盧義

（1.太原理工大學(xué)信息工程學(xué)院，太原 030024；2.山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)泰安煤業(yè)有限公司，太原 030002）

綜采工作面大傾角仰采工藝安全回采的研究與實(shí)踐

盧義1，2

（1.太原理工大學(xué)信息工程學(xué)院，太原 030024；2.山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)泰安煤業(yè)有限公司，太原 030002）

煤礦開采技術(shù)的進(jìn)步和完善始終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題，綜合機(jī)械化采煤工藝是實(shí)現(xiàn)礦井的高產(chǎn)高效的重要途徑，但在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，又存在著諸多問(wèn)題，大坡段大傾角仰采工藝的安全回采是其中的一大難題。因此，文章從大坡段大傾角仰采工藝及回采過(guò)程中如何保證安全回采的角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際，進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析和研究。

綜采；大坡段；大傾角；仰采

1 礦井及工作面概況

1.1 礦井概況

泰安煤業(yè)年生產(chǎn)能力為180萬(wàn)t/a，批準(zhǔn)開采8號(hào)、11號(hào)、12號(hào)和13號(hào)共4層煤，生產(chǎn)性井工礦，煤層傾角為5°～14°，綜合機(jī)械化采煤工藝。

目前已回采完成8101工作面和8102工作面，對(duì)兩個(gè)工作面在大傾角回采中遇到的生產(chǎn)技術(shù)難題進(jìn)行了分析，因8101工作面與8102工作面概況基本相同，因此，本文結(jié)合8101工作面大傾角仰采經(jīng)驗(yàn)主要以8102工作面進(jìn)行敘述。

1.2 綜采工作面概況

8102 綜采工作面位于井田的西南部，屬第一采區(qū)的第二個(gè)工作面，緊鄰8101工作面，設(shè)計(jì)傾向長(zhǎng)度1 490 m，走向長(zhǎng)度206.4 m，設(shè)計(jì)可采傾向長(zhǎng)度1 320 m，可采厚度3.2～3.8 m，平均3.6 m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-復(fù)雜，含1-3層夾矸，傾角3°～18°；采用綜合機(jī)械化一次采全高采煤工藝，傾斜長(zhǎng)壁采煤法，全部垮落法管理頂板。采用MG500/1140-WD型雙滾筒采煤機(jī)割煤、裝煤，SGZ-800/800型刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，ZY9000/24/45型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板，本工作面構(gòu)造形態(tài)為向西傾斜的單斜構(gòu)造，推采方向?yàn)檠霾桑郧醒弁系?50 m煤層為近水平煤層，從350 m到回采結(jié)束完成（停采線170 m）傾向推采為大傾角仰采。

2 回采中存在的主要問(wèn)題

8102 工作面從350 m到回采結(jié)束完成，此段煤體傾向推采為大傾角仰采，仰采角為10°～18°。根據(jù)前期1 100多米的推進(jìn)情況，工作面設(shè)備性能完全能適應(yīng)礦井地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件，支護(hù)與頂板控制良好，周期來(lái)壓強(qiáng)度不太明顯，最大顯現(xiàn)為煤壁片幫加劇，支架兩級(jí)護(hù)幫裝置使用效果良好，大傾角仰采段根據(jù)前期工作面頂板管理和控制經(jīng)驗(yàn)，仰斜推采期間需要解決的問(wèn)題主要有以下幾方面[1]：

1）工作面仰采角度大，造成轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)等上移困難，支架移架，推溜時(shí)阻力增大，刮板機(jī)出現(xiàn)上躥下跳現(xiàn)象增加、增大，操作困難，對(duì)各設(shè)備部件磨損較為嚴(yán)重。

2）工作面仰采，造成煤壁片幫嚴(yán)重，支架斷面距超出規(guī)定，頂板暴露面積增大，暴露時(shí)間增加，又容易發(fā)生漏頂，影響安全回采。

3）工作面仰采，由于設(shè)備操作比較困難，煤壁片幫等因素，對(duì)工作人員的安全威脅增大。

3 仰采的對(duì)策措施

3.1 對(duì)設(shè)備采取的對(duì)策

1）結(jié)合8101工作面大傾角仰采時(shí)形成的成功經(jīng)驗(yàn)，做好配件材料計(jì)劃（易損件導(dǎo)向滑靴、行走輪兩套），必要時(shí)更換滑靴和行走輪。為保證運(yùn)輸機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接合理，防止拉回煤或卡死運(yùn)輸機(jī)，采取偽斜開采的方法，并在生產(chǎn)中摸索到一個(gè)合適的偽斜角，使輸送機(jī)的上移量和下滑量相抵消[2]。

