潞安礦區(qū)大傾角大長工作面回采管理技術(shù)

王 洪

(潞安集團(tuán) 司馬煤業(yè)有限公司，山西 長治 047105)

隨著煤礦開采技術(shù)與規(guī)模的不斷發(fā)展，礦井回采工作面的機械化生產(chǎn)水平也在不斷提高，工作面切眼長度和巷道長度也在不斷增加，工作面布置朝著大長方向發(fā)展，同時由于受地質(zhì)條件影響，大傾角大長工作面回采管理技術(shù)成為大型煤礦必須面對和解決的技術(shù)難題。綜采工作面切眼長度的增加導(dǎo)致巷道中的支承壓力分布與原有長壁工作面存在較大差別，而支承壓力分布往往決定著巷道圍巖的穩(wěn)定性。大傾角工作面礦壓顯現(xiàn)為不對稱性和不均勻性，采空區(qū)矸石自由滑移，沿工作面方向下部填滿而上部懸空，頂板壓力顯現(xiàn)為中、上部壓力較大，下部壓力較小的特殊規(guī)律。大傾角大長工作面頂板運動方向?qū)χЪ艿膬A倒影響顯著增加，導(dǎo)致工作面支架受力更加復(fù)雜，對工作面的支護(hù)提出了更高的要求。

潞安礦區(qū)2019年對3個切眼長度超過300 m、切眼平均傾角超過10°的工作面進(jìn)行了回采。這3個回采工作面的基本情況分別為：常村礦2311綜放工作面切眼長300 m，可采長度1 475 m，切眼靠近機頭側(cè)213.3 m范圍內(nèi)坡度最小為11.2°，最大坡度18.5°；靠機尾側(cè)86.7 m范圍內(nèi)最大坡度為9.5°。工作面安裝中間架型號為ZF8000/20/38，端頭架型號為ZFG9600/23/38,工作面布置方式為U+高抽巷。余吾礦S2200綜放工作面切眼長300 m，巷道長度645.9 m，工作面機頭高、機尾低，平均坡度-10.9°，工作面安裝中間架為ZF7000/19.5/38型放頂煤支架，排頭尾支架為ZFG7500/22/36。余吾礦S5206工作面切眼長300 m，巷道長度平均1 800 m，工作面西高東低，平均坡度10°，煤厚平均6.10 m，工業(yè)儲量408.26萬t，工作面安裝194組ZF8000/20/38低位放頂煤支架和8組過渡支架。在這3個工作面安裝、回采時，結(jié)合潞安集團(tuán)以往綜采工作面回采管理技術(shù)經(jīng)驗，提前采取措施，做好安全防護(hù)管理，出現(xiàn)倒架征兆時及時扶架，實現(xiàn)了這3個工作面安全高效回采。

1 工作面安裝前對設(shè)備進(jìn)行改造

1.1 支架防倒裝置改造

端頭架采用頂梁連接防倒裝置防倒，防倒裝置主要組成部分有：轉(zhuǎn)軸、連接環(huán)、防倒油缸、高壓膠管等。端尾架進(jìn)行壓柱裝置改造，腳踏板也進(jìn)行防滑改造。中間支架進(jìn)行前、尾梁防倒改造，前梁防倒裝置采用支架底座前端安裝調(diào)架千斤頂，底座連接耳加裝防倒鏈條連接相鄰支架前梁頂，尾梁防倒裝置采用支架底座后連接耳安裝調(diào)架千斤頂防倒鏈條連接相鄰支架后連桿。

1.2 大溜和采煤機防滑改造

大溜機頭配備前后溜防下滑裝置，主要是加裝D30 mm×108 mm大鏈、防滑千斤頂。采煤機選擇加強型履帶，液管一側(cè)加4分鋼絲繩1根，為防止履帶下滑，在電纜槽底板加裝1層廢皮帶。機組必須上抱閘，防止機組下滑。機組內(nèi)腔變頻器一用一備，采用一拖二方式驅(qū)動。

1.3 巷道硬化改造

綜采工作面安裝之前對膠帶巷道外幫(3 m寬)進(jìn)行硬化，硬化長度為從切眼往外350 m范圍，巷道硬化處保證凈高不低于3.1 m。

2 創(chuàng)新回采工藝

2.1 回采時改善采煤工藝

采煤機下行割煤時煤體給滾筒的反作用力會傳遞到輸送機，同時由于切眼坡度較大，機組向機尾方向截割行走困難，因此，必須要改善采煤工藝，采用單向割煤工藝。設(shè)計采用從機尾向機頭方向割煤、機頭向機尾返空刀的單向割煤工藝。

