综采工作面大倾角俯斜开采工艺研究（梧桐庄矿高保锋）.DOC

综采工作面大倾角俯斜开采工艺研究 高保锋 卢伟 （冀中能源峰峰集团梧桐庄矿） ［摘要］梧桐庄矿313综采工作面煤层俯斜开采角度达到14～26，支架倾倒咬架、机组掉道等事故难于控制。经研究，通过排水、打戗点柱、调斜技术措施，提高了煤岩体、机组和支架的稳定性，克服了工作面支架和机组事故，保证了矿井安全生产。 ［关键词］综采工作面 大俯角开采 支架倾倒 机组掉道 梧桐庄矿是一座年设计生产能力210万吨的矿井，是峰峰集团公司的一座主产煤矿井。矿井地质条件复杂，整个井田呈不规则的褶曲状，褶曲构造给矿井综采工作面的走向布置带来难以克服的困难，为适应综采机械化的要求，根据我矿实际情况，综采工作面布置采用了长壁非走向布置，该布置方式极大地满足了综采机械化安全高效的要求，但也造成了综采工作面起伏不平，工作面时而俯斜、时而仰斜开采难题，其中大倾角俯斜开采严重制约着矿井的发展。 大倾角俯斜开采，极易造成支架倾倒、机组掉道等事故，为安全生产带来了很大的困难。一方面，工作面支架倾倒，易造成拉架困难，顶板支护不到位，从而造成人员伤害，而处理支架本身也存在着很大的安全隐患；另一方面机组掉道无法正常生产，使矿井生产被动，产量低，矿井整体经济效益受到影响。因此，解决综采工作面大倾角俯斜开采支架倾倒和机组掉道问题成了梧桐庄矿的一大开采难题。梧桐庄矿科技工作者研究和借鉴国内外大倾角开采的先进经验，结合梧桐庄矿的地质条件，不断地探索和实践，总结了一套可行的方案，并应用于梧桐庄矿三采区313综采工作面。 1 工作面概况 ① 地质概况 313工作面是梧桐庄矿三采区最边沿的一个工作面，走向长760米，倾向长154米，可采储量47.5万吨。该面位于韦武神岗背斜一翼，整个工作面属于下山开采。最大坡度26，最小坡度14，平均18，大倾角俯采段有450m，可采储量28.1万吨。 该面煤层厚度3.5米，顶底板相对完整。正常涌水量0.5m/min，最大涌水量1.0m3/min。 ② 采煤方法及工艺 工作面采用单一长壁后退式综合机械化采煤法，一次采全高。 工艺流程端头斜切进刀－正常割煤－移架－推移输送机 ③ 工作面主要设备配置 工作面主要设备配置表 设备名称 型号 功率KW 数量 采煤机 MGTY250/600 600 1 液压支架 ZZ4000/18/39 103 刮板输送机 SGZ-764/500 500 1 破碎机 PCM132IV 132 1 胶带输送机 SSJ100/2125 250 2 乳化液泵 MPB-200/31.5 125 2 2 工作面大俯角开采煤壁支架倾倒、机组掉道机理分析 通过对313工作面的地质条件进行深入研究分析，认为有三个重要因素导致工作面俯斜开采地段支架倾倒、机组掉道。一是工作面俯采角度增大后，工作面易存积水，造成底板松软，刮板输送机前倾，支架底座不稳，顶板的重力作用易造成支架前倾或倾倒；二是工作面俯斜开采角度大，工作面最大俯采角度达到26，机组自身的重力作用，极易造成机组倾斜，进而掉道。 针对导致313工作面大倾角俯采地段支架倾倒、机组掉道的两大因素，我们认为一应从提高液压支架的稳定性和机组的平稳性着手，通过排水使底板坚硬来提高液压支架的平稳性，二通过调斜使工作面倾角变小来提高机组平稳性，保证工作面的安全回采。 3 大俯角开采工作面排水方案 工作面回采期间，采动冒落带范围内的大煤顶板砂岩水将涌入开采空间，个别地段将影响到石盒子组砂岩含水层，预计正常涌水量0.5m/min，最大涌水量1.0m3/min，因此考虑工作面上、下顺槽的流水条件，在工作面低洼处应配备不小于120m3/h的排水泵，并安排专人负责排水。