大傾角綜采工作面安全回采技術(shù)分析

張偉

摘要：針對(duì)大傾角綜采工作面如何解決回采期間的支架防倒防滑、運(yùn)輸機(jī)下竄、防止飛矸等難題，對(duì)大傾角綜采工作面機(jī)械設(shè)備以及防飛矸管理進(jìn)行了細(xì)致系統(tǒng)性的剖析，解決大傾角綜采工作面如何安全有效地回采的難題。

Abstract： Aimed at solving the problems of the anti-skid and anti-collapse of support， the moving down of conveyor， fly bottles prevention in the extraction of large dip angle fully-mechanized coal mining face， this paper analyzes the mechanical equipment and the management of fly bottles prevention of the large dip angle fully-mechanized coal mining face， the problems of the safe and effective extraction of the large dip angle fully-mechanized coal mining face are solved.

關(guān)鍵詞：大傾角；綜采；支架防倒防滑；防飛矸

Key words： large dip angle；fully-mechanized coal mining；anti-skid and anti-collapse of support；fly bottles prevention

中圖分類號(hào)：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）09-0135-02

0 引言

袁莊煤礦是一個(gè)開采近50多年的礦井，隨著主采煤層3煤層資源的枯竭，礦井加大6煤層的補(bǔ)充勘探，并確定6煤北翼采區(qū)局部可開采性。如何安全經(jīng)濟(jì)合理地多回收6煤資源，減少煤炭資源的損失，提高礦井效益，成為袁莊礦生產(chǎn)建設(shè)中的一項(xiàng)重要技術(shù)工作。

該礦采取鉆孔勘探與探煤巷探煤等多措并舉的方法對(duì)6煤資源進(jìn)行勘探，成功完成了對(duì)Ⅳ62采區(qū)上部6煤的邊緣塊段的探煤工作，并經(jīng)過細(xì)致的安排與設(shè)計(jì)完成了對(duì)Ⅳ62采區(qū)上部6煤的邊緣塊段的綜采工作面的設(shè)計(jì)，形成了Ⅳ629綜采工作面，該工作面平均傾角32°，局部達(dá)到45°；經(jīng)過現(xiàn)場細(xì)致嚴(yán)密的生產(chǎn)管理，不僅安全順利的完成了大傾角綜采工作面工作，還比預(yù)期多回收了很多寶貴的煤資源，為大傾角綜采工作面的施工積累的豐富的經(jīng)驗(yàn)。

1 工作面概況

Ⅳ629工作面位于位于牛眠向向斜西翼，為單斜煤層，面內(nèi)煤層產(chǎn)狀變化較大，局部受構(gòu)造影響出現(xiàn)全巖段。煤層呈中厚層狀。該面上覆Ⅳ3129工作面（已回采結(jié)束）。東部為Ⅳ62采區(qū)上山，西部為6煤不可采邊界。北部為Ⅳ2集運(yùn)上山，南部為未回采的Ⅳ625工作面。工作面標(biāo)高-601m～-708m，走向長530m，傾向162m，煤層平均厚度2.09m，平均傾角32°，局部達(dá)到45°。老頂為灰色細(xì)砂巖，中厚層狀，厚度3.7m；直接頂為灰黑色致密塊狀泥巖，局部含砂質(zhì)，厚度3.72m；直接底灰白色砂質(zhì)泥巖，厚2.2m；老底為砂巖，厚20.4m。

2 采煤方法及采煤工藝

采煤方法：工作面采用單一走向長壁式開采。

頂板管理方法：全部垮落式管理頂板。

采煤工藝：

①落煤方式：使用MG250/600-AWD型雙滾筒采煤機(jī)落煤、裝煤，配SGZ-730/400型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤。采用綜合機(jī)械化采煤，采煤機(jī)截深0.6m，工作面循環(huán)進(jìn)度0.6m。采用ZY4600-13/28型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板。

②作業(yè)方式：采用“三、八”工作制，兩采一準(zhǔn)。

③進(jìn)度：采煤機(jī)截深0.6m，工作面循環(huán)進(jìn)度1.2m。

④采高：控制在2.0～2.5m左右。

⑤進(jìn)刀方式：在工作面兩端自開切口，斜切進(jìn)刀。

⑥支架操作方式：本架操作。

⑦移架方式：1）當(dāng)工作面傾角≤25°時(shí)，順序移架，及時(shí)支護(hù)，追機(jī)移架之后煤機(jī)不得超過4～6架。2）當(dāng)工作面傾角>25°時(shí)，采用自下向上順序移架，及時(shí)支護(hù)，追機(jī)移架之后煤機(jī)不得超過4～6架。

