大傾角極薄煤層工作面的普采實(shí)踐

郭海軍

(四川達(dá)竹公司 小河嘴煤礦，四川 達(dá)州 635711)

小河嘴煤礦井田位于中山背斜北部末端，為隱伏、傾伏不對(duì)稱形背斜構(gòu)造，礦井開(kāi)采K21，K22，K24煤層，煤厚0.45～0.83m，煤層傾角8°～40°。煤層薄、傾角變化大，采用傳統(tǒng)爆破落煤工藝工效低，且不利于安全管理。采用合理的采煤工藝，最大化發(fā)揮回采效率，提高生產(chǎn)安全性，對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有著極其重要的意義。

本文介紹了小河嘴煤礦2016(21)大傾角極薄煤層工作面應(yīng)用基于爬底板采煤機(jī)的普采實(shí)踐，并針對(duì)設(shè)備及物料下滑、工作面飛矸等安全隱患，提出了相應(yīng)的安全技術(shù)措施，極大地提高生產(chǎn)效率與安全性。

1 工作面概況

小河嘴煤礦2016(21)工作面位于中山背斜東翼，201采區(qū)南翼第二區(qū)段。上以2014(21)工作面為界，下以2016(21)機(jī)巷為界，南以2016(21)開(kāi)切眼為界，北以煤柱線為界。工作面走向長(zhǎng)度616m，傾斜長(zhǎng)平均132m，傾角25°～36°,平均33°。

2016(21)工作面開(kāi)采K21煤層，厚0.54～0.78m，平均0.74m，局部存在夾矸，為黑色炭質(zhì)泥巖，厚0.10～0.15m。頂?shù)装迩闆r：21煤層偽頂為黑色炭質(zhì)泥巖、泥巖間夾煤線；直接頂為灰色泥質(zhì)粉砂巖，節(jié)理較發(fā)育，厚3.90～10.3m，f=6～8，上部為K22煤層。直接底為深灰色泥質(zhì)粉砂巖，節(jié)理較發(fā)育，厚3.91～8.75m；老底為灰色粉砂巖，厚4.01～6.34m，f=8～10。

2 工作面回采設(shè)備

2016(21)工作面采用MG110/130-TPD型交流電牽引單滾筒采煤機(jī)落煤、裝煤(采高0.52～0.8m，適應(yīng)傾角≤35°)，SGB-630/40T可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，DW08-300/100X單體液壓支柱配HDJA-800mm型鉸接梁支護(hù)頂板。

3 作業(yè)方式

3.1 采煤機(jī)進(jìn)刀方式

工作面采用采煤機(jī)在上、下端頭推入式進(jìn)刀，雙向割煤，往返進(jìn)2刀，截深0.8m。上端頭采用人工打眼爆破施工超前缺口，缺口傾斜長(zhǎng)6.0m，超前煤壁1.6m；采煤機(jī)在下出口采用無(wú)缺口進(jìn)刀，不施工下超前缺口。

3.2 工作面支護(hù)作業(yè)方式

工作面采用“四—五”排控頂，采用單排密集支柱切頂，全部垮落法處理采空區(qū)，循環(huán)推進(jìn)度0.8m，放頂步距0.8m，最大控頂距4.45m，最小控頂距3.65m(見(jiàn)圖1)。

圖1 工作面支護(hù)示意

3.2.1 跟機(jī)掛梁、支柱

(1)因本工作面傾角較大，上行割煤時(shí)，割煤機(jī)每割出30～50m，必須停止割煤機(jī)及刮板機(jī)運(yùn)行，收緊防滑絞車鋼絲繩，作業(yè)人員及時(shí)進(jìn)入機(jī)道設(shè)置分段隔離設(shè)施。待設(shè)好分段隔離設(shè)施后，方可繼續(xù)割煤，分段下方可從上向下進(jìn)行掛梁、支柱。

分段隔離設(shè)施的設(shè)置：自機(jī)道排支柱開(kāi)始至煤壁，沿走向設(shè)置3根單體支柱，其上鋪設(shè)規(guī)格為1200mm×250mm×70mm的木擋板(鋪設(shè)高度為采高的2/3)，另在擋板上方鋪設(shè)厚為500mm的浮煤作為緩沖層。

(2)下行割煤時(shí)，跟機(jī)掛梁、支柱滯后割煤機(jī)距離為5～15m。

(3)跟機(jī)支柱使用后方備用支柱設(shè)置，支柱過(guò)程中，作業(yè)人員必須隨時(shí)進(jìn)行“敲幫問(wèn)頂”及危巖尋找。

3.2.2 推移刮板機(jī)

跟機(jī)支柱支設(shè)好后，可進(jìn)行推移刮板機(jī)。采用單體支柱推移工作面刮板機(jī)，推移時(shí)彎曲段長(zhǎng)度必須控制在15～20m，推移方向?yàn)橛上孪蛏匣蛴缮舷蛳乱来芜M(jìn)行。每一段刮板機(jī)推移到位后，及時(shí)支設(shè)后方夾刮板機(jī)支柱。

