仰斜開(kāi)采技術(shù)實(shí)例分析與探索

【摘 要】5105N工作面是單侯礦迄今為止上山角度最大，地質(zhì)條件最為特殊的綜采工作面。工作面先是下山推采，在最低點(diǎn)突然轉(zhuǎn)為上山開(kāi)采，其上山角度最大達(dá)23.5度，上山過(guò)程中工作面上頂穿過(guò)老巷，在不托煤頂開(kāi)采的情況下工作面頂板難以控制，嚴(yán)重影響了工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)。因此，綜采隊(duì)全體管理人員千方百計(jì)研究方案，積極攻克技術(shù)難關(guān)，不辭勞苦現(xiàn)場(chǎng)盯崗，確保大角度上山安全順利回采。

【關(guān)鍵詞】工作面 頂板 上山

1 工作面情況簡(jiǎn)介

5105N工作面位于單侯礦首采區(qū)五煤，北為礦井邊界，南為五煤集中皮帶巷，西為設(shè)計(jì)的5104N工作面，東為東翼集中軌道巷，上為6107N采空區(qū)及6207N里采空區(qū)，下無(wú)采掘活動(dòng)。

工作面長(zhǎng)179m，煤層厚度平均4.4m，上山位置回風(fēng)巷最大傾角23.5°、進(jìn)風(fēng)巷傾角5°。工作面采用124組ZY6600/21/45型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板，回風(fēng)巷采用錨網(wǎng)支護(hù)，局部地段加打錨索、鋼帶支護(hù)。

工作面老巷段長(zhǎng)度約74m，全巖段39m（位于煤層之上），老巷道最大傾角19°，設(shè)計(jì)巷寬4.6m、巷高3.0m，采用錨網(wǎng)支護(hù)（老巷口往里約45m段使用鋼帶加強(qiáng)支護(hù)），工作面推采至老巷H7點(diǎn)前約24m開(kāi)始揭露老巷底板。

從圖1可以看出越往采面軌道巷方向等高線變密，往皮帶巷方向等高線變化緩慢；也可以看出軌道巷與老巷水平位置關(guān)系。

從圖2可以看出軌道巷上山角度比較大，并且軌道巷與老巷在豎直方向上的位置關(guān)系。

2 仰斜開(kāi)采技術(shù)研究

開(kāi)采技術(shù)要求如下：

（1）工作面的超前量按照標(biāo)高差的一半（可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況超前量適當(dāng)增大或縮小，但不超過(guò)標(biāo)高差一半的±3m）及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，防止刮板輸送機(jī)上躥下跳；（2）上山階段，工作面嚴(yán)格沿底回采，不準(zhǔn)隨意丟底煤及破底回采，這樣可以保證工作面溜子上山角度與煤層上山角度一致，并加強(qiáng)采面工程質(zhì)量管理，確?！叭眱善健?；（3）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)控頂護(hù)幫管理，存在支架咬卡傾倒及時(shí)處理，拉架一步一調(diào)；（4）當(dāng)工作面傾角變化較大時(shí)，工作面采高控制在3.0～3.5m，防止片幫傷人；（5）上山開(kāi)采中，采面與老巷貫通后，老巷與軌道巷超前之間煤壁為壓力現(xiàn)象明顯地段，此處為最弱點(diǎn)位置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)頂板條件，為確保最弱點(diǎn)支護(hù)，在回風(fēng)巷下幫向采面5—9組支架鋪網(wǎng)，網(wǎng)的搭接不小于200 mm，使用16號(hào)鉛絲聯(lián)接，扣距200mm。（6）為確保端頭和安全出口位置頂板安全，在回風(fēng)巷腮角處用支架挑3米大板的方法進(jìn)行支護(hù)，隨割煤、拉架將板吃到老塘。大板一端挑在支架小梁上，另一端板頭下打單體柱，在大板中間打一顆單體柱，單體柱影響割煤時(shí)方可回撤，不準(zhǔn)提前回柱。

3 開(kāi)采準(zhǔn)備工作

在工作面開(kāi)始上山之前，超前對(duì)軌道巷和老巷進(jìn)行加固支護(hù)。

軌道巷加固方式采取在頂板打設(shè)錨索支護(hù)（錨索打設(shè)兩趟，間距2.7m，距兩幫1.5m），局部地段加打單體柱配合π鋼（或大板）一梁三柱進(jìn)行支護(hù)；老巷支護(hù)采取在巷道頂板打設(shè)兩趟錨索（錨索打設(shè)兩趟，間距2.7m，距兩幫1.5m）、底板鋪網(wǎng)和鋼絲繩（網(wǎng)和鋼絲繩聯(lián)接成一個(gè)整體，并與巷幫聯(lián)接，縱向均勻鋪設(shè)7條50m鋼絲繩，橫向每間隔1.5m鋪設(shè)一條鋼絲繩，鋼絲繩橫縱向聯(lián)接），之后對(duì)老巷里約50m進(jìn)行填充，外段進(jìn)行單體柱配合π鋼一梁三柱支護(hù)（順巷道打設(shè)2趟，支護(hù)距巷道下、上幫凈距離為1200mm±100mm。）。

4 實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中遇見(jiàn)的問(wèn)題

4.1 支架和刮板輸送機(jī)沒(méi)有及時(shí)追上上山角度，造成割底。

通過(guò)我們?cè)诰卢F(xiàn)場(chǎng)使用卷尺、羅盤(pán)針對(duì)不同時(shí)期和不同位置的傾角和割底厚度進(jìn)行觀測(cè)，有利于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)，上山最大傾角23.5°，那么采面要追上煤層變化，必須不斷上漂溜子，確保追上上山角度。