2）回風(fēng)順槽支架移出困難時(shí)，可利用回風(fēng)順槽絞車硐室55 kW雙速絞車輔助牽引機(jī)尾（根據(jù)現(xiàn)狀巷道變坡點(diǎn)安裝地輥，巷道不規(guī)整區(qū)段根據(jù)實(shí)際需要安裝導(dǎo)向輥或?qū)蚧啠?，運(yùn)輸順槽坡度較緩，不會(huì)影響支架的正常推移。為防止單軌吊下滑，拉完單軌吊電纜后立即用錨鏈將滑車固定到頂板錨桿上，且不少于2道。變線點(diǎn)用19 mm的鋼絲繩加一道保險(xiǎn)防護(hù)。工作面推進(jìn)到兩順槽都剩余160 m位置時(shí)，進(jìn)入爬坡段，運(yùn)輸順槽坡度較回風(fēng)順槽緩一些，現(xiàn)階段運(yùn)輸順槽部分輕型列車計(jì)劃拆除，待動(dòng)力中心到聯(lián)巷口時(shí)整列車倒到下一個(gè)工作面回風(fēng)順槽。由于工作面推進(jìn)方向坡度大，為防止轉(zhuǎn)載機(jī)會(huì)沿落山方向下滑和移設(shè)困難，可安裝輔助油缸（100 mm×1 000 mm）兩個(gè)，協(xié)助牽引。

3）在轉(zhuǎn)載機(jī)兩側(cè)的滑軌后面打兩根戧柱，同時(shí)用反光吊帶將戧柱上下與設(shè)備或頂部網(wǎng)片固定在一起，防止倒柱傷人。如果打戧柱后轉(zhuǎn)載機(jī)仍然下滑，可在機(jī)身兩側(cè)打戧柱頂死。由于巷道坡度大，單體液壓支柱必須迎山支設(shè)穿鞋戴帽，支到實(shí)底上，并用防倒繩連接，必要時(shí)使用硬連接（卡箍）防倒。要保證機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑，工作面各設(shè)備各潤(rùn)滑點(diǎn)注油要及時(shí)，保證油質(zhì)、油位，確保潤(rùn)滑效果良好。泵站壓力必須達(dá)到要求，液壓支架升起支撐頂板必須達(dá)到初撐力，加強(qiáng)液壓系統(tǒng)管理，杜絕有竄、漏液現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4）支架頂梁（相對(duì)于頂板）不得俯斜，以保證支架受力狀態(tài)合理、推拉自如，應(yīng)有良好的支護(hù)效果；堅(jiān)決避免液壓支架大腳鉆底現(xiàn)象的出現(xiàn)，如果發(fā)現(xiàn)立即組織處理。

5）保持采煤機(jī)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)完好和清潔，保證煤機(jī)軌道完好，經(jīng)常檢查滑靴的磨損情況，如磨損超過(guò)其1/3時(shí)必須更換。運(yùn)輸機(jī)擋煤板連接牢固可靠。保證液壓支架操縱控制系統(tǒng)元件完好無(wú)損，必須保證每架支架推移千斤頂液壓鎖完好有效。

3.2 防治片幫、漏頂及傷人的對(duì)策

1））在采煤機(jī)機(jī)身段加工定制弧形擋煤板。除機(jī)頭、機(jī)尾6個(gè)過(guò)渡支架外，其他支架在兩個(gè)立柱間加工鋼筋防護(hù)網(wǎng)片（安裝3架，空1架），卡箍固定。采煤機(jī)割煤后，緊跟采煤機(jī)前滾筒伸出支架伸縮梁或打出護(hù)幫板，及時(shí)護(hù)住機(jī)道上方頂煤和煤幫，防止頂煤冒落、片幫傷人。支架伸縮梁伸出、護(hù)幫到位后，必須保證端面距不大于340 mm；若該處端面距大于340 mm時(shí)，采取停機(jī)超前拉架的方法進(jìn)行支護(hù)。超前拉架后，端面距仍大于340 mm時(shí)，必須調(diào)整支架、刮板輸送機(jī)。