⑧推溜方式：自下而上推溜，推移運(yùn)輸機(jī)應(yīng)滯后煤機(jī)10～15m，采用液壓支架推移千斤頂推移工作面運(yùn)輸機(jī)。

3 大傾角工作面開采關(guān)鍵技術(shù)

3.1 支架防倒防滑

在工作面整個(gè)支護(hù)系統(tǒng)中，液壓支架是必不可少的一個(gè)結(jié)構(gòu)物，它不僅能夠維護(hù)采場安全生產(chǎn)，還能夠有效控制圍巖穩(wěn)定。因此必須加強(qiáng)對(duì)液壓支架的管理，確保支架狀態(tài)符合相關(guān)規(guī)范要求，只有這樣才能保證正常生產(chǎn)。

造成支架歪架、倒架的原因有很多，比如：①在大傾角條件下，若遇到意外情況使得頂板抽漏或破碎，導(dǎo)致支架無法接頂，升架時(shí)易產(chǎn)生傾倒，這時(shí)一旦沒有及時(shí)采取有效措施進(jìn)行修正，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的倒架。②在移架中由于自身重量的作用，產(chǎn)生一個(gè)下滑力。③當(dāng)運(yùn)輸機(jī)下滑時(shí)，移架時(shí)不調(diào)整好支架，支架也隨之產(chǎn)生下滑。④推移支架后升架時(shí)，如果升架過程中支架沒有達(dá)到初撐力之前的頂板作用力的要求，那么支架底座沿工作面傾斜方向的下滑力就會(huì)大于底座與底板的摩擦力，導(dǎo)致支架下滑。⑤移架時(shí)未嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，導(dǎo)致故障發(fā)生。⑥工作面采高超高，影響了支架的穩(wěn)定性。

針對(duì)上述問題應(yīng)采取有效措施進(jìn)行控制管理，具體如下：①大傾角工作面，如果出現(xiàn)由于頂板抽漏或破碎導(dǎo)致的支架無法接頂?shù)那闆r，應(yīng)果斷采取移架，超前支護(hù)等有效措施才進(jìn)行修正，如此可有效避免支架下滑和倒架。②控制好下部幾組支架狀態(tài)，移架時(shí)，隨移隨調(diào)整支架。③若支架下滑量很大，應(yīng)使支架保持3～5°的迎山角度，自上而下移架或間隔移架，如此可有效避免支架下滑。④工作面的推拉好使，使支架與運(yùn)輸機(jī)連成一體，利用工作面運(yùn)輸機(jī)控制支架下滑。⑤工作面的支架必須平行接頂，堅(jiān)持“初撐力第一”的觀點(diǎn)，保證支架有支撐力。⑥如支架下滑嚴(yán)重時(shí)，可用單體液壓支柱斜撐支架，在移架過程中扶正。⑦在移架過程中利用側(cè)護(hù)板逐漸扶正。

3.2 運(yùn)輸機(jī)防滑

綜采工作面的關(guān)鍵是工作面運(yùn)輸機(jī)，必須加強(qiáng)對(duì)其的控制管理，因?yàn)橐坏┻\(yùn)輸機(jī)失控，就會(huì)導(dǎo)致支架下滑，進(jìn)而影響到支架的穩(wěn)定性，甚至影響安全生產(chǎn)。

導(dǎo)致運(yùn)輸機(jī)下滑的原因有很多，比如：①采機(jī)上行割煤時(shí)，其作用力使運(yùn)輸機(jī)下滑。②運(yùn)輸機(jī)本身的自重向下分力，引起的下滑。③若支架與運(yùn)輸機(jī)不垂直，推拉千斤頂向下傾斜，因此一旦推移運(yùn)輸機(jī)其就會(huì)出現(xiàn)異常。④運(yùn)輸機(jī)底鏈帶煤粉多，引起向下拉力增加，使運(yùn)輸機(jī)下滑。⑤發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)有下滑趨勢(shì)，但依然由上而下推移運(yùn)輸機(jī)。⑥支架下滑導(dǎo)致運(yùn)輸機(jī)下滑。

為了避免出現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)和支架下滑的現(xiàn)象，通常施工時(shí)會(huì)將工作面調(diào)成偽傾角開采，即工作面下頭超前上頭一定距離開采，偽傾斜角度適當(dāng)，使設(shè)備的上移量和下滑量相抵消，如此可有效確保設(shè)備不會(huì)下滑。在工作面調(diào)斜過程中，偽斜角是個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，它和很多因素都密切相關(guān)，比如底板起伏狀態(tài)，工作面底板巖性，工作面設(shè)備等，因此在確定該數(shù)值時(shí)必須綜合考慮各項(xiàng)因素，且隨時(shí)依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