4.2 具體做法及措施：

采取在支架架腳和刮板輸送機(jī)底槽下墊木料，所墊木料采用道木（150×150×1200mm）和大木墩（200×250×600mm），在刮板輸送機(jī)底槽下墊木料時(shí)需要起吊輸送機(jī)。墊木料、起吊輸送機(jī)安全措施：

（1）開(kāi)工前，對(duì)所有支架二次注液，與起吊無(wú)關(guān)人員遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)；（2）使用單體柱輔助支架抬腳時(shí)，單體柱必須選好支點(diǎn)，打設(shè)牢固，拴好防崩繩，遠(yuǎn)方操作供液，人員躲開(kāi)單體柱崩射可能波及的范圍；（3）墊木料前，人員首先要觀察起吊設(shè)備是否牢固可靠（確認(rèn)好有無(wú)斷鏈、飛鉤、崩柱等情況），確認(rèn)無(wú)危險(xiǎn)后方可墊料。（4）起吊刮板輸送機(jī)時(shí)嚴(yán)禁單個(gè)起吊點(diǎn)起吊，必須間隔三到四組支架再設(shè)一個(gè)起吊點(diǎn)，同時(shí)起吊，操作支架起吊時(shí)步調(diào)一致，緩慢給液，當(dāng)?shù)撞巯驴梢詨|木料時(shí)停止供液，支架手把打零位；（5）選擇起吊點(diǎn)要牢固可靠，起吊大鏈?zhǔn)褂蒙炽^或C型鉤與起吊點(diǎn)聯(lián)接牢固，沙鉤或C型鉤栓好防崩繩，沙鉤或C型鉤的選擇必須牢固可靠，使用之前先檢查完好性，損壞或變形的沙鉤或C型鉤嚴(yán)禁使用；（6）操作起吊時(shí)，所有人員躲入架箱內(nèi)安全地點(diǎn)；墊木料時(shí)，嚴(yán)禁操作支架，機(jī)組和刮板輸送機(jī)停機(jī)閉鎖，人員作業(yè)時(shí)確保后路暢通，所有物料、工具等碼放整齊。（7）選擇起吊輸送機(jī)時(shí)，所選擇起吊點(diǎn)的支架上方頂板必須完好，無(wú)片幫和掉頂危險(xiǎn)。

5 仰斜開(kāi)采生產(chǎn)工藝總結(jié)

（1）將工作面布置為偽斜，減少工作面真傾角，借用移架時(shí)產(chǎn)生支架的上竄抵消支架的下滑；（2）嚴(yán)格控制采高和合理超前量，加快推采速度；（3）做好工作面管理與護(hù)頂工作，保持支架接頂有力，從而保證支架的穩(wěn)定性；（4）在開(kāi)采中充分利用支架的可伸縮梁作為臨時(shí)支護(hù)，及時(shí)移架，避免漏頂，帶壓擦頂移架，不反復(fù)擾動(dòng)頂板；（5）利用好支架側(cè)護(hù)裝置，解決支架倒架、咬架等現(xiàn)象。（6）要隨時(shí)掌握溜子上漂量、采面傾角和煤層傾角的變化，防止采面割底過(guò)厚追頂困難致使工作面鉆入底板，難以追上上山角度。

6 上山開(kāi)采，頂板控制是關(guān)鍵，在安全管理上更加困難。

首先必須注意以下幾個(gè)方面：（1）煤矸自溜性強(qiáng)、沖擊力大，易于造成滑（滾）落、飛濺傷人，沖倒支架、沖壞設(shè)備；（2）頂板正壓力減小、下滑力加大，支架穩(wěn)定性差，易于發(fā)生倒架、設(shè)備下滑；（3）易于發(fā)生抽、漏、片、推、冒等頂板事故；（4）底板有下滑趨勢(shì)，易于造成支架失穩(wěn)。（5）工作面內(nèi)各作業(yè)工序之間受到嚴(yán)格限制，生產(chǎn)技術(shù)、安全管理難度大。

因此，在上山開(kāi)采過(guò)程中，必須加強(qiáng)頂板管理，做好安全防護(hù)措施。頂板管理主要在于支架的受力狀態(tài)和員工的操作，必須確保支架接頂嚴(yán)實(shí)，有足夠的支撐力，嚴(yán)禁空頂，使用好護(hù)幫板和伸縮梁做好臨時(shí)支護(hù)，移架操作規(guī)范。安全防護(hù)最主要就是人員行走必須走架箱，機(jī)組司機(jī)和支架工站在支架架箱內(nèi)作業(yè)，帶上防護(hù)眼罩，特殊情況需要在輸送機(jī)或煤壁側(cè)作業(yè)時(shí)必須做到八個(gè)字“敲幫問(wèn)頂、及時(shí)找掉”，當(dāng)采高大于3.5m或傾角大于15°以上的情況下，可每間隔一組支架在兩大柱前方掛金屬網(wǎng)，確保大塊飛濺后人員能夠及時(shí)躲開(kāi)波及范圍。

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作者簡(jiǎn)介：申軍鋼（1979—），畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè)，本科學(xué)歷，采煤工程師，現(xiàn)于蔚州礦業(yè)公司單侯礦從事采煤技術(shù)管理工作。