3.2.3 回柱放頂

回柱放頂為分段從下向上進(jìn)行，分段回柱距離不小于15m，回柱前必須在分段搭頭處新密集支柱與舊密集支柱之間打好隔離支柱。

4 安全技術(shù)措施

4.1 采煤機(jī)防滑

(1)在風(fēng)巷距煤壁15～25m范圍內(nèi)安裝1臺(tái)JH-14防滑絞車，用于拖運(yùn)電纜及工作面采煤機(jī)防滑，穩(wěn)車使用φ18.5mm鋼絲繩通過(guò)導(dǎo)向滑輪與工作面采煤機(jī)相連。

(2)通過(guò)采煤機(jī)自身牽引鏈進(jìn)行防滑，牽引鏈?zhǔn)褂忙?6mm的D級(jí)鏈，牽引鏈兩端通過(guò)單體支柱，配合專用踩鏈筒進(jìn)行固定。且采煤機(jī)自身帶有液壓緊急抱閘制動(dòng)裝置，可在停電等情況下緊急制動(dòng)牽引鏈輪，防止采煤機(jī)下滑。

(3)絞車導(dǎo)向滑輪安設(shè)工作面上出口巷道高幫，幫上每隔1.0m施工1根樹(shù)脂錨桿，用于固定40型刮板鏈，導(dǎo)向滑輪掛在40型刮板鏈上。

(4)工作面若因處理頂板安全、采煤機(jī)故障、換銷子等，須進(jìn)入采煤機(jī)下方機(jī)道時(shí)，必須待采煤機(jī)停穩(wěn)，并收緊穩(wěn)固鋼繩后方可進(jìn)入，且進(jìn)入后必須在采煤機(jī)下方另打3根防滑支柱，以防采煤機(jī)下滑。

(5)工作面割煤期間，牽引鋼絲繩松弛度不能超過(guò)0.5m，防止采煤機(jī)下滑沖擊拉斷鋼絲繩。

4.2 工作面刮板機(jī)防滑

(1)通過(guò)對(duì)工作面刮板機(jī)中部槽每隔9.0m加工1組防滑鏈，防滑鏈固定在單體支柱上，并將防滑單體支柱設(shè)置成戧柱。

(2)工作面刮板機(jī)使用期間，通過(guò)對(duì)刮板機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾摻打防滑支柱進(jìn)行穩(wěn)固。

(3)工作面推移刮板機(jī)時(shí)，嚴(yán)禁同時(shí)撤出機(jī)頭和機(jī)尾防滑穩(wěn)固支柱，每段刮板機(jī)推移到位后，必須及時(shí)打好防滑及夾溜支柱。

(4)將工作面調(diào)整為仰斜開(kāi)采，使用刮板機(jī)頭超前機(jī)尾8°～10°，能有效防止刮板機(jī)下滑。

4.3 工作面防飛矸

(1)為防止工作面刮板機(jī)運(yùn)行期間，刮板機(jī)內(nèi)大塊煤、矸飛出刮板機(jī)傷人，并預(yù)留人員從后方進(jìn)入機(jī)道作業(yè)最低高度，采用在工作面刮板機(jī)機(jī)頭至機(jī)尾靠后方夾刮板機(jī)支柱側(cè)設(shè)置連續(xù)擋煤板，擋煤板采用2根φ50.8mm(2吋)PVC管重疊設(shè)置，并使用鐵絲固定在刮板機(jī)槽邊緣上。

(2)工作面后方人行道內(nèi)每隔3.0m設(shè)置1組安全擋板(長(zhǎng)×寬×厚=1.0m×0.2m×0.05m)，用于人員防滑及防止上方飛矸。

(3)割煤后，人員進(jìn)入機(jī)道掛梁、支柱前，必須先停止工作面刮板機(jī)運(yùn)行后，方可翻越刮板機(jī)。作業(yè)前，必須先在本號(hào)位上方分段搭頭處沿走向支設(shè)3根隔離支柱，隔離支柱系好防倒繩，并在支柱上方鋪設(shè)好擋矸板，待設(shè)置好防擋矸設(shè)施后，方可從上向下依次進(jìn)行。

4.4 單體支柱防倒

為防止工作面支柱失效或卸載，倒柱傷人，所有支柱必須系防倒繩，防倒繩必須拉緊、繃直。

4.5 工作面人員防墜

工作面通過(guò)在人行道每隔3.0m設(shè)置的安全擋板作為腳踏板，防止人員失穩(wěn)下滑。因工作面下出口較高，人行上下困難，采用在下出口設(shè)置腳踏板及人行鐵梯的方式便于人員上下通行，人行梯上端使用油繩固定在支柱上。

5 應(yīng)用效果

通過(guò)在2016(21)工作面實(shí)踐應(yīng)用，取得了較好的安全效果及經(jīng)濟(jì)效益。杜絕了重傷及以上事故，用人數(shù)較炮采減少了30%，日割煤4刀，月

產(chǎn)達(dá)10kt以上，單產(chǎn)水平較炮采提升了2倍以上,達(dá)到了預(yù)期效果。

6 結(jié)束語(yǔ)

大傾角極薄煤層機(jī)械化開(kāi)采裝備選擇十分有限，想要最大限度地發(fā)揮開(kāi)采效率，合理選擇開(kāi)采工藝十分重要。實(shí)踐證明，對(duì)于大傾角極薄煤層機(jī)械化的開(kāi)采，基于爬底板采煤機(jī)的普采工藝無(wú)疑是最佳選擇，小河嘴煤礦在該方面取得的經(jīng)驗(yàn)，值得同類型礦井參考、借鑒。

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