為避免運(yùn)輸機(jī)下滑，應(yīng)加強(qiáng)以下幾方面的管理：①隨時(shí)關(guān)注運(yùn)輸機(jī)變化，當(dāng)其位置發(fā)生變化時(shí)及時(shí)調(diào)整偽斜角。②應(yīng)由下而上的推移運(yùn)輸機(jī)。③為避免出現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)下滑現(xiàn)象，可用單體柱在機(jī)頭處打上戧頂子。④支架與煤壁應(yīng)保持垂直，支架推拉桿與運(yùn)輸機(jī)連接角度應(yīng)在75°～90°之間。⑤運(yùn)輸機(jī)頭用錨鏈與支架鎖牢，嚴(yán)防運(yùn)輸機(jī)下滑。⑥運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾搭接合理，即機(jī)頭的卸載部與轉(zhuǎn)載機(jī)的受煤部，搭接高度不小于0.5m，防止帶回頭煤量過大，增大底鏈運(yùn)行阻力，使運(yùn)輸機(jī)下滑。

3.3 工作面防飛矸

在機(jī)道內(nèi)安設(shè)防飛膠帶，選用高度不低于2.0m，寬度不低于1.0m的膠帶，每隔10m吊掛一處（傾角變大時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場情況，適當(dāng)加密）。上端用40T鏈條固定在支架伸縮梁千斤頂上，下端放在溜槽內(nèi)。另外還調(diào)整膠帶的懸掛角度，使防飛膠帶面稍微偏向于工作面煤壁，在工作面飛矸碰到膠帶后會(huì)向煤壁方向偏斜，防止飛矸濺入人行道。

沿工作面輸送機(jī)電纜槽吊掛防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)選用粗麻繩編制，網(wǎng)上端固定于支架頂梁上下端，搭接于電纜槽下緣傾向貫通整個(gè)工作面。該設(shè)施在防飛矸的同時(shí)也起到上下行人扶手的作用。

每隔10架在支架龍門架至運(yùn)輸機(jī)電纜槽之間設(shè)一道護(hù)身板，護(hù)身板高不少于2.0m，采用50mm厚、200mm寬2塊或數(shù)塊大板捆綁在支架頂梁上使用，以防沖矸傷人。

工作面下出口運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭處設(shè)置一道擋煤板，把正沖工作面運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭的鏈板機(jī)機(jī)尾部位與巷道頂板封嚴(yán)，防止工作面滾矸飛過擋板砸向人行道，造成傷人事故。

在支架架檔內(nèi)安設(shè)木梯子，以便于人員上下行走。

工作面正常檢修時(shí)，煤機(jī)上方機(jī)道內(nèi)必須設(shè)置兩道防飛矸網(wǎng)，兩道防飛矸網(wǎng)間隔不小于5m，防飛矸網(wǎng)固定必須牢固可靠，對(duì)煤機(jī)檢修區(qū)段的煤壁進(jìn)行護(hù)幫操作，人員進(jìn)機(jī)道前必須進(jìn)行敲幫問頂，且檢修期間必須安排專人負(fù)責(zé)觀察周圍頂板煤壁，此外，檢修期間必須禁止有人在煤機(jī)以上區(qū)段進(jìn)行施工。

4 安全回采效果分析與總結(jié)

①通過對(duì)支架傾倒和下滑、支架咬架、擠架的原因分析及管理的幾點(diǎn)方法，使支架處于很好的狀態(tài)，以適應(yīng)大傾角的開采需要。

②通過對(duì)運(yùn)輸機(jī)下滑原因的分析，及運(yùn)輸機(jī)管理的幾種方法，使運(yùn)輸機(jī)達(dá)到很好的狀態(tài)，以適應(yīng)大傾角的開采需要。

③加強(qiáng)支架運(yùn)輸機(jī)的操作管理，達(dá)到完好狀態(tài)，及保證正常生產(chǎn)。

④通過防飛矸設(shè)施的使用，確保了施工人員的安全，為職工創(chuàng)造了良好工作空間。

⑤通過現(xiàn)場細(xì)致嚴(yán)密的生產(chǎn)技術(shù)管理，實(shí)現(xiàn)了大傾角綜采工作面安全順利有效地回采，多回收了25萬噸珍貴的6煤資源，緩和了綜采工作面的連續(xù)生產(chǎn)的接替，尤其是大傾角綜采工作面的安全順利有效回采方面積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。

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