装ZF3500/17/25型端头支架2架, 共计106架。工作面顶板管理采用全部垮落法, 最大控顶距4, 070mm, 最小控顶距3, 470mm, 放顶步距600mm。回采工艺流程:割煤→移架→推输送机。

(三) 矿压观测资料。

根据同一采区同一煤层22107工作面实测矿压资料和该面2006年5月投产以来实测矿压资料分析, 该面直接顶初次垮落步距为6m, 基本顶初次垮落步距为22～25m, 周期性来压步距为15～16m。工作面顶板最大来压强度为313.6kN/m2, 支架最大支护面积为6.105m2, 以支架最小工作阻力2, 524kN计算, 其支护强度为413.43kN/m2, 大于313.6kN/m2, 支架能满足顶板来压时的支护强度要求。

二、工作面调斜方案

工作面在设计时主要考虑了该矿采掘接续紧张的突出问题, 把采区两翼原两个工作面合为一个面布置。因两面标高不同, 故在两面之间设计一过渡面联接。因此, 整个工作面由里面、外面和过渡面组成。过渡面两巷采用17°伪上山布置。根据工作面的巷道布置, 在里面回采结束前, 必须对工作面进行旋转调斜, 以便使工作面顺利进入过渡段, 最终进入外面回采。工作面巷道布置示意如图1所示。

注:1——材料巷;2——运输巷3——-750运输大巷;→工作面推进方向

调斜方法:根据工作面实际情况和该矿的习惯做法, 采用“实心斜刀调斜方式”调面。该方法工艺简单, 容易掌握。调斜共分5个阶段:一是当工作面里面距运输巷转弯点10m时 (A点) , 调面开始, 以工作面输送机头作为旋转中心。根据生产组织安排, 为保证正规循环作业, 决定每调斜循环刀数为3刀, 即2短1长。调面前先将输送机头附近的煤壁和顶板采用煤壁注浆、打木锚杆、超前扶大棚等方式进行加固。当输送机头附近煤层顶板难以维护时, 旋转中心应适当前移, 如图2所示。二是当工作面调至与煤层倾向一致时, 开始平推过三角门, 输送机头位置推至C点。三是以C点为旋转中心, 调上头, 方法同上文所述, 当工作面调到俯斜12°时, 停止调面。四是工作面以俯采的方式平推过渡段, 此间要根据输送机下滑的程度采取相应的防滑措施。五是当材料巷位置距外材料巷10m时 (D点) , 则以输送机尾为旋转中心, 调下头, 方法同上文所述。逐步进入外面, 整个调面工作结束。

三、调斜回采技术安全措施

第一, 调面前, 工作面必须保证大线直, 支架状态保持完好。旋转中心点附近煤壁采用注浆, 打木锚杆固顶固帮。调面时, 必须保证茬口上下大线直, 每完成一个调斜循环后, 必须保证整个工作面支架、输送机、煤壁成一条线。

第二, 为了防止输送机下滑, 工作面保持每10架安装一个防滑千斤顶。输送机头使用2棵2.5m或2.8m的单体支柱打戗柱。戗柱上端打在输送机头大壳上, 下端底部使用方木作鞋, 保证有足够的支撑力。在任何情况下都必须坚持自下而上单向推输送机, 不准逆向而行, 避免输送机下滑。

第三, 工作面缓冲帘防冲网及所有安全设施必须保证可正常使用。支架操作工要站在立柱间面向煤壁操作, 严禁站在支架前方操作。

第四, 调面茬口必须及时把支架调正, 煤壁区空顶不得超过340mm, 否则必须使用半圆木配合单体支柱进行临时支护。

四、结语

第一, 工作面旋转回采成功地实现了两面合采, 多回收煤炭3.85万t, 按该矿实际煤炭价格350元/t计算, 可得到1347.5万元的直接经济效益。

第二, 减少了工作面的一次搬家, 缓解了该矿采掘接续紧张的压力。

大倾角综采技术 篇8

2007年7月1日, 鹤矿集团峻德煤矿二采区292采煤队由炮采转入一水平南22-2层下行区工作面进行综采开采。

1工作面概况与生产工艺

该工作面走向长397 m, 切眼长222 m, 平均倾斜长217 m, 煤层厚度3.0～2.8 m, 平均2.9 m, 煤质中硬, 赋存稳定, 平均倾角28°。可采储量35万t。顶底板为细砂岩。顶板之上相隔2.5～8.0 m厚细砂岩为22-1采空区, 内有静态积水900 m3, 工作面右上侧为含导水F6断层。煤层走向呈向斜褶曲, 在回风巷处工作面顶板有1条穿层废巷。绝对瓦斯涌出量为5.18 m3/min, 相对瓦斯涌出量为6.15 m3/t。

工作面采用综合机械化开采, ZY4000/14/32掩护式液压支架支护, MG300/730-QWD电牵引采煤机截割落煤、采煤机装煤, SGZ730/400输送机运煤。采煤机滚筒截深0.8 m, 循环进度0.8 m。

