浅谈郭家河煤矿1301大采高综放仰采面技术管理.pdf

收稿日期 2012 －04 －12 作者简介 刘振杰 1984 ， 男， 甘肃敦煌人，2006 年毕业于中国矿 业大学矿业学院采矿工程专业， 工程师， 现在郭家河煤业有限责任公 司安全部担任部长。 浅谈郭家河煤矿 1301 大采高 综放仰采面技术管理 刘振杰 陕西郭家河煤业有限公司， 陕西 麟游721500 摘要 以郭家河煤矿 1301 工作面大倾角仰采生产实践为依据， 总结了在大采高综放工作面开采 过程中需要重点管理的几个方面， 为类似条件下工作面回采提供了实践经验。 关键词 大采高综放仰采面管理; 支架; 煤壁; 顶板 中图分类号 TD823． 97文献标识码 B 文章编号 1671 －749X 2012 06 －0120 －02 0引言 1301 综放工作面为徐州矿务集团郭家河煤业 首采工作面， 该面设计能力 500 万 t/a， 走向长度 947 m， 工作面长度为 235 m， 工作面东、 西部均为未 开采区， 南部为无煤区， 北部为矿井主运输系统巷 道。1301 工作面所采煤层为中侏罗统延安组 3煤 层， 煤层呈单斜构造。煤层厚 1． 6 ～16． 2 m， 平均厚 度 10． 9 m， 煤层倾角 3 ～ 18， 平均 10。工作面材 料道开口 140 m 范围内煤层厚度 1． 6 ～3 m， 向南煤 层逐渐增厚至 10 m 以上， 最厚 16． 2 m。在煤层中 下部局部含夹矸一层， 厚 0． 2 ～0． 5 m， 夹矸为泥岩。 放顶煤支架采用郑州煤矿机械厂 ZF12000/25/ 38 型普通放顶煤支架 127 架， 上端头 ZFG12000/ 25/38 型过渡支架 3 架， 下端头 ZFG12000/25/38 型 过渡支架 3 架， 使用德国艾柯夫 SL300 双滚筒采煤 机割煤， 平均采高 3． 5 m， 工作面前后各铺设一台美 国比塞洛斯 PF6/1342、PF6/1142 型刮板输送机。 1影响工作面安全生产的因素 2010 年至今工作面一直为上山开采， 2011 年 3 月最大仰角达 15， 给管理带来很大难度， 尤其是大 采高重型装备工作面， 设备和顶板管理更加困难， 严 重影响了采面的安全生产。 1． 1片帮冒顶 片帮 受一次采动影响， 破坏了煤体的整体性， 降低了煤体的强度， 二次采动时容易出现煤壁片帮 和架前冒顶， 加之工作面仰采受煤岩自身重力影响， 出现大面积片帮现象， 从 80 架到 125 架平均片帮深 度达 1 m， 局部最严重处可达 2 m。 冒顶 大采高煤壁侧大面积的片帮使得前部顶 板悬空， 加之郭家河煤矿顶板属漏冒型易破碎顶板， 采场支护系统中如果某处失效发生局部漏冒， 则紧 邻漏冒点上方碎顶在自然安息角上方就会抽空， 冒 顶继续向上蔓延， 造成不安全隐患。 1． 2液压支架 安全阀开启 2011 年 2 月 24 日早班， 工作面顶 板突然整体来压， 液压支架立柱安全阀出现雾状泄 液， 54 至 70 号支架前、 后柱下缩到 20 cm。此段平 均采高为2． 7 m。支架有部分栽头，工程质量较差。 支架漏液 仰采期间支架串液、 跑、 冒、 滴、 漏现 象增多， 更换液压配件频繁。 2应对措施 在 1301 工作面生产过程中， 郭家河煤矿工程技 术人员对上述情况进行分析， 制定出以下管理措施， 保证安全生产。 2． 1支架的管理 当工作面处于仰采时， 液压支架既要受煤层倾 向下滑力， 又要受仰采角度下滑力， 在这两个下滑合 力的作用下液压支架架尾易发生下摆， 出现下滑、 挤 021 刘振杰浅谈郭家河煤矿 1301 大采高综放仰采面技术管理2012 年 架、 咬架和倒架， 从而影响工作面的正常推进， 对此 采取以下措施控制此类现象的发生 ①将早班排为 检修班， 确保支架和液压系统为良好工作状态; ②适 当降低采高， 保证不超过 3． 