談大傾角工作面長壁采煤法回采工藝的完善

李永植

摘 要：目前大傾角工作面的開采已成為我國煤炭資源的重要來源之一,其開采量呈現(xiàn)出穩(wěn)定的上升趨勢。然而與緩斜煤層的開采相比,生產(chǎn)環(huán)境的特殊性還是給實(shí)際作業(yè)帶來了很多困難,不利于開采穩(wěn)定、高效、順利地進(jìn)行。本文分析了長壁采煤法的特點(diǎn),并針對(duì)多斷層工作面作業(yè)中走向長壁炮采工作面采煤技術(shù),提出了具體的應(yīng)用方法及其必須嚴(yán)格控制幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：大傾角工作面長壁采煤法過斷層

中圖分類號(hào)：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-198X(2012)05(c)-0062-01

1 大傾角工作面采掘概述

1.1 大傾角工作面的特點(diǎn)分析

作為中斜煤層或急斜煤層的一部分,大傾角煤層通常是指埋藏傾角在35°～55°之間,且傾角超過冒落矸石及煤的自然穩(wěn)定狀態(tài)的最大角度,作業(yè)中易出現(xiàn)滑動(dòng)、失穩(wěn)現(xiàn)象的開采環(huán)境。我國大傾角煤層的煤炭儲(chǔ)量占總量的15%以上,隨著能源需求的增加和開采規(guī)模的擴(kuò)大,目前大傾角工作面的開采已成為煤炭資源的重要來源之一,其開采量呈現(xiàn)出穩(wěn)定的上升趨勢。

1.2 長壁采煤法在大傾角工作面中的應(yīng)用

長壁采煤法是目前在大傾角煤層中較為常見的作業(yè)形式,根據(jù)推進(jìn)方式的不同,長壁采煤法分為沿傾斜方向布置,沿走向推進(jìn)的走向長壁采煤和沿走向布置,沿傾斜推進(jìn)的傾斜長壁采煤等兩種方法,其中走向長壁法又分為整層開發(fā)走向和在較厚煤層使用的傾斜分層走向,而傾斜長壁采煤法則根據(jù)煤質(zhì)的不同分為仰斜開采和俯斜開采兩種形式,仰斜開采用于頂板淋水較大或煤質(zhì)較硬的情況,而俯斜開采則多用于煤層厚度大,煤質(zhì)松軟的情況。傾斜長壁采煤法的回采工藝與走向長壁采煤法類似,但具有巷道布置簡單,通風(fēng)線路短,等長工作面易于實(shí)現(xiàn),掘進(jìn)率、采出率高的優(yōu)點(diǎn),并對(duì)地質(zhì)條件具有較高的適應(yīng)性,但也同時(shí)存在著輔助機(jī)械運(yùn)輸困難,技術(shù)與當(dāng)前設(shè)備不完全配套以及下行回風(fēng)等方面的問題。實(shí)踐中必須根據(jù)具體生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)選開采方案,發(fā)揮不同開采方法的優(yōu)勢,提高生產(chǎn)的效率及安全性。

1.3 大傾角煤層長壁工作面系統(tǒng)可靠性的影響因素

與緩斜煤層的開采相比,大傾角煤層長壁工作面系統(tǒng)具有更大的生產(chǎn)難度,也面臨著更多的不確定因素。以支護(hù)控制方面為例,大傾角煤層頂板沿一條逐漸接近重力方向的曲線活動(dòng),頂板移動(dòng)曲線與法線的距離與其穩(wěn)定性成反比。而支架在其自重、頂板壓力、底板反力、初撐力、臨架擠靠力等作用下很難保持靜態(tài)平衡。隨著頂板壓力的不斷增大,支架所受合力的作用點(diǎn)開始偏出其下邊緣,造成支架的失穩(wěn)和倒滑,極大地提高了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。此外,復(fù)雜工作面的地質(zhì)環(huán)境也對(duì)回采工藝造成了較大的影響,微氣候環(huán)境、巷道內(nèi)有害物質(zhì)、以及局部冒漏等問題,都應(yīng)得到相應(yīng)的控制和治理。

2 完善大傾角長壁回采工藝應(yīng)注意的幾個(gè)問題

2.1 長壁過斷層條件下的處理

筆者所在的2232東面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,共過落差3m以上的斷層4個(gè),落差小的斷層和褶曲構(gòu)造不計(jì)其數(shù),經(jīng)進(jìn)一步的分析評(píng)估,此工作面不適用大機(jī)械綜采技術(shù),而應(yīng)應(yīng)用長壁炮采,工作面從投產(chǎn)開始,工作面沒有少于2個(gè)斷層或褶曲的影響,多次造成工作面上出口為矸石,沒法做出口。經(jīng)過實(shí)踐整理出有針對(duì)性的出口支護(hù)管理,上出口滯后回棚子、或者是工作面上出口留落后道眼等措施,保證了工作面推茬不停產(chǎn),同時(shí)減少了頂板的二次破壞,針對(duì)工作面過落差大斷層,如何有效提高工作面初撐力和工作阻力,保證斷層區(qū)域的支護(hù)質(zhì)量現(xiàn)場管理也總結(jié)了不少經(jīng)驗(yàn),工作面下悶過程中,造成頂板變化大,工作面擺有電溜子,老塘側(cè)比煤壁側(cè)高,針對(duì)此情況我們制定針對(duì)性措施,保證了回柱安全,也避免了老塘側(cè)掉矸石砸人的隱患,同時(shí)在下悶過程中,采用深臥溜子臺(tái)階下沉,支柱戧向老塘側(cè)等措施,保證了此范圍的采高和支護(hù)質(zhì)量。通過相關(guān)的措施避免頂板等安全事故的發(fā)生。

