武慶興

摘要：該文對(duì)綜采工作面大傾角仰采存在問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了仰采切實(shí)可行的安全技術(shù)措施及方法；對(duì)2222面的成功開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：綜采 仰采 技術(shù)管理

1 工作面基本情況

邢東礦2222工作面布置于二水平軌道下山以南，-980集中運(yùn)料巷以東，其東部為邢東礦礦區(qū)邊界，其南部目前尚未有巷道工程，工作面標(biāo)高-980～-1200m，地面標(biāo)高：+55.7～+58.5m，工作面南鄰高家屯村、東鄰大色村莊，所采煤層為2#煤，厚度3.2～4.2m（平均3.7m），煤層傾角10°～18°（平均14°）。工作面設(shè)計(jì)推進(jìn)長(zhǎng)度711m，切眼長(zhǎng)度163m，運(yùn)料巷掘進(jìn)長(zhǎng)度857m，運(yùn)輸巷掘進(jìn)長(zhǎng)度833m。煤層頂板直接頂板為粉砂巖，平均厚度為3.5m，局部地段存在粉砂質(zhì)泥巖，厚約0.2～0.8m。老頂為細(xì)砂巖，平均厚度為7.3m。老底為細(xì)砂巖，厚度為4.7m。根據(jù)2222工作面所在區(qū)域地質(zhì)條件以及該區(qū)域周?chē)F(xiàn)有的通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)，2222工作面采用仰采布置較為合理。

2222工作面采用單一厚煤層一次采全高后退式采煤法，全部垮落法管理頂板，綜合機(jī)械化采煤，采用MG500/1140-WD型雙滾筒采煤機(jī)落煤，裝煤，SGZ-800/2*400型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，ZY5000/25/50型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板。

2 大傾角仰采存在的主要問(wèn)題及分析

2222工作面整個(gè)回采過(guò)程為仰采，仰采角度平均14°，局部地段達(dá)到18°。因此，工作面開(kāi)采面臨以下主要問(wèn)題：

①工作面頂板難以控制。2222工作面普遍存在一層200-800mm偽頂，從力學(xué)角度分析，工作面頂板在自重力的作用下，有一沿頂板法線和向采空區(qū)方向的分力，而且這一分力隨仰采角的增大而增大。

因此，工作面機(jī)道偽頂板極易冒落。偽頂冒落，會(huì)造成采高增加，支架無(wú)法接頂，最終造成直接頂冒落。

②工作面煤壁易片幫。由于仰采角度較大，工作面運(yùn)輸機(jī)每推進(jìn)一個(gè)循環(huán)步距，運(yùn)輸機(jī)的里沿和外沿出現(xiàn)19cm的高差。運(yùn)輸機(jī)里外沿不平還有近18°仰角，由此造成采煤機(jī)割煤后，煤壁出現(xiàn)一向采空區(qū)方向的俯角。煤壁在自重力的作用下極易片幫。

③控頂區(qū)內(nèi)架間浮煤增多，增加了清理浮煤的工作量。由于煤壁不垂直，有向采空區(qū)方向的俯角，在采煤機(jī)落煤時(shí)或煤壁片幫時(shí)煤炭極易拋落到控頂區(qū)內(nèi)，加大了清理浮煤的工作量。

④工作面機(jī)頭、機(jī)尾三角區(qū)，頂板難以控制。因?yàn)槭苓\(yùn)輸機(jī)電機(jī)影響，工作面機(jī)頭、機(jī)尾支架落后一排，在以往俯采工作面，普通支架可以很好地支護(hù)三角區(qū)，但是在2222大角度仰采工作面，由于片幫影響，三角區(qū)空頂面積增大，普通支架難以支護(hù)，易發(fā)生冒頂。

3 仰采措施

3.1 合理改裝設(shè)備

3.1.1 工作面液壓支架改造。2222工作面所用的液壓支架為ZY5000/25/50型兩柱掩護(hù)式液壓液壓支架。最小支護(hù)高度2.5m，最大支護(hù)高度5m，一級(jí)護(hù)幫長(zhǎng)度650mm，二級(jí)護(hù)幫長(zhǎng)度1100mm。

為適應(yīng)仰采工作面，在原有的一級(jí)護(hù)幫長(zhǎng)度下加長(zhǎng)500mm，護(hù)幫總長(zhǎng)度增加到2250mm。

針對(duì)工作面機(jī)頭、機(jī)尾片幫較嚴(yán)重，控頂面積大的難題，將工作面機(jī)頭四臺(tái)、機(jī)尾三臺(tái)支架頂梁加裝伸縮梁，頂梁最多可伸長(zhǎng)800mm，工作面割完機(jī)頭機(jī)尾后，在推移刮板輸送機(jī)之前可以提前將頂梁伸縮梁伸出，保證了三角區(qū)頂板支護(hù)。

因工作面為仰采工作面，原支架腳踏板產(chǎn)生傾斜，人員在支架內(nèi)行走，容易滑倒。現(xiàn)根據(jù)工作面傾斜角度，在支架腳踏板下加裝可調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)工作面坡度將支架腳踏板調(diào)平。

