大傾角綜采工作面開采技術(shù)探析

陳昭征

（山東魯中能源集團(tuán)貴州魯中礦業(yè)有限責(zé)任公司，貴陽(yáng) 550081）

大傾角綜采工作面開采技術(shù)探析

陳昭征

（山東魯中能源集團(tuán)貴州魯中礦業(yè)有限責(zé)任公司，貴陽(yáng) 550081）

本文重點(diǎn)闡述了大傾角綜采工作面開采技術(shù)，主要包括大傾角綜采工作面的支架拉架技術(shù)以及大傾角綜采工作面支護(hù)的穩(wěn)定性控制技術(shù)，而大傾角綜采工作面支護(hù)的穩(wěn)定性控制技術(shù)又包括頂板穩(wěn)定性控制技術(shù)和底板穩(wěn)定性控制技術(shù)。

大傾角；綜采；工作面；開采技術(shù)

0 引言

我國(guó)在20世紀(jì)80年代開始就出現(xiàn)了大傾角煤層開采這一新名詞，當(dāng)時(shí)受到設(shè)備和技術(shù)的限制，在25℃以上傾角的煤層中使用綜合機(jī)械化采煤時(shí)就稱為大傾角綜采。隨著綜采技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)械化設(shè)備的不斷發(fā)展，綜合機(jī)械化開采的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，大傾角煤層的界定下限由25℃增至30℃和32℃，在七五期間國(guó)家將35℃以上的煤層綜采技術(shù)列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，正式稱為大傾角煤層綜采技術(shù)。目前，大傾角煤層的埋藏傾角一般超過了35℃，而我國(guó)大傾角煤層儲(chǔ)量在煤炭總儲(chǔ)量中占有著14%的份額，分布于廣東、甘肅、福建、東北等地，在全國(guó)煤炭總產(chǎn)量中，有著10%左右的年產(chǎn)量。但我國(guó)總體的大傾角煤層開采總量并不樂觀，支架嚴(yán)重?cái)D、咬等問題不得不迫使結(jié)束整個(gè)開采活動(dòng)。而大傾角煤層綜采的不利，很大程度上就是一些基本問題所造成的，為此對(duì)這些基本問題進(jìn)行處理，對(duì)大傾角煤層綜采技術(shù)的有效實(shí)施有著巨大的意義。

1 大傾角綜采工作面的支架拉架技術(shù)

卸載拉架是工作面正?；夭衫芩鶓?yīng)用的手段，這種手段使得頂梁不再對(duì)頂板進(jìn)行支撐，在幫頂較活的情況下，幫頂易掉和易片。為此，在進(jìn)行回采的時(shí)候，通過帶壓拉架技術(shù)，在出完煤墻的煤之后，對(duì)操作閥加以操作，首先卸載煤墻的2根柱子，前移0.8m的柱腳站在煤墻邊，再升起2根柱以對(duì)頂梁進(jìn)行支撐，緊接著卸載舍幫2根柱，前移0.8m柱腳之后升起2根柱對(duì)頂梁進(jìn)行支撐。在最后的時(shí)候，對(duì)拉架油缸進(jìn)行操作，頂板由支架頂梁加以支撐并且往前移動(dòng)，在移架的過程中將伸縮梁收回。

2 大傾角綜采工作面支護(hù)的穩(wěn)定性控制技術(shù)

2.1 頂板穩(wěn)定性控制技術(shù)

在頂板冒落區(qū)域或者是頂板破碎的范圍，能夠?qū)嵤U(kuò)棚的策略，以事先支護(hù)工作面頂板。在擴(kuò)棚的過程中，通過打眼的方式放炮落煤，且梁以ll#工字鋼充當(dāng)，而腿以2m長(zhǎng)單體支柱來(lái)充當(dāng)，扶一梁兩柱走向棚。將2根2.5m長(zhǎng)的鋼梁架設(shè)在每一架的支架前梁前面，在支架前梁上搭接長(zhǎng)鋼梁一端，需要保持0.5m以上的支架搭接長(zhǎng)度，在鋼梁的另一端跟煤壁緊緊挨著，且將2根單體支柱架設(shè)在鋼梁下，其中的一根跟煤壁緊挨著，而另外一根的單體支柱距離煤壁是1.Om，通過長(zhǎng)是1.4m的半圓木均勻地排放在棚梁之間。倘若頂板破碎段順著走向有著比較大的范圍，然而在不斷推進(jìn)的工作面影響下，不間斷地在支架前擴(kuò)棚，一直到支架和頂板都回復(fù)正常。針對(duì)工作面頂板壓力來(lái)講，直接頂?shù)暮穸葲Q定了老頂巖層的制約，煤層跟老頂?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，就能夠形成越大的直接頂厚度，并且也會(huì)增大破斷后形成緩慢下沉式的平衡的可能性。此外，在持續(xù)推進(jìn)的工作面影響下，在頂板來(lái)壓的過程中，支架穩(wěn)定性破斷巖塊重量間是反比例的關(guān)系，在頂板來(lái)壓的時(shí)候，務(wù)必增加工作滿支架初撐力與工作阻力，只有如此，才可以推動(dòng)支護(hù)的正常實(shí)施，支架和頂?shù)装宕笾率谴怪钡?，通常控?°—5°的迎山角范圍，防止出現(xiàn)退山情況，并且推動(dòng)跟頂板間的密切接觸，不可以發(fā)生“線接觸”的情況，防止控頂。在進(jìn)行移架的時(shí)候一次性地實(shí)現(xiàn)，務(wù)必去除頂板反復(fù)支撐。