工作面过向斜轴前采用俯采, 采用端头进刀方式, 采煤机双向割煤, 双向移溜, 追机移溜。工作面过向斜轴之后采用仰采, 采用上部进刀方式, 单向割煤、单向移溜, 即采用采煤机下行割煤, 不移溜;采煤机上行空刀运行、追机移溜的作业方式。割煤时前滚筒割顶煤, 后滚筒割底煤。

2防治水措施

运输巷设泵排水。在运输巷最低点下帮预先安设好排量15 m3/h的水泵和50 m3/h备用泵。在运输巷下帮预先挖好通至最低点水泵窝的水沟。在运输巷上帮布置1#、2#钻场, 工作面下部设1处钻场向顶板采空区打钻探放积水。

7月7日2:30, 1﹟钻场打透采空区, 出水量达1.9 m3/h;7月8日15:00, 2#钻场打透采空区, 出水量达1.2 m3/h。7月23日18:00, 3#钻场打透采空区, 出水量达0.96 m3/h, 又割煤2刀, 由于采动裂隙导通采空区, 工作面下部顶板出现淋水, 水量达14.7 m3/h。尽管如此, 由于事先安设好了排水泵, 剩余积水与动态补水都顺利地排出工作面运输系统。

3瓦斯防治措施

(1) 抽放瓦斯。

该区掘进期间瓦斯绝对涌出量为0.34 m3/min, 相对瓦斯涌出量为6.12 m3/t。预计回采期间绝对瓦斯涌出量为5.18 m3/min, 相对瓦斯涌出量为6.15 m3/t, 属高瓦斯工作面。开采时在工作面上隅角插管抽放瓦斯, 上邻层采后壁内插管抽放瓦斯。使用SKA-303型抽放泵, 设在-20 m材料石门, 抽放管为Ø250 mm的PE管。回风巷抽放管路与-20 m材料石门抽放泵连接, 瓦斯抽放管出口设在回风上山内, 将瓦斯直接送入总排。抽放泵设置双电源, 设专人看管, 定期检查抽放泵出口瓦斯浓度及CO情况。抽出的瓦斯排入专用回风巷时, 瓦斯管路出口上风侧5 m、下风侧30 m设置栅栏, 栅栏两侧悬挂警戒牌, 两栅栏间禁止任何作业。在抽放瓦斯的同时, 在-20 m标高材料石门设11 kW风机接风筒吹工作面上隅角, 同时在工作面上隅角设置风幛, 防止采空区瓦斯在上隅角溢出或积滞。经采取上述瓦斯治理措施, 工作面上隅角瓦斯浓度在1.0%以下, 确保了安全生产。

(2) 瓦斯监测。

该工作面经鉴定为高瓦斯采煤工作面, 设有瓦斯传感器4台 (表1) 。T1设在回风巷距工作面上出口5 m范围内;T2设在回风巷距回风口10～15 m范围内;T3设在抽放泵正上方;T4设在抽放泵出口下风流30 m处栅栏外。

每班由班长领取便携式瓦斯监测报警仪安设在工作面上隅角。由通风区设专职瓦斯检查员, 巡回检查该区域内各地点瓦斯浓度。严格落实高瓦斯工作面的防治瓦斯措施:采区回风巷、工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或CO2浓度超过1.5%时, 工作面停止作业, 撤出人员, 采取措施进行处理。生产过程中加强对机电设备检查工作, 工作面电气设备防爆率达到100%, 开启检修电气设备时, 应使用便携式瓦斯监测报警仪预先检查环境瓦斯浓度。

4针对工作面不等长采取的措施

由于煤层呈向斜褶曲构造, 在方便运输和安装的前提下, 两巷沿直线布置, 工作面出现不等长现象, 切眼长度222 m, 终采线223 m, 在距终采线170 m处则工作面斜长仅209 m, 工作面随着开采存在缩面和延面情况。安装时, 支架与回风巷下帮对齐, 开采后, 随着工作面缩短, 当进入回风巷的支架接近上帮时, 则将支架撤出, 排列在距终采线170 m范围回风巷内, 工作面采到时, 则及时延面。

5过顶板穿层废巷措施

工作面上部顶板内挨回风巷处, 走向距切眼186 m, 有一倾向废巷, 按倾角16°穿层施工35 m至22-2层回风巷下帮。原支护已冒垮, 回风巷顶板刹有1.0～1.5 m厚的木垛。该废巷与22-1层采空区相连, 废巷内瓦斯浓度在0.5%～1.0%。废巷内木棚支护失效, 顶板抽冒严重, 人员难以从入口进入进行恢复打木垛工作。

