潞安矿区大倾角大长工作面回采管理技术.pdf

收稿日期２０２０􀆽 ０２􀆽 １１ 作者简介王 洪１９７８ － ꎬ男ꎬ山西长治人ꎬ工程师ꎬ从事煤矿技术管理工作ꎮ ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００５ －２７９８. ２０２０. ０７. ０３６ 潞安矿区大倾角大长工作面回采管理技术 王 洪 潞安集团 司马煤业有限公司ꎬ山西 长治 ０４７１０５ 摘 要潞安矿区 ２０１９ 年对 ３ 个切眼倾角平均超过 １０、切眼长度超过 ３００ ｍ 的工作面进行了回采ꎬ针对 这 ３ 个大倾角大长工作面矿压规律显现、顶板运动方向对支架的倾倒影响显著、支架受力更加复杂等情 况ꎬ提前制定方案ꎬ在安装、回采期间采取措施ꎬ做好安全防护管理ꎬ实现了工作面的安全高效回采ꎮ 关键词大倾角ꎻ大长工作面ꎻ技术管理 中图分类号ＴＤ８２３. ８９ 文献标识码Ｂ 文章编号１００５􀆽 ２７９８２０２００７􀆽 ００８７􀆽 ０２ 随着煤矿开采技术与规模的不断发展ꎬ矿井回 采工作面的机械化生产水平也在不断提高ꎬ工作面 切眼长度和巷道长度也在不断增加ꎬ工作面布置朝 着大长方向发展ꎬ同时由于受地质条件影响ꎬ大倾角 大长工作面回采管理技术成为大型煤矿必须面对和 解决的技术难题ꎮ 综采工作面切眼长度的增加导致 巷道中的支承压力分布与原有长壁工作面存在较大 差别ꎬ而支承压力分布往往决定着巷道围岩的稳定 性ꎮ 大倾角工作面矿压显现为不对称性和不均匀 性ꎬ采空区矸石自由滑移ꎬ沿工作面方向下部填满而 上部悬空ꎬ顶板压力显现为中、上部压力较大ꎬ下部 压力较小的特殊规律ꎮ 大倾角大长工作面顶板运动 方向对支架的倾倒影响显著增加ꎬ导致工作面支架 受力更加复杂ꎬ对工作面的支护提出了更高的要求ꎮ 潞安矿区 ２０１９ 年对 ３ 个切眼长度超过 ３００ ｍ、 切眼平均倾角超过 １０的工作面进行了回采ꎮ 这 ３ 个回采工作面的基本情况分别为常村矿 ２３１１ 综放 工作面切眼长 ３００ ｍꎬ可采长度 １ ４７５ ｍꎬ切眼靠近 机头侧 ２１３. ３ ｍ 范围内坡度最小为 １１. ２ꎬ最大坡 度１８. ５ꎻ靠机尾侧８６. ７ ｍ 范围内最大坡度为９. ５ꎮ 工作面安装中间架型号为 ＺＦ８０００/２０/３８ꎬ端头架型 号为 ＺＦＧ９６００/２３/３８ꎬ工作面布置方式为 Ｕ ＋ 高抽 巷ꎮ 余吾矿 Ｓ２２００ 综放工作面切眼长 ３００ ｍꎬ巷道 长度 ６４５. ９ ｍꎬ工作面机头高、机尾低ꎬ平均坡度 －１０. ９ꎬ工作面安装中间架为 ＺＦ７０００/１９. ５/３８ 型 放顶煤支架ꎬ排头尾支架为 ＺＦＧ７５００/２２/３６ꎮ 余吾 矿 Ｓ５２０６ 工作面切眼长 ３００ ｍꎬ 巷道长度平均 １ ８００ ｍꎬ工作面西高东低ꎬ平均坡度 １０ꎬ煤厚平均 ６. １０ ｍꎬ工业储量 ４０８. ２６ 万 ｔꎬ工作面安装 １９４ 组 ＺＦ８０００/２０/３８ 