大傾角薄煤層回采技術(shù)淺談

唐彬

摘 要：隨著我國采煤工業(yè)的不斷發(fā)展，高產(chǎn)高效的大采高長壁工作面月產(chǎn)量少則幾十萬噸，多則上百萬噸，成為我國原煤產(chǎn)量大增的主力軍。但針對資源的合理開發(fā)，一些較薄煤層的開采也將成為現(xiàn)代采煤產(chǎn)業(yè)的重要環(huán)節(jié)。本文針對開灤（集團）東歡坨礦對大傾角薄煤層的成功回采以及本人在實際工作中的所見、所聞、所想，總結(jié)了一些大傾角薄煤層實現(xiàn)成功高效回采的一些經(jīng)驗并提出個人的一些見解。

關(guān)鍵詞：大傾角 薄煤層 2028工作面

中圖分類號：TD421 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0099-01

開灤東歡坨礦共4個主要可采煤層，即：煤8，煤9，煤11，煤12-1，其中煤9，煤11，煤12-1均為薄煤層，煤12-1平均煤厚僅為1.4 m，通過我礦多年積累的經(jīng)驗，這些薄煤層均能高效的成功回采，依然肩負著大部分的產(chǎn)量，2010年，我礦年產(chǎn)量預(yù)計提升到300萬噸，這給薄煤層的安全順利回采更加以了肯定。本文主要以東歡坨礦煤12-1的2028工作面為例，通過對工作面回采中遇到的各種問題進行分析，總結(jié)技術(shù)經(jīng)驗，為以后薄煤層的回采提供簡單的技術(shù)指導(dǎo)。

1 2028工作面現(xiàn)狀

1.1 地質(zhì)概況

2028工作面煤層厚度為0.8～1.8 m，平均1.4 m，煤層傾角18°～22°，平均20°，實際回采過程中受地質(zhì)構(gòu)造影響，采面煤層多次出現(xiàn)只有一條煤線的時候。煤層直接底為黑色粘土巖，偽頂為灰褐色粘土巖，直接頂為灰色粉砂巖，致密，均一，水平層理發(fā)育。

1.2 巷道布置

工作面上風(fēng)道采用10.4 m2的金屬拱形棚子支護，下運道采用錨網(wǎng)支護，兩順槽落差平均27 m。

1.3 回采工藝

東歡坨礦各薄煤層均采用走向長壁后退式綜合機械化采煤法，以自然垮落法管理頂板，采煤機端部斜切進刀，雙向割煤，往返一次割兩刀，（調(diào)溜子時采取單向割煤，單向移溜，往返一次割一刀）。工藝流程為：割煤→伸前探梁→移架→頂溜。

2 工作面的優(yōu)化設(shè)計

2.1 勘探設(shè)計

由于綜采工作面設(shè)備多且重量大，搬運困難，對復(fù)雜的地質(zhì)條件適應(yīng)性差。為使生產(chǎn)均衡穩(wěn)定，取得最大的經(jīng)濟效益，對2028工作面充分利用現(xiàn)有的安全高效的地質(zhì)保障手段，采用了無線電坑透、直流電法測水以及打鉆探放水等綜合手段探明回采區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造，將影響回采的構(gòu)造在設(shè)計中進行優(yōu)化，以達到減少對工作面回采影響的效果。

2.2 巷道布置優(yōu)化

為避免2028工作面內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、斷層等的影響，確定工作面的走向可采長度為644 m，傾斜長度81.5 m。為保證工作面有效防治水兩順槽均為向回采方向5°下山布置。

2.3 設(shè)備優(yōu)化

采面選用的MG200/500-AWD型采煤機雖然是薄煤層采煤機，但為適應(yīng)更薄煤層的需要，將原有1.4 m滾筒改裝為1.2 m滾筒。ZY2800-10/23型掩護式支架與廠家合作，架前加裝430 mm長的伸縮式前探梁，能夠及時有效的支護頂板，防止冒頂事故發(fā)生，并且采面支架安設(shè)有防倒防滑裝置，頭組支架安裝有防倒千斤頂。

3 回采過程中遇到的主要問題分析

3.1 采高控制

在整個工作面的回采過程中總的原則為：沿頂板回采，煤薄時（1.0～1.6 m）適當(dāng)打底，當(dāng)煤層厚度小于1.0 m時，就必須打底挑頂，使用采煤機與響震動炮結(jié)合的方式落煤。但無論哪種情況都必須控制采高在1.6 m以上。有人會說采煤機1.2 m滾筒完全可以將采高降到1.4 m回采，理論上可以，但實際回采過程中是行不通的，如果煤層沉積穩(wěn)定，1.4 m厚的煤，無頂?shù)装迤鸱?、斷層等任何?gòu)造影響，采1.4 m沒問題。但采面煤層變薄時，都是由這些地質(zhì)構(gòu)造影響的，煤層變薄時，降低了采高，當(dāng)煤層變厚成地質(zhì)構(gòu)造變化時，需要調(diào)整采面上飄、下剎時，采高不夠1.6 m就行不通了，就好比井下巷道在彎道時就要加寬的道理是一樣的。所以薄煤層回采時，必須控制好采高，使支架有一定的仰角，隨時能夠調(diào)整采面上飄、下剎，千萬不能出現(xiàn)調(diào)整采面時采煤機過不去的笑話。