2.2 底板穩(wěn)定性控制技術(shù)

在對(duì)大傾角煤層開采之后，會(huì)導(dǎo)致工作面頂板巖層出現(xiàn)移動(dòng)與破壞的情況，并且順著工作面的傾斜方向，底板巖層也能夠往下滑移。并且底板出現(xiàn)的滑移與破壞會(huì)大大地影響絕大多數(shù)的支架，進(jìn)而喪失理想支撐的基礎(chǔ)性作用，在這種情形下，就可能破壞支護(hù)體系的剛度，并且也會(huì)增強(qiáng)支架失穩(wěn)破壞的情況。針對(duì)破壞的底板，底板巖層和支架之間的煤層傾角與摩擦是重要的制約因素。通常來(lái)講，工作面煤層傾角比較大的情況下，就會(huì)增強(qiáng)底板失穩(wěn)、滑移，破壞的趨勢(shì)。在底板摩擦因素上，在較大摩擦力的時(shí)候，支架的抗滑力就會(huì)變小。為此，要想持續(xù)地提高底板摩擦力，能夠在采煤機(jī)進(jìn)行割煤之后，及時(shí)地清理工作面的浮煤，不然，在浮煤的制約下，就會(huì)減小支架底板和底座間的摩擦力。此外，務(wù)必實(shí)時(shí)地處理頂板淋水，以及定期地檢查各個(gè)位置與支架乳化液管路的密封情況，不然，在水的影響下，會(huì)持續(xù)地降低底板摩擦系數(shù)。

3 大傾角綜采工作面安全高效開采的一些建議

3.1 對(duì)工作面優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)時(shí)要詳細(xì)調(diào)查工作面生產(chǎn)技術(shù)條件，充分論證其是否具備綜采開采條件。

（2）生產(chǎn)系統(tǒng)要簡(jiǎn)單，特別是運(yùn)煤系統(tǒng)和供料系統(tǒng)。

（3）切眼時(shí)應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造帶，施工傾角、高度應(yīng)控制一致。（4）工作面長(zhǎng)度要在技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上合理（150-200m為宜），盡量等長(zhǎng)布置、偽仰斜布置。

3.2 選取對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)的綜采設(shè)備

根據(jù)大傾角煤層綜采的特點(diǎn)，必須改變傳統(tǒng)的“三機(jī)”選型設(shè)備配套理念，以支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性為設(shè)備核心。

（1）選用采高適應(yīng)范圍大、支護(hù)強(qiáng)度高、寬型頂梁和底座，較大缸徑立柱、重量輕等特點(diǎn)的液壓支架和高阻力、大噸位的端頭支架。

（2）選用大功率、牽引力大、爬坡能力強(qiáng)的電牽引采煤機(jī)。（3）選用全封閉、啟動(dòng)、制動(dòng)、防滑性能好的刮板輸送機(jī)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)大傾角綜采工作面來(lái)講，非常重要的問題是工作面支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定。在持續(xù)加大的煤層傾角的影響下，也逐步地增大了頂?shù)装宓膲毫?，這降低了工作支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與平衡性，務(wù)必及時(shí)地處理煤層綜采當(dāng)中發(fā)生的一系列現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)采煤施工的工藝加以優(yōu)化，以及對(duì)采煤機(jī)實(shí)施防滑的策略等等，只有如此，才可以保證大傾角綜采工作面的正常生產(chǎn)。

［1]熊仁欽.頂板大面積來(lái)壓破壞機(jī)理的研究［J].煤炭學(xué)報(bào)，1995，20（A01）：38—41.

［2]屠世浩，竇風(fēng)金，萬(wàn)志軍，等.淺埋房柱式采空區(qū)下近距離煤層綜采頂板控制技術(shù)［J].煤炭學(xué)報(bào)，2011，36（3）：366—370.

［3]王方田.淺埋房式采空區(qū)下近距離煤層長(zhǎng)壁開采覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律及控制［D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2012.

陳昭征（1973—），男，山東泰安人。1993年畢業(yè)于泰安煤校，2011年12月畢業(yè)于山東科技大學(xué)礦業(yè)工程領(lǐng)域，工程碩士學(xué)位，工程師。