急傾斜煤層綜采安全開采關(guān)鍵技術(shù)研究

譚國(guó)華

（七臺(tái)河技師學(xué)院，黑龍江七臺(tái)河154600）

急傾斜煤層綜采安全開采關(guān)鍵技術(shù)研究

譚國(guó)華

（七臺(tái)河技師學(xué)院，黑龍江七臺(tái)河154600）

大傾角薄及中厚煤層自動(dòng)化綜采工藝的安裝、生產(chǎn)和回撤安全開采與炮采、高檔普采相比，初期投入較大，但其產(chǎn)出效益可觀。采用自動(dòng)化采煤工藝，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人跟機(jī)作業(yè)，減少作業(yè)人員，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善井下安全生產(chǎn)環(huán)境，提高資源回收率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限。

急傾斜煤層；綜采；支護(hù)裝備；安撤技術(shù)

1　工程概況

龍煤七臺(tái)河分公司新鐵煤礦所屬井田內(nèi)，煤層賦存狀態(tài)復(fù)雜，可采煤層有9層，局部可采煤層有6層，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。新鐵煤礦49#下右六片工作面煤層傾角58°～62°，平均60°，設(shè)計(jì)采用綜采工藝，是整個(gè)集團(tuán)公司煤層傾角第一個(gè)超過(guò)60°的綜采工作面，為確保工作面的安全高效開采，開展了該條件下綜采工作面開采的關(guān)鍵技術(shù)研究。

2　實(shí)施方案

A.根據(jù)急傾斜工作面圍巖賦存特征，對(duì)工作面ZQ Y3600/12/26型液壓支架及防護(hù)裝置和防倒防滑裝置設(shè)計(jì)，保證了急傾斜綜采工作面的安全生產(chǎn)和連續(xù)推進(jìn)。

B.排頭支架間通過(guò)防倒防滑以及錨固千斤頂將排頭支架固定在一起，保證了排頭支架的穩(wěn)定性。在排頭支架穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，每隔7～9架支架安設(shè)相應(yīng)的防倒防滑裝置，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)工作面液壓支架的穩(wěn)定；在輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾通過(guò)地錨和圓環(huán)鏈固定的基礎(chǔ)上，再借助于安裝在液壓支架底座過(guò)橋上的輸送機(jī)防滑千斤頂和圓環(huán)鏈的作用實(shí)現(xiàn)了刮板輸送機(jī)整體的穩(wěn)定，同時(shí)采煤機(jī)的運(yùn)行速度應(yīng)嚴(yán)格控制在2m/m in以下，保證急傾斜工作面設(shè)備穩(wěn)定。

C.將急傾斜工作面直接頂分為極易冒落巖層和滯后冒落巖層，并結(jié)合工作面上部和下部頂板巖層冒落特征，得到工作面下部自溜充填帶寬度計(jì)算方法，新鐵礦49#下右六片工作面采空區(qū)冒落煤矸石充填帶寬度為78m。

D.急傾斜煤層工作面區(qū)段煤柱主要存在向采空區(qū)滑落失穩(wěn)危險(xiǎn)，區(qū)段煤柱滑落失穩(wěn)的必要條件，當(dāng)煤層傾角大于60°時(shí)，老頂?shù)臉O限跨距和區(qū)段煤柱留設(shè)尺寸受煤層傾角的影響較大，煤柱寬度留設(shè)與工作面采高呈線性正比關(guān)系，分析得出49#下右六片工作面區(qū)段煤柱尺寸偏小，為保證工作面安全穩(wěn)定開采，研究實(shí)施了急傾斜工作面區(qū)段煤柱巷旁充填技術(shù)，選擇了合理的充填材料和泵送工藝，取得了較好的充填效果。

E.運(yùn)輸巷的兩幫最大變形量為120mm，頂?shù)装遄畲笞冃瘟繛?00mm，回風(fēng)巷的兩幫最大變形量為150 mm，頂?shù)装遄畲笞冃瘟繛?21mm，呈現(xiàn)運(yùn)輸巷的巷道變形量普遍比回風(fēng)巷小的趨勢(shì)。巷道深部圍巖呈非線性變形，深基點(diǎn)的位移隨鉆孔深度增加而減小的規(guī)律，呈現(xiàn)靠工作面?zhèn)葴y(cè)點(diǎn)變形量、頂板測(cè)點(diǎn)，靠實(shí)體煤側(cè)測(cè)點(diǎn)的特征，巷道圍巖破碎范圍約為1.5m～3m。

F.工作面直接頂初次垮落步距5.26m，老頂初次來(lái)壓步距24.6m，周期來(lái)壓步距8.4m，來(lái)壓影響范圍1.83m，動(dòng)載系數(shù)1.48，工作面支架受力呈現(xiàn)中部大于上部、大于下部的特征。工作面初撐力大于20MPa的比例占64.87%，有利于急傾斜工作面液壓支架的防

倒，工作阻力大于20MPa的比例占74.34%，且中上部大于下部，整個(gè)工作面的平均末阻力大于20MPa的比例為38.18%。

G.工作面設(shè)備安裝回撤遵循自下而上的原則，安裝回撤通過(guò)工作面上巷與工作面交叉處的圓弧形巷道改造，同時(shí)配合幫部導(dǎo)向裝置及相應(yīng)的安全措施，減緩了礦井接替緊張問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了急傾斜工作面設(shè)備快速安裝與回撤。

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

針對(duì)中厚急傾斜煤層開采，研制了人員防護(hù)功能強(qiáng)的支護(hù)裝備，開發(fā)了急傾斜煤層綜采面“三機(jī)”設(shè)備穩(wěn)定控制、區(qū)段煤柱充填加固與設(shè)備快速安撤技術(shù)，拓展了綜采技術(shù)應(yīng)用范圍、實(shí)現(xiàn)了急傾斜煤層安全高效生產(chǎn)。

項(xiàng)目研究成果解決了急傾斜煤層開采過(guò)程中支護(hù)系統(tǒng)不能有效的封閉作業(yè)空間、人員安全系數(shù)低的難題，在最大傾角62°，平均傾角60°的急傾斜工作面條件下實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)61萬(wàn)噸的產(chǎn)量，推動(dòng)了急傾斜綜采技術(shù)的發(fā)展。七臺(tái)河分公司目前有4座煤礦8個(gè)工作面已經(jīng)采用綜合機(jī)械化方法開采急傾斜煤層，開采兩年時(shí)間內(nèi)，平均年產(chǎn)量300余萬(wàn)噸，共安全采煤600余萬(wàn)噸。

［1］徐永圻.煤礦開采學(xué)［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

［2］姜福興.礦山壓力與巖層控制［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2004.

［3］李建宏，范在良.綜采工作面的安全回撤方法［J］.煤礦安全，2011，（7）: 17-18.

Key technology research on steep seam fu lly m echanized coalm ining safety

TANGuo-hua
（Qitaihe Technician College，Qitaihe154600，China）

Large inclined angle thin and medium thick seam fully mechanized mining installation process automation，manufacturing and mining and blasting mining retracement safety，atm ining compared to the initial investment is large，but its output considerable benefits.Automated mining technology can be implemented with unmanned aircraft operati ons，reduce operating personnel，reduce labor intensity and improve mine safety production environment，improve resource recovery and prolong the service life of them ine.

Steep seam；mechanizedmining；supportingequipment；safewithdrawal technology

TD820

A

1674-8646（2015）03-0027-02