3.2 采煤機割煤與支架工移架密切配合

在薄煤層回采時，采煤機司機必須與支架工密切配合，否則將影響生產(chǎn)。采煤機司機割煤時，必須刀刀挑頂，割至與支架平齊，并且必須將煤壁側(cè)浮煤掃干凈。否則，支架拉過去梁頭下悶了，或溜子飄起了，都會造成下刀采煤機難以通過的困難。支架工在移架時，梁頭不能下悶，保證支架有一定的仰角（7°）。若移架困難時，必須等待采煤機串刀，將頂板割平后方可移架。采煤機割過煤后，采取追機移架，追機距離不小于6 m。支架移完后，順序頂溜。

3.3 采面支架防倒與防止輸送機上竄下滑

大傾角綜采工作面支架防倒以及防止輸送機上竄下滑時日常技術(shù)管理最常見的問題，也是影響安全生產(chǎn)的重要問題。支架與輸送機互相制約，往往輸送機下滑牽動支架下滑，從而損壞支架推移裝置。支架傾倒，架向不正也往往造成輸送機下滑，導(dǎo)致輸送機機頭不能與轉(zhuǎn)載機良好的搭接運煤。所以，大傾角綜采工作面必須采取有效措施，防止此類事故的發(fā)生。在東歡坨礦多個薄煤層成功回采中主要采取以下措施：

3.3.1 偽斜開采

這是大傾角工作面一貫采用的方法，就是采用機頭超前，偽傾斜回采，使頂溜時輸送機的上移量與下滑量相抵消，保證輸送機沿走向推進，具體計算如下。

我們先假定一個煤層傾角α，當(dāng)傾角為α?xí)r，采面設(shè)備剛好不下滑。假設(shè)工作面輸送機、液壓支架、采煤機等設(shè)備總質(zhì)量偽M，煤層底板對金屬的摩擦系數(shù)為μ=0.35。

M×sinα=M×cosα×μ

tanα=μ

α≈19°

即；當(dāng)煤層傾角大于190時，采面輸送機就會自動下滑，如果考慮采面淋水等條件降低摩擦系數(shù)因素，這個角度將小于190。

經(jīng)過多個工作面的實際摸索，發(fā)現(xiàn)下運應(yīng)有的超前量一般為工作面上下順槽落差的一半。但是，當(dāng)兩順槽的落差隨地質(zhì)條件變化而變化時，超前量也不是固定不變的，隨落差變化適當(dāng)調(diào)整，否則容易造成輸送機上竄下滑。

3.3.2 防倒防滑措施

按照常規(guī)做法，工作面調(diào)偽斜后，采面支架架向控制難度加大，必須每刀保證架向垂直于輸送機，加大了支架工的操作難度，所以往往采用適當(dāng)減小超前量并加以防滑設(shè)施綜合方法控制輸送機下滑。

3.4 輸送機機頭與轉(zhuǎn)載機的合理搭接

薄煤層工作面雖然采面高度很低，但順槽高度不能低，尤其下順槽。以東歡坨礦2028工作面為例，下運道采用錨網(wǎng)支護，沿板掘進，出現(xiàn)了輸送機機頭與轉(zhuǎn)載機搭接過高的情況。

由采面輸送機落下的煤形成拋物線落入轉(zhuǎn)載機，所以就要求采面輸送機機頭與轉(zhuǎn)載機在水平方向上不能搭接而是留有一定余量。否則，由采面輸送機卸下的煤不是落入轉(zhuǎn)載機，而是落入人行道。在實際回采過程中，必須控制好機頭伸出煤壁長度及根據(jù)輸送機機頭與轉(zhuǎn)載機搭接高度，控制好兩者之間的距離，良好接煤。

4 結(jié)語

東歡坨礦經(jīng)過多個大傾角薄煤層綜采工作面安全順利回采，總結(jié)摸索出了一套適應(yīng)此類工作面的一系列方法措施，解決了眾多安裝、回采、回撤中遇到的難題，保證了礦井高產(chǎn)高效和安全生產(chǎn)。為薄煤層、大傾角綜合機械化回采打下了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，同時也為兄弟礦井進行同類條件的安全回采提供技術(shù)指導(dǎo)。