大倾角煤层综采技术实践.pdf

第 1 4卷 第1期 总第8 6期 2 0 0 9年 2月 煤 矿 开 采 Co a l mi ni ng Te c hn o l o g y V o 1 ． 1 4 N o ． 1 S e r i e s N o ． 8 6 F e b r ua r y 2 00 9 大倾 角煤层 综采技 术实践 李乃芳 开滦集 团 唐山矿业分公 司，河北 唐山 0 6 3 0 0 1 [ 摘要] 以唐山矿业公司2 7 8 l 工作面回采为例，从工作面布置、回采工艺流程、防滑及 冒顶 处理方法等方面，详细介绍大倾角煤层开采中诸多问题的解决办法，以提高资源采出率，延长矿井服 务年 限。 [ 关键词] 大倾角；伪斜开采；防倒防滑 [ 中图分类号]T D 8 2 3 [ 文献标识码]B [ 文章编号]1 0 0 6 - 6 2 2 5 2 0 0 9 0 】 - 0 0 4 4 - 0 2 Pr a c t i c e o f Fu l l me c ha n i z e d M i n i n g Co a l Se a m wi t h La r g e An g l e 近年来 ，随着大倾角综合机械化采煤设备 的日 臻完善 ，其适应范围不断扩大 ，但 由于工作面倾 角 的加大 ，给安全生产带来诸多安全隐患 ，给生产管 理提 出了新的课题。 1 大倾 角综 采工作 面特 点 1 ． 1 煤层倾角大对液压支架 的影响 液压支架在大倾角条件下支架重心偏离液压支 架底座中心 ，部分液压支架重心偏离到液压支架底 座之外 ，加之顶板岩石的下滑力 ，使液压支架稳定 性变差 ；移架时受重力影响 ，液压支架产生向下的 分力使液压支架向下滑移 、倾倒。 液压支架 向下滑移后 ，由于液压支架与工作面 刮板输送机下滑不 同步 ，液压支架 中心偏离刮板输 送机连接中心或液压支架与工作 面输送机不垂直 ， 使液压支架连接杆 、连接块弯曲或折断 ，严重时支 架卡挤造成升降、移动支架困难 。 1 ． 2 煤层倾角大对刮板输送机的影响 刮板输送机在 大倾 角条件下 移动时下滑量 加 大；煤层倾角接近或大于 自溜角后输送机上的煤 、 矸会 自行滑落，物料飞溅会砸坏设备 、砸伤人员。 1 ． 3 煤层倾角大对采煤机的影响 采煤机在大倾角条件下会 自行下滑；增加了上 行割煤的阻力 ；拖移电缆也会下滑 ，有可能脱离电 缆槽。 1 ． 4 煤层倾角大对顶板的影响 由于煤层倾角大顶板有向下滑落的趋势，与液 压支架的支撑力不在一条直线上 ，需要加大液压支 架的支撑力；工作面一旦冒顶，冒落的煤矸 自 动下 滑，冒顶事故处理困难 。 2 工 作面 概况 唐山矿 2 7 8 1工作面位 于矿井北翼 ，八槽首采 面。工作面标高 一 6 8 5 ． 2～一 7 4 3 ． 8 m，工作面可采 走 向长度 5 6 0 m，倾斜 长度 1 1 0 m，煤层 最大倾 角 4 7 。 ，最 小 倾 角 1 3 。 ，平 均 3 0 。 ，煤 层 最 大 厚 度 5 ． 5 3 m，最小厚度 2 ． 0 m，平均 4 ． 0 m。煤层结构为 复合结构 ，属 8煤层 ，煤层沉积较稳定。 基本顶 为灰色细砂岩 ，厚 4 ． 5 m， 成分 以石英 为主，岩石断 口不规则 ，硅质胶结 ，水平层理。 直接顶为深灰色砂质泥岩 ，厚 1 ． 5 m，主要成 分泥质 ，含云母碎屑及高特木化石 ，水平层理。伪 顶为深灰色泥岩 ，厚 0 ． 1～0 ． 5 m，主要成份泥质， 含植物根化石。 直接底 为深灰 色泥岩 ，厚 1 ． 3 m，成份泥 质， 含大量植物根化石。老底为灰色细砂岩 ，厚 2 ． 2 m， 斜交层理 ，以石英为主 ，分选不好。 该工作面赋水性差 ，采掘期间无涌水 。工作面 在掘进过程中共揭露 1 4条 断层 ，断层 落差从 0 ． 5 ～ 4 ． 0 m。可 采 储 量 2 6 4 k t 。 机 轨 巷 全 部 采 用 1 0 ． 4 m 可缩拱形架支护。 2 7 8 1工作面采用走 向长壁后退 式采煤法，一 次采全高。端头斜切进刀 ，单 向割煤 ，截深 0 ． 6 m。 上顶铺设金属经纬网。一般沿顶回采 ，过断层期间 可托煤顶开采 。 根据矿井设计能力和工作面条件该工作面选用 了 G 3 2 0 ． 1 3 ／ 3 2型液压 支架 7 4组 ，割煤选用 M C - 3 7 5双滚筒采煤机 ；工作面运输选用 S G Z ． 7 3 0 ／ 4 0 0 输送机。 运输巷选用 S Z Q - 4 0转载机和 J D 一 1 5 0胶带输送 【 收稿 日期 ]2 0 0 8一O 91 1 [ 作者简介]李乃芳 1 9 5 1 一 ，男，河北唐山人，采煤工程师，参与液压支架设计 ，多年从事综采、综放技术管理工作。 