南河煤礦大傾角綜采工作面回采實踐

李勝軍

(山西煤炭運銷集團 南河煤業(yè)有限公司,山西 高平 048499)

1 工作面概況

南河煤礦15103綜采工作面位于礦井一采區(qū)北翼，開采煤層為15號煤，煤層平均埋藏深度約200 m，工作面設(shè)計走向長度為600 m，傾向長度為122 m，工作面切眼平均傾角25°，開采煤層平均厚度約3.85 m，煤層整體賦存情況屬于穩(wěn)定可采傾斜厚煤層。煤層直接頂為灰?guī)r，深灰色生物屑微晶灰?guī)r，含蜓及螺類化石，生物屑含量50%～70%，平均厚度約8.87 m；偽頂為黑色泥巖，有時相變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖，含少量黃鐵礦結(jié)核，平均厚度約0.4 m；直接底上部為黑色泥巖夾薄層狀粉砂巖，下部為深灰-灰色含鋁土質(zhì)泥巖，含菱鐵礦粒，平均厚度約7.8 m。工作面水文地質(zhì)條件簡單，無其他特殊地質(zhì)構(gòu)造，工作面采用U型通風(fēng)方式，采用綜合機械化一次采全高的采煤方法，頂板管理方式為全部垮落法。

2 工作面三機配套

2.1 液壓支架

15103綜采工作面選用ZZ8000/22/44型支撐掩護式液壓支架，最大支撐高度為4.4 m，最小支撐高度為2.2 m，工作阻力為8 000 kN，支護強度為1.1 MPa，底座平均比壓為2.1 MPa，支架中心距為1.5 m，重量為27 t，工作面共安裝布置84架支架。

2.2 采煤機

采煤機為MG300/730-WD型無鏈電牽引雙滾筒采煤機，裝機總功率為730 kW,截割功率為300 kW，滾筒直徑為2 m，截割深度為0.6 m，結(jié)構(gòu)簡單，截割功能強大。

2.3 刮板輸送機

刮板輸送機為SGZ764/2x200型，中間溜槽尺寸為1 500 mm×764 mm×290 mm，雙電機驅(qū)動，單臺電機功率為200 kW，具備高低速單獨運行功能，總長度為126 m。

3 防倒、防滑措施

根據(jù)該礦15101、15102工作面回采經(jīng)驗，當(dāng)工作面傾角小于12°時，按正常流程操作設(shè)備基本不會下滑，一旦在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)倒架、下滑及刮板輸送機上下竄動等一系列問題，可以通過改變工藝、采取措施得以解決，當(dāng)傾角相對較大超過15°時，應(yīng)采取防滑、防倒措施，防止支架出現(xiàn)下滑及傾倒現(xiàn)象。針對15103工作面實際情況采取以下措施進行控制。

3.1 采煤工藝流程

1) 由于工作面傾角大，采煤機上行割煤時存在下滑溜車現(xiàn)象，導(dǎo)致采煤機無法滿負載爬坡割煤作業(yè)，故割煤工藝調(diào)整為由機尾向機頭方向割煤(下行割煤)，然后由機頭向機尾方向空刀返回(上行空刀)，往返一次割一刀。

2) 按照割煤方向和順序追機作業(yè)正常移架，從機尾向機頭進行，利用側(cè)護板、側(cè)推進行調(diào)整支架，若刮板輸送機下滑嚴(yán)重時，應(yīng)從機頭向機尾(由低向高)進行移架，保持機頭超前機尾5～10 m，形成一定偽斜角，利用調(diào)整工作面斜度防止刮板輸送機下滑。主要施工工藝如下：

交接班經(jīng)安全檢查確認后，從上端頭斜切進刀割煤—割透機尾—調(diào)刀回割—割透機頭—拉架—向機尾返空刀(下端頭回柱)—自機頭向機尾推移刮板機—返至50號架—中部斜切進刀—割透機頭—向機尾返空刀—拉架(下端頭回柱)—自機頭向機尾推移刮板機—上端頭斜切進刀割煤—割透機尾—調(diào)刀回割—拉架—割透機頭—向機尾返空刀—自機頭向機尾移刮板機—上端頭斜切進刀割煤—兩端頭回柱放頂—清理浮煤。如此反復(fù)循環(huán)，完成綜采工作面采煤工作。通過以上施工工藝，可以割兩次機頭，割一次機尾，同步進行，這樣做的目的就是讓刮板輸送機有柔性運動，調(diào)斜機尾方法相同。