低位放顶煤支架和 ８ 组过渡支架ꎮ 在这 ３ 个工作面安装、回采时ꎬ结合潞安集团以往综 采工作面回采管理技术经验ꎬ提前采取措施ꎬ做好安 全防护管理ꎬ出现倒架征兆时及时扶架ꎬ实现了这 ３ 个工作面安全高效回采ꎮ １ 工作面安装前对设备进行改造 １. １ 支架防倒装置改造 端头架采用顶梁连接防倒装置防倒ꎬ防倒装置 主要组成部分有转轴、连接环、防倒油缸、高压胶管 等ꎮ 端尾架进行压柱装置改造ꎬ脚踏板也进行防滑 改造 ꎮ 中间支架进行前、尾梁防倒改造ꎬ前梁防倒 装置采用支架底座前端安装调架千斤顶ꎬ底座连接 耳加装防倒链条连接相邻支架前梁顶ꎬ尾梁防倒装 置采用支架底座后连接耳安装调架千斤顶防倒链条 连接相邻支架后连杆ꎮ １. ２ 大溜和采煤机防滑改造 大溜机头配备前后溜防下滑装置ꎬ主要是加装 Ｄ３０ ｍｍ １０８ ｍｍ 大链、防滑千斤顶ꎮ 采煤机选择 加强型履带ꎬ液管一侧加 ４ 分钢丝绳 １ 根ꎬ为防止履 带下滑ꎬ在电缆槽底板加装 １ 层废皮带ꎮ 机组必须 上抱闸ꎬ防止机组下滑ꎮ 机组内腔变频器一用一备ꎬ 采用一拖二方式驱动ꎮ １. ３ 巷道硬化改造 综采工作面安装之前对胶带巷道外帮３ ｍ 宽 进行硬化ꎬ硬化长度为从切眼往外３５０ ｍ 范围ꎬ巷道 硬化处保证净高不低于 ３. １ ｍꎮ ２ 创新回采工艺 ２. １ 回采时改善采煤工艺 采煤机下行割煤时煤体给滚筒的反作用力会传 递到输送机ꎬ同时由于切眼坡度较大ꎬ机组向机尾方 向截割行走困难ꎬ因此ꎬ必须要改善采煤工艺ꎬ采用 ７８ 问问题题探探讨讨 总第 ２５１ 期 单向割煤工艺ꎮ 设计采用从机尾向机头方向割煤、 机头向机尾返空刀的单向割煤工艺ꎮ ２. ２ 改变推溜顺序 从机头向机尾顶溜防止大溜上窜ꎬ在大倾角工 作面中ꎬ运用从下向上推溜产生的位移量来进行输 送机下滑量的补偿ꎮ 因为推溜与移架顺序、割煤的 方向相反ꎬ可以加强输送机防滑机构的防滑作用ꎮ ２. ３ 适当伪斜调整和保证机头联网 伪斜回采是控制大溜下滑的有效措施ꎬ采取调 伪倾斜的方法减小工作面倾角ꎮ 在回采时ꎬ将工作 面调成伪倾斜ꎬ要求胶带巷比回风巷始终超前 ７ １０ ｍꎮ 伪斜后切眼坡度仍然较大ꎬ为防止顶板漏矸 导致支架倾斜和摆架时架间空隙漏矸造成大范围漏 顶事故ꎬ机头段排头架和正规 １０ 组架全部联网ꎬ 增强顶板整体完整性ꎮ ３ 提升安全防护管理 ３. １ 顶板、煤墙的管理 倾斜工作面顶板、煤墙管理是重点ꎬ拉架必须带 压移架ꎬ支架初撑力架架达标ꎬ出现破碎征兆迹象时 要及时安排注浆ꎬ过陷落柱前ꎬ必须超前进行注浆ꎮ 不惜一切代价控制好顶板、煤墙ꎬ防止支架倾倒ꎮ ３. ２ 防窜矸管理 机组运行至大倾角区段时ꎬ要防止煤矸窜出刮 板输送机伤人ꎬ人员要在支架前后立柱间行走ꎬ时刻 注意刮板输送机运行情况ꎮ ３. ３ 防机组下滑 采煤机内牵引加装液压抱闸ꎬ保证液压泵站压 力ꎬ不上手动操作阀ꎮ 机组检修停车必须选择煤墙 顶板较好的地方ꎬ机组检修时必须停车落刀、停电、 