2 m， 按底板煤层仰角割 煤， 严禁出现挑顶或卧底过量; ③严格执行支架追机 作业， 煤壁片帮严重时采用超前移架， 同时割煤后应 立即推出伸缩梁， 做好及时支护， 护好暴露的顶板及 煤墙， 端面距不大于 340 mm; ④移架操作必须严格 执行带压擦顶移架， 严禁支架大起大落， 降架高度不 得超过 100 mm， 移架前必需清尽推移杆滑道及架 前、 架间浮煤， 以减少移架阻力。移架时活动侧护收 缩量以能顺利移架为原则， 不得将活动侧护板一次 收完， 防止架间流煤; ⑤液压支架移动到位后， 活动 侧护板、 护帮板必须立即推出， 同时确保支架中心距 达到 1． 75 m， 均匀布置。 2． 2煤壁顶底板的管理 煤壁的管理 根据理论力学简支梁理论， 郭家河 煤矿采用减小控顶距， 从而减少对煤壁的压力。加 强工作面工程质量管理保持运输机平直、 紧靠煤墙， 从而减小控顶距， 减小压力， 降低片帮机率。在煤质 特别松软片帮特别严重时， 采取拉超前架、 及时打护 帮板和打贴帮柱等方法， 对顶煤进行超前支护控制， 有效地控制了煤墙顶煤的片漏。 底板的管理 由于 1301 工作面属于“三软煤 层” ， 底板为炭质泥岩， 给开采带来很大难度。工作 面采用探煤厚， 测量刮板输送机、 支架仰角来控制底 板层位， 使液压支架在推进过程中， 总是动态保持在 0． 5 m 厚硬煤上。实践表明 将坚硬煤层底板视为 一项重点工作来抓， 即给综采工作面设备提供了一 个坚固的工作平台， 又给工程质量的建设提供了一 个基础平台。 顶板的管理 大采高综放仰采最关键的技术难 题是顶板管理和支架的防倒、 防滑控制。在实际操 作过程中， 郭家河煤矿将控制煤墙质量作为重中之 重， 因为在仰采时， 煤墙极易发生片帮， 如果片帮得 不到控制， 则顶板在片帮后产生局部顶板压力过大 给支护带来困难; 其次则是保证支架支护强度， 让顶 板不产生下沉， 便于管理。 2． 3两道的管理 工作面上端头机尾使用成对长 3． 6 mΠ 型钢梁 支护， 托住机尾上方顶板。棚距 0． 7 m， 成对使用 间距 0． 2 m ， 一梁三柱， 用单体支柱， 交替迈步前 移。拉电缆线每次只能卸载中间一排单体支柱， 严 禁同时卸载两排。 工作面下端头使用一对长 3． 6 mΠ 型钢梁支护 托住前后刮板输送机机头上方顶板。长钢梁距支架 顶梁 0． 2 m， 长钢梁间距 0． 3 m， 交替迈步， 成对使 用， 一梁三柱， 用单体支柱。 工作面上下端头支架与端头的衔接， 则是采用 走向将圆木搭接到支架顶梁上， 并且打设倾向棚， 使 得上、 下两巷与两端头必须形成连锁棚， 保证其整体 性。 材料道超前工作面煤壁 40 m 范围内扶走向架 棚， 扶三排超前架棚一梁一柱， 排距 0． 7 m。皮带机 道超前工作面煤壁 40 m 范围内扶三排超前架棚一 梁一柱， 排距 0． 8 m， 扶三排走向架棚 破碎机处扶 两排架棚 ， 破碎机至工作面煤壁扶四排架棚。 3治理效果 通过采取以上几个方面的措施， 有效地控制了 仰采过程中片帮漏顶事故的发生， 为生产的正常进 行创造了安全的环境， 使工作面在仰采条件下保持 稳产高产 稳定在 24 万 t 以上 ， 也为类似条件工作 面的回采提供了实践经验。大采高仰采工作面管理 是一项非常复杂的工程， 只有将各个方面都管理到 位， 采用综合措施来综合治理， 才能有效防治， 起到 好的效果。 参考文献 ［ 1］ 国家安全生产监督管理总局， 国家煤矿安全监察 局． 煤矿安全规程［M］ ． 北京 煤炭工业出版社， 2009． ［ 2］钱鸣高， 石平五． 矿山压力与岩层控制［M］ ． 徐 州 中国矿业大学出版社， 2002． ［ 3］徐永圻． 采矿学［M］ ． 徐州 中国矿业大学出版 社， 2003． ［ 4］ 王继承． 大倾角超薄综放工作面工艺与矿压研究 ［ D］ ． 徐州 中国矿业大学， 2002． 121第 6 期刘振杰浅谈郭家河煤矿 1301 大采高综放仰采面技术管理