3) 當(dāng)從機頭向機尾進行移架還控制不住下滑時，需要在機頭第一號支架頂梁上方以及支架底座打4根單體柱作為戧柱控制下滑，同時在大溜機頭打一根單體柱，控制大溜下滑，然后從機尾向機頭往機尾方向調(diào)架擺架，3～5個循環(huán)以后就得以控制。

4) 特別注意：在機頭打的單體柱要上防倒繩，使單體柱連鎖，當(dāng)移第一架支架時，單體柱不要泄壓。

3.2 防止支架傾倒措施

1) 嚴(yán)格控制工作面采高，對工作面超高區(qū)域采取降低采高的措施，確保支架接頂嚴(yán)實初撐力達標(biāo)，能夠有效防止支架傾倒。

2) 大溜下滑程度嚴(yán)重，支架出現(xiàn)傾倒時，采用從下至上扶架法，即拆除所有液壓支架與輸送機的推移連接裝置，利用絞車的拉力將輸送機整體下拉0.3～0.5 m，然后升緊液壓支架，按照機頭至機尾的順序，利用支架底部側(cè)推千斤和加裝液壓單體支柱，使傾斜支架底座擺動下移，頂梁保持相對不動，確保支架與溜槽合理連接，達到支架扶正的目的。

3) 大溜下滑程度不明顯，支架出現(xiàn)傾倒時，采用從上至下扶架法，即在機尾安裝1臺30 t回柱絞車，按照機尾至機頭的順序，利用絞車的拉力強拉支架頂梁，做到底座不動，頂梁上拉，達到支架扶正的目的，并在扶正的支架前梁打設(shè)戧柱防倒，以此類推逐架進行，此種防倒只能做到被動防倒，無法滿足主動防倒。

4) 在支架前后立柱中間頂梁下部，隔一架安裝連接軸，在連接軸之間用伸縮油缸、鏈條連接，使支架連成一個整體，實現(xiàn)“手拉手”防倒功能。

5) 采取雙人或多人分組拉架，移架遵循自上而下的移架原則，相鄰支架不得同時前移，支架間距超過規(guī)定時，先調(diào)整支架歪斜度，調(diào)整以后再移支架，防止移架過程出現(xiàn)倒架。發(fā)現(xiàn)支架不正或咬架等必須及時用側(cè)護板進行調(diào)整。

6) 移架操作必須嚴(yán)格執(zhí)行帶壓擦頂移架，嚴(yán)禁支架大起大落，移架前及時清理架前、架間浮煤，減少移架阻力，移架時活動側(cè)護板收縮量以能順利移架為原則。

7) 在工作面向煤壁打鉆，摸清前方煤層起伏變化情況，并將變化情況繪制成剖面圖，用于分析工作面前方煤層及地質(zhì)變化情況，用于指導(dǎo)工作面坡度調(diào)整，防止出現(xiàn)因工作面采高超過支架最大支撐高度，導(dǎo)致多個支架接頂不實，出現(xiàn)倒架現(xiàn)象。

3.3 防止采煤機下滑措施

1) 大傾角工作面回采時利用采煤機自身的剎車系統(tǒng)進行制動，能夠有效解決采煤機的下滑問題。

2) 適度調(diào)整工作面坡度及臥底量，嚴(yán)禁出現(xiàn)急上急下陡坡，通過采煤機司機對變坡點臥底量的控制來調(diào)整工作面傾斜方向的坡度。

3) 采用下行割煤，上行返空刀的割煤方式防止采煤機下滑。

3.4 防止刮板輸送機下滑措施

1) 根據(jù)工作面現(xiàn)場情況逐步對工作面進行調(diào)斜，適合工作面坡度，控制好機頭、機尾推進進度，避免支架和大溜過多的上竄下滑。

2) 工作面割煤后，自機頭向機尾開始頂溜，確保大溜向機尾方向上竄。

3) 推溜時在推移桿內(nèi)打設(shè)單體柱向機尾方向頂大溜連接耳，輔助大溜向機尾方向上竄。

4) 控制好工作面坡度和平直度，保證大溜平直，杜絕急上急下及大溜中部出現(xiàn)超前和滯后現(xiàn)象。

5) 確保大溜與轉(zhuǎn)載機合理搭接，嚴(yán)禁拉回頭煤，防止回頭煤過多造成大溜下滑。

4 結(jié) 語

盡管15103綜采工作面傾角大、構(gòu)造發(fā)育，但通過合理分類施策，綜合應(yīng)用上述各項措施，最終確保工作面順利推進，圓滿完成了年度生產(chǎn)任務(wù)指標(biāo)，并且為今后大傾角及構(gòu)造發(fā)育的綜采工作面安全生產(chǎn)提供了經(jīng)驗。