綜采工藝在急傾斜煤層中的應(yīng)用研究

摘 要：在分析優(yōu)化工作面作業(yè)方式和回采工序的基礎(chǔ)上，提出適合某煤礦急傾斜煤層綜采工作面的合理開采工藝并進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用。結(jié)果表明：使用該開采工藝，工作面煤炭采出率由原來的78%提高到91%，同時(shí)大大改善了開采的安全條件、降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：急傾斜煤層；綜采工作面；回采工藝

一、工作面基本概況

58#煤層右三片試驗(yàn)工作面位于五采區(qū)，上部是58上右二片（已采完），下部為二水平邊界工作面，左部為綜采開切上山，右部以石門保護(hù)煤柱為界。工作面走向長度330m，傾斜長度64～54m，平均60m。煤層厚度2.5～1.9m，平均2.3m。煤層傾角42.80～500，平均傾角為450。老頂為中砂巖，平均8.6m的；直接頂為細(xì)砂巖平均12m；煤層上部有約0.2m的炭頁巖偽頂；直接底為細(xì)砂巖，平均3.3m。

二、割煤方式的確定

1.割煤方式的選擇

綜合機(jī)械化采煤工作面一般選擇雙滾筒采煤機(jī)作為破煤裝備。雙滾筒采煤機(jī)在進(jìn)行割煤工作時(shí)，一般采用前部滾筒割頂部煤、后部滾筒割底部煤的作業(yè)方式，以保證采煤司機(jī)的人身安全和便于采煤機(jī)裝煤，同時(shí)對(duì)采高的變化和煤層底板等高線的起伏有很強(qiáng)的適應(yīng)性。在遇到斷層或者煤層有較厚的夾矸等特殊情況時(shí)可以考慮調(diào)換滾筒的上下位置。

2.采煤機(jī)的割煤方式有單、雙向割煤之分。

單向割煤為采煤機(jī)單程割煤，往返一次進(jìn)一刀，即采煤機(jī)上行（或下行）割煤，下行（或上行）清理浮煤。單向割煤有工作面端部進(jìn)刀全程單向采煤和工作面中部進(jìn)刀分段單向割煤即“∞”字形割煤兩種；雙向割煤為采用端部進(jìn)刀，往返一次進(jìn)兩刀的作業(yè)方式。

45051綜采工作面由于傾角較大，工作面管理與維護(hù)困難，同時(shí)采煤機(jī)上行割煤需要克服較大的阻力，相對(duì)而言，下行割煤則可以充分利用采煤機(jī)的自重提供運(yùn)行力，故最后確定采采煤機(jī)的進(jìn)刀方式采用端部斜切進(jìn)刀留三角煤，采煤機(jī)下行割煤，上行清理浮煤，采煤機(jī)往返一次工作面推進(jìn)一個(gè)截深。

三、移架方式的確定

1.移架方式的選擇

綜采工作面移架方式分三種，單架依次順序移架、分組間隔交錯(cuò)式移架和多架分組順序移架。

單架依次順序移架，支架沿采煤機(jī)牽引方向依次前移，移動(dòng)步距等于截深，支架移成一條直線，見圖1（a）。該移架方式操作簡單，易保證移架質(zhì)量，能適應(yīng)不穩(wěn)定頂板，用的較多。

分組間隔交錯(cuò)式移架，即每組3～5架，組內(nèi)順序前移，組間平行作業(yè)，見圖1（b）（c）， 分組間隔交錯(cuò)式移架移架快，移架質(zhì)量不易保證，要求頂板較穩(wěn)定。

成組整體順序式移架支架，每組2～3架。組內(nèi)聯(lián)動(dòng)，整體移架，組間順序前移，見圖1（d）（e）。成組整體順序式移架支架移架快，質(zhì)量不易保證，要求頂?shù)装鍡l件好。

由于工作面角度較大，為保持工作面設(shè)備的穩(wěn)定性，本工作面液壓支架的移架方式是單架依次順序移架。拉架方式為追機(jī)移架，架子滯后機(jī)組10m，移溜時(shí)彎曲段長度不小于15米。單架依次順序移架方式操作簡單，容易保證支護(hù)質(zhì)量。

四、端頭作業(yè)方式確定

工作面下部與下巷之間有空頂，打單體液壓支柱加強(qiáng)支護(hù)，采區(qū)四排六柱，間、排距750*800（mm），如果頂板破碎可縮小間排距。工作面上端頭打單體間、排距1.5×1米，如頂板不好可縮小間排距，工作面上、下端頭設(shè)橫頭密集，橫頭密集由四棵單體支柱組成。端頭支護(hù)操作必須滿足以下要求：

1.上、下安全出口高度不低于1.8m，并能滿足通風(fēng)需要，否則，需要臥巷、擴(kuò)巷、并有專人維護(hù)。

2.上、下端頭的支柱，必須上尺上線，接頂有力，嚴(yán)禁缺柱，倒柱，失效柱的存在，迎山有力初撐力不低于90KN。

端頭支護(hù)的前移、支設(shè)應(yīng)在端頭液壓支架拉架支護(hù)完成后并達(dá)到初撐力后方可進(jìn)行。工作面、運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷及端頭支護(hù)，見圖2。

五、應(yīng)用效益分析

采用綜合機(jī)械化開采之后，礦井取得了明顯的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.急傾斜煤層綜合機(jī)械化開采技術(shù)進(jìn)一步提升該煤礦和龍煤集團(tuán)的煤炭開采技術(shù)水平，提高煤炭采出率，滿足礦井安全高效生產(chǎn)的需要。

2.研究形成的理論成果和關(guān)鍵技術(shù)為我國類似條件煤層的安全高效開采提供科學(xué)依據(jù)和實(shí)用技術(shù)手段，將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益及投入產(chǎn)出效果，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

3.綜合機(jī)械化開采技術(shù)提高了煤炭采出率，大大節(jié)約了煤炭資源，該煤礦采用綜合機(jī)械化開采技術(shù)以前，煤炭資源的丟失與浪費(fèi)較嚴(yán)重，自45051工作面采用綜采技術(shù)之后，工作面煤炭采出率由原來的78%提高到91%，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡介：曲志忠（1969-），男，工程師，現(xiàn)在雞東縣廣源煤礦工作。