2.2 改變推溜順序

從機頭向機尾頂溜防止大溜上竄，在大傾角工作面中，運用從下向上推溜產(chǎn)生的位移量來進(jìn)行輸送機下滑量的補償。因為推溜與移架順序、割煤的方向相反，可以加強輸送機防滑機構(gòu)的防滑作用。

2.3 適當(dāng)偽斜調(diào)整和保證機頭聯(lián)網(wǎng)

偽斜回采是控制大溜下滑的有效措施，采取調(diào)偽傾斜的方法減小工作面傾角。在回采時，將工作面調(diào)成偽傾斜，要求膠帶巷比回風(fēng)巷始終超前7～10 m。偽斜后切眼坡度仍然較大，為防止頂板漏矸導(dǎo)致支架傾斜和擺架時架間空隙漏矸造成大范圍漏頂事故，機頭段(排頭架和正規(guī)10組架)全部聯(lián)網(wǎng)，增強頂板整體完整性。

3 提升安全防護(hù)管理

3.1 頂板、煤墻的管理

傾斜工作面頂板、煤墻管理是重點，拉架必須帶壓移架，支架初撐力架架達(dá)標(biāo)，出現(xiàn)破碎征兆跡象時要及時安排注漿，過陷落柱前，必須超前進(jìn)行注漿。不惜一切代價控制好頂板、煤墻，防止支架傾倒。

3.2 防竄矸管理

機組運行至大傾角區(qū)段時，要防止煤矸竄出刮板輸送機傷人，人員要在支架前后立柱間行走，時刻注意刮板輸送機運行情況。

3.3 防機組下滑

采煤機內(nèi)牽引加裝液壓抱閘，保證液壓泵站壓力，不上手動操作閥。機組檢修停車必須選擇煤墻頂板較好的地方，機組檢修時必須停車落刀、停電、摘刀、閉鎖刮板輸送機。

3.4 及時移架

緊跟機組前滾筒移架，減少空頂時間。移架過程中時間不能過長，避免因移架時間過長不能及時調(diào)架而發(fā)生歪斜。所有支架均帶壓擦頂移架，支架升起接頂后，要繼續(xù)保持3～5 s的供液時間，使支架初撐力合格。支架下降拉移支架時,降架高度不得低于相鄰下方支架側(cè)護(hù)板,防止拉移支架時發(fā)生倒架、垛架。移架后側(cè)護(hù)板之間不能出現(xiàn)明顯錯差(大于300 mm)，否則要及時扶架。

4 出現(xiàn)倒架時的支架調(diào)整工藝

4.1 移架扶架

回采期間每班要調(diào)整支架狀態(tài)和間距，利用移架過程調(diào)整支架架向。設(shè)計在40號架安裝1個千斤頂大鏈到1號架、110號架安裝1個千斤頂大鏈到70號架，通過千斤頂和大鏈的牽引作用在移架過程中將支架擺正。

4.2 停產(chǎn)扶架

架向不正或有傾倒趨勢時,要通過支架側(cè)護(hù)板來實現(xiàn)支架方向的調(diào)整,或采用單體液壓支柱進(jìn)行調(diào)架,調(diào)架時采用遠(yuǎn)距離供液。坡度較大區(qū)域拉架前，在機頭方向支架靴下支墊600 mm長道木，達(dá)到扶正支架的目的。

5 結(jié) 語

常村礦2311綜放工作面、余吾礦S2200綜放工作面、余吾礦S5206工作面通過采取以上措施，在2019年全部實現(xiàn)安全高效回采，收到了良好的經(jīng)濟效益并起到了很好的示范作用。隨著潞安礦區(qū)開采條件的變化，大傾角大長工作面將會越來越多，如何安全、快速地回采此種賦存條件的工作面，是煤礦面臨的課題。通過這3個工作面的回采，總結(jié)出了一套適合潞安大傾角大長工作面的管理技術(shù)，為今后各礦井在回采此類條件下工作面提供了可借鑒的經(jīng)驗，具有推廣應(yīng)用價值。