工作面底板野青灰岩、山伏青灰岩在回采中可能有底板突水，对该两层含水层的防治水方法是一方面施工放水钻孔对野青灰岩含水层进行疏水降压；另一方面利用综合探测方法查找出工作面内部及两侧底板的导水构造和裂隙薄弱带，通过钻孔验证并预注浆加固充填大煤底板及野青灰岩含水层，将强含水层改造为弱含水层，甚至改造为隔水层，从而使工作面积水减少，底板变硬。 4 工作面大俯角开采防液压支架倾倒实施方案 ①俯斜开采期间，支架要垂直顶底板，前梁与顶板接触严密，护帮板有效护帮；工作面在拉架时，要由下至上依次带压擦顶移架，拉架与回缩护帮板保持同步。 ②俯斜开采期间，必须保证初撑力达到24MPa。支架拉移后，要将支架升紧升牢，初撑力达到要求并且要将支架侧护板撑起，使相邻支架成为牢固整体。 ③工作面倾角大于14时，下机头第一架拉架前，要用2或3根单体支柱将下头第一架牢固斜戗牢固，将柱头用联网绳与顶板固定部位连接好。个别支架出现倾倒现象时，要及时用液压单体斜戗牢固。单体支柱5m范围内不得有人，防止滑脱伤人，单体支柱禁止悬空使用。人员必须躲开单体支柱重心方向及柱头易滑脱的方向，并现场确认，确保移支架时不出现滑脱现象，并有专人指挥，防止挤倒支护或挤伤人员。 5 工作面大俯角防机组前倾掉道实施方案 ①机组割煤时，为防止采煤机机身向煤帮倾斜严重可适当留底煤，保持机身适当倾斜，坡度控制在15内。所留底煤移溜后，支架前必须人工清净，清到硬底。 ②机组在割煤过程中，要掌握好滚筒割煤卧底量，保持坡度一致。 ③保持工作面溜子直率，防止机身倾斜，溜子不直，对机组行走部损坏。 ④为防止工作面溜子、支架向工作面下机头方向下滑，可适当调斜，控制好下机头的超前量。支架的走向，以溜子机头与转载机搭接合理为宜。并加强俯斜期间区队管理人员现场跟班，发现问题及时进行调整。 ⑤机组司机要掌握好采煤机前进速度，掌握工作面溜子的煤量，防止煤量过大给工作面溜子造成事故。 ⑥加强俯斜开采期间机组齿轨的维护与管理。作好班检工作，加强培训使每一名机组司机掌握班检内容。 6 工作面大俯角机电设备改造 313工作面如此大的俯采角度给工作面机组、顺槽内运输皮带的正常使用带来了困难，将会造成机组滑靴损坏、机组滚筒割支架前梁、机组卧底量不够以及皮带运输开不上去煤等问题，针对这些问题我们进行了多次探讨分析，提出了解决办法并付诸实施。 ①适当调整机组滑靴，增加采煤机的稳定性。 ②合理增加煤壁侧滑靴和滑靴座的高度，使采煤机机身走向方向逆时针合理调斜，以降低采煤机的俯采角度，改善采煤机工作时的受力状况及工作面推溜移架状况。 ③改造采空区侧导向滑靴，降低导向滑靴靠煤壁侧耐磨面厚度，在俯采状况下，增加其强度和耐磨寿命。 ④更换大坡度段顺槽皮带，将普通皮带更换成带横纹的皮带，增加皮带的摩擦阻力，提高皮带上山带煤能力。 ⑤为防止大坡度段皮带运输出现皮带飞车、滚煤（砟）事故，提前采取以下措施 a、转载机司机严格监督煤量、煤块。发现煤量大时，停止开车，发现有煤块超过300mm时，必须给二部皮带打钟停车，待把煤块处理好后再开车。 b、保证皮带机头二个主滚筒的包胶齐全无损，每日进行检查确认。 c、保证皮带上煤量均匀，皮带司机必须时刻注意皮带上煤量，发现煤量较大时，立即打信号停车。 d、在皮带人行道一侧架杆上铺设塑料网进行防止煤砟滚落，使用塑料绳连接网的上边到顶板网上，下边与皮带架杆连接，保证铺设严密。 6 工作面大俯角开采取得的社会、经济效益 ①通过采取一系列措施，313工作面避免了支架倾倒、机组掉道等事故，保证了313工作面大俯角开采的安全进行。实现了工作面连续生产，保证了矿井生产任务的完成。 ②通过313工作面实施戗点柱和调斜等方案，顺利推过了大倾角俯斜煤层，避免了工作面搬家倒面，与整体搬家倒面方案比较，可创经济效益6000万元，经济效益显著。 28.1万吨400元/吨＝11240万元 ③通过313工作面设施排水、打戗点柱和调斜等技术方案的成功实施，找到了一条适合梧桐庄矿大倾角俯斜煤层的采煤工艺，为以后类似工作面的安全生产积累了实践经验。 6