摘刀、闭锁刮板输送机ꎮ ３. ４ 及时移架 紧跟机组前滚筒移架ꎬ减少空顶时间ꎮ 移架过 程中时间不能过长ꎬ避免因移架时间过长不能及时 调架而发生歪斜ꎮ 所有支架均带压擦顶移架ꎬ支架 升起接顶后ꎬ要继续保持 ３ ５ ｓ 的供液时间ꎬ使支 架初撑力合格ꎮ 支架下降拉移支架时ꎬ降架高度不 得低于相邻下方支架侧护板ꎬ防止拉移支架时发生 倒架、垛架ꎮ 移架后侧护板之间不能出现明显错差 大于 ３００ ｍｍꎬ否则要及时扶架ꎮ ４ 出现倒架时的支架调整工艺 ４. １ 移架扶架 回采期间每班要调整支架状态和间距ꎬ利用移 架过程调整支架架向ꎮ 设计在 ４０ 号架安装 １ 个千 斤顶大链到 １ 号架、１１０ 号架安装 １ 个千斤顶大链 到 ７０ 号架ꎬ通过千斤顶和大链的牵引作用在移架过 程中将支架摆正ꎮ ４. ２ 停产扶架 架向不正或有倾倒趋势时ꎬ要通过支架侧护板 来实现支架方向的调整ꎬ或采用单体液压支柱进行 调架ꎬ调架时采用远距离供液ꎮ 坡度较大区域拉架 前ꎬ在机头方向支架靴下支垫 ６００ ｍｍ 长道木ꎬ达到 扶正支架的目的ꎮ ５ 结 语 常村矿 ２３１１ 综放工作面、余吾矿 Ｓ２２００ 综放工 作面、余吾矿 Ｓ５２０６ 工作面通过采取以上措施ꎬ在 ２０１９ 年全部实现安全高效回采ꎬ收到了良好的经济 效益并起到了很好的示范作用ꎮ 随着潞安矿区开采 条件的变化ꎬ大倾角大长工作面将会越来越多ꎬ如何 安全、快速地回采此种赋存条件的工作面ꎬ是煤矿面 临的课题ꎮ 通过这 ３ 个工作面的回采ꎬ总结出了一 套适合潞安大倾角大长工作面的管理技术ꎬ为今后 各矿井在回采此类条件下工作面提供了可借鉴的经 验ꎬ具有推广应用价值ꎮ [责任编辑常丽芳] 􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈􀤈 上接第 ７６ 页 参考文献 [１] 韩 磊ꎬ侯水云ꎬ张小康. 大跨度巷道顶板围岩破坏特 征及控制技术研究[Ｊ]. 工业安全与环保ꎬ２０１８ꎬ４４ １２３２ －３５. [２] 郭兵兵ꎬ纪炎涛ꎬ刘德峰. 大跨度巷道锚杆锚索联合支 护设计数值模拟研究[Ｊ]. 化工矿物与加工ꎬ２０１８ꎬ４７ ８３１ －３４. [３] 李登屹. 采动影响下大跨度巷道围岩破坏规律及控制 技术[Ｊ]. 煤炭科技ꎬ２０１６２３９ －４２. [４] 李 冲ꎬ曹 悦ꎬ程争民ꎬ等. 大跨度巷道顶板垮冒规律 与减跨支护技术研究[Ｊ]. 采矿与安全工程学报ꎬ２０１５ꎬ ３２６９７８ －９８３ꎬ９８８. [５] 韩迎博. 锚索网喷综合支护技术在大跨度巷道施工中 的应用[Ｊ]. 河南科技ꎬ２０１３１３３１. [６] 郭丽军. 锚索网喷综合支护技术在大跨度巷道施工中 的应用[Ｊ]. 机械管理开发ꎬ２０１７ꎬ３２５１５ －１６ꎬ２２. [责任编辑常丽芳] ８８ ２０２０ 年 ７ 月 王 洪潞安矿区大倾角大长工作面回采管理技术 第 ２９ 卷第 ７ 期