2）采煤機(jī)割煤時(shí)，距采煤機(jī)后滾筒3～5 m移架，超過(guò)5 m時(shí)必須停機(jī)等候。如遇頂板壓力大，片幫嚴(yán)重，必須停機(jī)，緊跟采煤機(jī)前滾筒后1架，及時(shí)帶壓移架。移好的支架必須保證接頂嚴(yán)實(shí)，立柱初撐力在7 200 kN以上，并將操作手把打到零位。嚴(yán)禁人員進(jìn)入機(jī)道作業(yè)，如果必須進(jìn)入時(shí)，必須先敲幫問(wèn)頂，護(hù)幫護(hù)頂，并加固作業(yè)段及前、后10 m范圍內(nèi)支架，確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后，有專人監(jiān)護(hù)方可進(jìn)入機(jī)道作業(yè)。機(jī)道作業(yè)過(guò)程中，嚴(yán)禁操作作業(yè)地點(diǎn)附近5 m內(nèi)支架。采煤機(jī)司機(jī)割煤時(shí)，應(yīng)站在支架內(nèi)安全地點(diǎn)；發(fā)現(xiàn)采煤機(jī)前、后5 m范圍內(nèi)有片幫時(shí)，必須立即停機(jī)處理，確認(rèn)安全后，再進(jìn)行割煤。支架工要與采煤機(jī)司機(jī)保持一定距離，并與采煤機(jī)司機(jī)相互配合進(jìn)行互保。

3）采煤機(jī)割煤、移架時(shí)，其他人員要與采煤機(jī)、正在拉移的支架保持5 m以上的距離，并且不得在架前停人、通過(guò)。在工作面行走時(shí)，必須走支架內(nèi)，嚴(yán)禁在機(jī)道行走。如果確實(shí)需要在機(jī)道內(nèi)行走，必須先敲幫問(wèn)頂、護(hù)幫護(hù)頂，并有專人監(jiān)護(hù)。清煤工清煤時(shí)，要隨時(shí)觀察周圍頂板、煤幫情況，面向機(jī)尾方向，發(fā)現(xiàn)有片幫時(shí)，及時(shí)用長(zhǎng)把洋鎬徹底處理；處理片幫時(shí)，人員必須站在片幫段上山側(cè)，并有班組長(zhǎng)在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)。工作面處理大塊時(shí)，必須將大塊拉至頂板完整，無(wú)片幫危險(xiǎn)地段進(jìn)行處理；開工前，班組長(zhǎng)必須對(duì)工作面頂板、煤壁、支架詳細(xì)全面檢查，發(fā)現(xiàn)有片幫煤、醒煤、支架不接頂現(xiàn)象時(shí)，必須徹底處理，否則不得開工。采煤機(jī)割煤時(shí)，要把頂板割平，煤壁割齊，嚴(yán)禁超挖頂?shù)装?。采煤機(jī)進(jìn)刀口處嚴(yán)禁留頂煤，插刀后及時(shí)打出護(hù)幫板護(hù)好煤幫。工作面進(jìn)刀口兩端頭處及地質(zhì)構(gòu)造段是易發(fā)生片幫的地段，該段作業(yè)時(shí)必須指派有經(jīng)驗(yàn)的老工人負(fù)責(zé)安全工作。

4）每班接班后，跟班隊(duì)干部、班長(zhǎng)先進(jìn)入工作面檢查，有無(wú)醒煤、片幫等隱患，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題必須徹底處理，否則不準(zhǔn)其他人員進(jìn)入工作面。嚴(yán)禁在隱患未處理的情況下開工生產(chǎn)。檢修采煤機(jī)或運(yùn)輸機(jī)時(shí)，必須先將支架護(hù)幫板打出護(hù)好煤幫，并處理掉片幫、醒煤隱患，必要時(shí)打臨時(shí)支柱護(hù)幫護(hù)頂，并在有專人監(jiān)護(hù)的情況下方可進(jìn)行檢修作業(yè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前已回采完成8101工作面和8102工作面，對(duì)兩個(gè)工作面在大傾角回采中遇到的生產(chǎn)技術(shù)難題進(jìn)行了分析，提出了解決這些問(wèn)題的有效措施，使綜采工作面在大傾角、大仰采條件下順利地進(jìn)行回采，不僅獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，而且為大傾角工作面仰采積累了經(jīng)驗(yàn)。

[1]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

[2]吳士良.井巷工程[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.

Research and Application of Deep-inclined Upward Mining on Fully Mechanized Working Face

LU Yi1,2
(1.College of Information Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China;
2.Taian Coal Co.,Ltd.,Shanxi Coal Transportation&Sales Group,Taiyuan 030002,China)

The progress of technology have always been the topic of the mining development. Although fully mechanized coal mining is one of important approaches to realize the efficient production, there are many problems in practice.The safety of large slope and deep-inclined upward mining is one of them.The paper presented detailed analysis and research on the practice to ensure the safe mining.

fully-mechanized mining;large slope;deep inclined;upward mining

TD823.212

A

1672-5050（2015）03-0053-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.03.019

（編輯：劉新光）

2015-03-13

盧義（1969-），男，山西保德人，在讀工程碩士，高級(jí)工程師，從事煤礦開采技術(shù)工作。