根据实际情况, 为充分利用综采优势, 采取下列措施顺利通过。

(1) 采取工作面抹下头, 加大工作面与废巷夹角, 呈9°水平夹角、但仍保持8°～9°俯伪斜揭露废巷, 每刀揭露废巷倾斜长减小为5.8 m。

(2) 工作面过废巷期间 (过空巷及其前后5 m) , 距回风巷40 m范围内采高严格控制在2.5 m以内, 严禁超高。

(3) 废巷已揭露处, 每刀割煤前要超前移架, 超前工作面1刀伸出支架伸缩梁托住煤顶或碎岩石, 直至液压支架顶梁接触硬帮。

(4) 过废巷期间, 采煤机必须1架1割。三角顶如有抽漏, 必须刹实刹严顶板。

(5) 过废巷期间, 距回风巷40 m范围内, 工作面揭露废巷前及支架接触硬帮后, 采取及时支护式支架支护循环方式;废巷暴露处, 采用超前支架支护循环方式。

(6) 过废巷施工中, 支架必须达到初撑力3 091 kN, 泵站出口压力必须达到31.5 MPa, 供液管路必须完好, 泵站要备有完好的备用泵和电机各1台, 并有专职司机上岗看守, 确保正常足压连续供液。

(7) 工作面过废巷时, 废巷处超前拉架, 降低上滚筒, 距液压支架顶梁0.2 m割煤, 采煤机割煤后, 及时伸出伸缩梁支撑硬帮新暴露的顶板:顶板完好时, 伸梁滞后采机前滚筒不大于5 m;顶板破碎时, 前滚筒每割完1组支架, 立即伸出伸缩梁护顶, 并且带压移架, 支架拉到位后, 立即升架并达到初撑力。严防反复升降导致顶板抽漏或木垛失效。

(8) 工作面揭露废巷后, 空顶处打木垛刹实顶板, 超前拉架。

6针对特殊地点采取的措施

由于工作面底板等高线呈现较大的向斜褶曲, 回风巷在170 m处呈现最低点, 工作面过该点前处于8°～12°俯伪斜开采, 过该点之后则会采上坡, 由于回风巷在距回风下山55～100 m处坡度达到18°, 而工作面在距回风下山55 m处与顶板采空区局部相距仅2.7 m, 为防止较大上坡开采时出现难以控制的硬帮抽漏现象, 工作面在回风下山处提前补掘一回风巷, 提前抹上头, 使工作面前进坡度减小到8°, 确保安全开采。

7综采面安全生产管理措施

7.1防止液压支架歪倒、咬架

(1) 加强顶板控制, 采煤机割平顶底板, 防止顶底板出现台阶, 并及时采取移架、擦顶移架来防止顶板脱落, 出现支架超高失效现象, 及时控制顶板。采用从下向上单向移溜和拉架的方法, 防止工作面刮板机、支架下滑。发现支架错茬过大或有歪倒现象, 及时调整, 严格按“三直两平”进行管理。

(2) 采用BRW-315/31.5高压乳化泵提高供液压力;采用Ø32 mm总进回液管路, 以减少泵站压力损失。从增强供液源头压力和减少管路压力损失2个方面确保支架的初撑力和工作面的支撑强度。

(3) 工作面安装可靠的支架防倒防滑装置。根据大倾角的特点, 着重防止工作面最下部3组液压支架的下滑和歪倒。在下端头第1架过渡支架处设防滑千斤顶、防倒千斤顶, 便于工作面最下部3组液压支架的防滑防倒管理。在机头第1组支架顶梁与第4组底座、第1组立柱千斤顶与第4组上连杆、第1组底座后部与第5组底座后部之间安装防倒防滑千斤顶, 用上部支架拴住下部的支架, 从而防止第1组支架滑入或倒入运输巷。

(4) 合理控制伪倾斜角度。根据工作面现有条件, 尽量使工作面处于俯斜开采状态, 适时抹上头或下头, 总体以相对于作面支架不上窜或下滑为准。

(5) 加强支架检修。防止支架因液压锁或密封等配件损坏, 导致卸压后的意外降架。

7.2防止飞块伤人

(1) 工作面硬帮割煤后及时拉架、打开护帮板护帮, 防止片帮产生飞块。

(2) 严禁人员随意进入硬帮煤壁, 进入作业前必须先敲帮问顶。

(3) 工作面每隔15 m使用旧胶带和旧托盘, 在输送机与煤壁间挂设挡矸帘, 防止飞块伤人。

(4) 尽量使工作面保持俯斜开采。

7.3防止输送机下部滞后

工作面下部输送机头处因每刀的推进度不足0.8 m, 当工作面每前进一定距离, 出现工作面下部滞后现象, 采取工作面下部刮板机头处每隔一定距离则多进1刀, 消除工作面下部滞后现象。

8结语

峻德煤矿292采煤队技术人员, 在开采过程中针对实际, 积极制订技术措施, 克服了长工作面不等长、大倾角、高瓦斯、顶板破碎, 顶板采空区中有积水和动态补水, 顶板中有穿层废巷, 运输系统能力受限, 煤层呈向斜褶曲等困难, 成功地进行了综采开采, 并取得了良好效果, 实现了高产高效, 创造了较好的经济效益。