4 4 李乃芳大倾角煤层综采技术实践 2 0 0 9年第1期 机运煤。泵站安装 2台 M R B 一 1 2 5 ／ 3 1 ． 5乳化液泵。 3 技术措施 1 工作 面伪斜 开采 沿倾斜布置 的工作 面 刮板输送机和液压支架都有下滑的趋势，为保证工 作面始终沿走向推进 ，控制好工作面输送机机头超 前量 ，保证工作面刮板输送机与转载机搭接合理 ， 一 般采取伪斜开采 ，工作面下出口超前上出 口，超 前角度按下式计算 8 ak ／ 2 式中， 为工作面超前角 ， 。 ；O t 为工作面倾角 ， 。 ； 为调整系数 ，0 ． 9 5～1 ． 1 5 。 其中 k 调整系数 与工作面底板 、刮板输送 机的类型、推溜 、移架工艺等有关 ，需要对具体工 作面观测后确定。 控制工作面超前角的关键是每天测量工作面的 倾角和超前角，并及时进行调整 ，这是大倾角工作 面采煤成败的关键之一。 2 工作 面保持三直 两平 防止工作面 出现 大的起伏造成倒架和工作面中间超前或落后 ，避免 出现挤架倒架现象。 工作面液压支架出现轻微挤架倒架现象及时调 整 ，防止事故扩大。 3 刮板输送机防滑采用每 1 0节溜槽安设 1 个防滑千斤顶 ，刮板输送机机头防滑用单体液压 支柱打戗柱的方法 。 4 工作面输送机设 防飞溅设施 防飞溅设 施主要设在输送机上方 ，每隔 1 5～2 0 m挂 1道用 6 1 9 m m 6 4 ． 5 mm的圆环链组成的防飞溅帘 ；工作 面输送机下方设全封闭挡板。在人行道与机道之间 挂金属网，金属 网上方吊挂在液压支架前梁下 ，下 方连接在刮板输送机 电缆槽上 ，采煤机割煤时只在 采煤机下方 1 5 m 范围内解开金属 网，并 规定 采煤 机运行时采煤机下方人员撤出，刮板输送机运行时 工作面下出口禁止行人 。 5 液压支架设 防倒 和防滑 由于工作 面坡 度大，液压支架必将发生下滑 ，从而发生倒架 、咬 架或液压支架移出工作面现象。 为防止以上现象的发生 ，采取由下向上移架的 方法，工作面移架时严禁多段同时操作 ，及时调整 支架方向，并用侧护板随时调整支架状态，使支架 与工作面保持垂直。 液压支架防滑装置只设在工作面下方第一组支 架上 称为关键 架 ，只要保证 第一 组支 架不 下 滑，其他支架下滑容易调整；液压支架防倒装置从 第一组开始每 5～2 0组支 架设 1套。防倒装 置用 b l 0 0 mm液压油缸 ，一端用圆环链 固定在液压支架 顶梁上 ，另一端 固定在支架上方第 4组 的底座上 ， 移架时拉紧防倒液压缸。 为保证支架稳定 ，采高控制在 2 ． 9 m左右。 保证支架初撑力 ，加大泵站的供液能力 ，确保 支架供液压力 ，使支架动作迅速 ，缩短移架 时间， 减少 冒顶机率 。 为观察液压支架运行情况 ，每 1 0组支架 安装 2台圆盘式液压支架工作阻力监测仪。 6 机组 防滑 采煤 机一般都带有 防滑 的液 压 闸，在大倾 角条件下要求 采煤机液压 闸制动可 靠 。考虑到机组设计 爬坡 角度 比工作 面实 际倾角 小 ，因此机组停止运行时，机组防滑除了利用机组 本身液压闸外 ，还在机组下方加设 防滑千斤顶 ，在 采煤机行走部后部配备防滑销 ；在工艺上采用下行 割煤 ，上行扫空刀 ，及时推移输送机 、移架 ，以阻 止采煤机下滑 。 针对采煤机拖移电缆下滑问题 ，采取了绑扎尼 龙编织带增加摩擦力和人工辅助拖移 电缆下滑 的方 法 。 7 防止 冒顶措 施 由于工作 面 断层 较多 ， 断层附近顶板破碎极易发生 冒顶 ，采煤机在断层附 近割煤时放慢速度 ，与支架工配合好 ，液压支架及 时支护 ，在工作面片帮地点支架超前支护。断层附 近 ，采取打板破底或托煤顶措施 ，煤层较厚地点可 适当丢底煤 ，煤层较薄地点见底时，可适当打底或 破板 。 严格控制采高以保证工作面顶 、底板平直。工 作面上下出 口处加强顶板支护。必要时液压支架上 铺设经纬网或菱形 网护顶。 4 结束语 经过 5个多月的开采 ，共产煤 2 7 3 5 0 4 t ，质量 标准化月月达标 ，无轻伤 以上事故，工作面输送机 与转载机搭接误差不大于 0 ． 4 m，无大的 冒顶事故 ， 支架防倒防滑设施运行可靠 ，采煤机无下滑事故 ， 液压支架和工作面输送机下滑在控制范围之内。但 大倾角液压支架防滑装置的结构较复杂 ，安装 、维 修困难 ，一旦损坏修复更加 困难 。 [ 参考文献] [ 1 ]钱鸣高 ，刘听成 ，等 ．矿 山压力及其控制 [ M]．北京 煤 炭 工业出版社 ，1 9 9 5 ． [ 责任编辑 王兴库] 45