2.2 回采工藝流程

搪瓷溜子范圍：檢查瓦斯→打眼→檢查瓦斯→裝藥→維護(hù)面→檢查瓦斯、截人→放炮→檢查瓦斯、驗(yàn)炮→維護(hù)面→出道眼空煤→掛梁→打臨時(shí)貼幫柱→打基本柱→移搪瓷溜子出煤→移特殊支架→回柱。

電溜子范圍：檢查瓦斯→ 打眼→檢查瓦斯→裝藥→維護(hù)面→檢查瓦斯、截人→放炮→檢查瓦斯、驗(yàn)炮→維護(hù)面→出道眼空煤→掛梁→打臨時(shí)貼幫柱→移電溜→打基本柱→移特殊支架→回柱。

2.3 炮采響炮中應(yīng)注意的問題

炮眼采取五花眼設(shè)置,腰眼眼距1.2m,頂?shù)籽垩劬?.6m。炮眼深度為1.2m,與工作面夾角70°～80°,底眼俯角及頂眼仰角5°～10°。對(duì)煤層松軟、頂破破碎等異常地點(diǎn),必須先手鎬掛梁或窩探板,將上頂插嚴(yán)背實(shí),并打上臨時(shí)幫柱后,方可打底眼放炮,眼間距不小于1m且裝藥量不大于300g,但不準(zhǔn)打腰眼和頂眼放炮。上頂壓力大地點(diǎn)及片幫≥0.3m地點(diǎn),必須先手鎬窩板,插背上頂、待控制好上頂后,方可打腰、底眼放炮,且每眼藥量不大于450g。采用正向裝藥爆破,嚴(yán)禁反向裝藥,炮眼用粘土炮泥和水炮泥封滿填實(shí),最小抵抗線≥0.5m。使用煤礦許用三級(jí)乳化炸藥；雷管品種：煤礦許用毫秒電雷管,雷管段數(shù)：底眼為二段,腰眼為一段,頂眼為三段,爆破順序?yàn)椋貉邸籽邸斞邸?/p>

2.4 支護(hù)管理中應(yīng)注意的問題

工作面基本支護(hù)為DZ—25型單體液壓支柱配以HDJB-1000型金屬鉸接頂梁支護(hù),齊梁直線,采取正懸臂布置。工作面控頂距4～6m,最大控頂距6m,最小控頂距4m,排距1m,柱距0.5m。工作面采高2.2m。

工作面特殊支架有木垛和托戧梁。木垛建在老塘側(cè)第一空按中至中8～10m設(shè)置,其中工作面上出口以下2～3m和下出口以上2～3m各設(shè)一木垛。木垛必須建在底板或?qū)嵅缑荷?木垛為長方形,木垛順1.6m,木垛橫1.2m。木垛要建方正,各層平行,各層接觸點(diǎn)成直線,保證迎山有勁。木垛頂層與上頂接觸嚴(yán)實(shí),需加楔時(shí)加在上數(shù)第一、二層之間,不得出現(xiàn)重楔。倒移木垛采取回一建一的方法,但在壓力大、地質(zhì)變化地點(diǎn)采取先建后回的方法。托戧梁柱打得迎山有勁,并對(duì)應(yīng)于頂梁打；托戧梁與上頂必須接觸嚴(yán)實(shí)。倒移托戧梁采取回一打一的方法,但在壓力大、地質(zhì)變化地點(diǎn),采取先打后回的方法。托戧梁為松木梁,一梁三柱,托戧梁間不留水口。

為加強(qiáng)出口支護(hù)質(zhì)量,減少超高地點(diǎn)出口木料插背帶來的回柱后支護(hù)不穩(wěn)的問題,下出口斷面大地點(diǎn)及上出口采取滯后回棚子工藝,首先在拱型支架梁下打牢雙趟連續(xù)一梁三柱走向托梁,以2.4m松木大梁和DZ—25型單體液壓支柱或DZ—31.5型單體液壓支柱,隨工作面推茬隨摘巷道一幫礙事的拱型棚腿,若拱型腿不影響工作面推茬則不摘腿,夜班回柱時(shí)將上、下出口用絞車回出,既解決了出口支護(hù)及超高問題,又減少了對(duì)頂板二次破壞,減少了生產(chǎn)班做出口的木料和工力成本,保證了下口道眼的高度和暢通,消除了下口頂板壓力集中區(qū)域的頂板隱患。

參考文獻(xiàn)

[1] 陸宏喜,張獻(xiàn)禮,王相洲.炮采放頂煤工作面過斷層技術(shù)[J].中州煤炭,2009,(2).

[2] 趙光輝,劉志國.大坡度炮采放頂煤頂板管理技術(shù)探討[J].煤礦現(xiàn)代化,2008,(4).