3.1.2 采煤機(jī)加裝可調(diào)試頂蓋和擋煤板。采煤機(jī)在回采過(guò)程中，因仰采角度，機(jī)身向老空方向傾斜。采煤機(jī)在割煤過(guò)程中，掉落的煤塊，容易沿機(jī)身傾斜方向滾落傷人。

解決方法：

①通過(guò)研究在采煤機(jī)上加裝擋煤板和可調(diào)式采煤機(jī)頂蓋，可根據(jù)仰采角度，及時(shí)調(diào)整采煤機(jī)頂蓋成水平角度。②降低機(jī)組滑靴高度，將平靴墊高，使割煤機(jī)割出的煤壁倒斜角度減小。

3.1.3運(yùn)輸巷安裝輔助牽引裝置。在工作面運(yùn)輸巷內(nèi)安裝了大直徑、大行程的千斤頂配運(yùn)輸機(jī)鏈條，作為輔助動(dòng)力牽移運(yùn)輸巷轉(zhuǎn)載機(jī)和皮帶機(jī)尾。

3.2 采用柔性錨桿加固煤壁，防止片幫

2222工作面最深達(dá)到-1200m，地壓大，煤壁容易松散，造成片幫。為加固煤壁強(qiáng)度，使用柔性錨桿技術(shù)。

柔性錨桿支護(hù)方法：每隔3架（每6m）在工作面煤壁距頂板1.5m處沿煤層傾向打一個(gè)7m深、直徑為45mm的深孔，配合四分鐵管下直徑15mm麻繩，注漿加固，每孔注漿不得超過(guò)8桶。

工作面每推進(jìn)5刀（3.5m）注漿一次，上次布置注漿孔與下次布置注漿孔的位置錯(cuò)開(kāi)，呈邁步式布置方式。

注漿過(guò)程中需要及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)注漿孔布置參數(shù)進(jìn)行變更，煤壁破碎時(shí)及時(shí)加密，煤壁完整、傾角變小時(shí)減少孔數(shù)甚至不再打眼注漿。

3.3 工作面運(yùn)輸機(jī)角度控制，保證工作面正?；夭?/p>

因人為因素，采煤機(jī)司機(jī)對(duì)運(yùn)輸機(jī)仰采角度把握不準(zhǔn)確，很容易造成采高增加，工作面跟不上煤層角度變化，最終造成工作面割地板，托頂煤，工作面無(wú)法推進(jìn)。

仰采工作面正?；夭桑仨氁獓?yán)格地控制好工作面運(yùn)輸機(jī)角度，防止運(yùn)輸機(jī)大起大落。例如工作面仰采角18°，計(jì)算發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)調(diào)整到25°，工作面采高降低1m，需要推進(jìn)8.5m左右。運(yùn)輸機(jī)角度為0°，每推進(jìn)3m，采高將增加1m。

從數(shù)據(jù)上分析，采高降低困難，增加容易。為合理地控制工作面采高，防止出現(xiàn)采高過(guò)大，造成頂板事故，運(yùn)輸機(jī)角度必須控制合理，為此必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)支架和運(yùn)輸機(jī)角度的管理。要求支架工每五架進(jìn)行一次測(cè)量，發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)角度山勢(shì)不對(duì)，及時(shí)調(diào)整運(yùn)輸機(jī)角度，防止采高增加。

3.4 采取有效安全防護(hù)措施

①在支架立柱上加裝護(hù)網(wǎng)，又分為金屬網(wǎng)與柔性網(wǎng)，金屬網(wǎng)采用角鋼配合10mm鋼筋焊接成600×800mm護(hù)網(wǎng)，固定在兩立柱中間。柔性網(wǎng)采用網(wǎng)孔50X50ram的尼龍編制網(wǎng)聯(lián)結(jié)組成，長(zhǎng)8m，寬4m。依次排開(kāi)，固定在支架頂梁上，呈自然下垂。通過(guò)雙網(wǎng)共同作用，防止煤壁片幫或采煤機(jī)割煤時(shí)大塊煤矸的飛出傷人。

②優(yōu)化采煤工藝：由割煤→移架→移運(yùn)輸機(jī)調(diào)整為移架→割煤→移運(yùn)輸機(jī)，實(shí)現(xiàn)了超前移架，不留端面距，有效地控制了機(jī)道頂板。

③人員防護(hù)措施：采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，采煤機(jī)司機(jī)堅(jiān)持搖控操作，站在距離滾筒上方5m的支架內(nèi)操作，割煤過(guò)程中須有專(zhuān)門(mén)機(jī)組司機(jī)站支架內(nèi)提前1-2架收護(hù)幫，以滾筒割不著護(hù)幫為原則，不得將護(hù)幫全部收回，防止片幫煤傷人，滾筒割過(guò)后及時(shí)將護(hù)幫打出，割煤與護(hù)幫打出間距最大不超過(guò)3個(gè)支架。采煤機(jī)割煤時(shí)，割煤地點(diǎn)上下10架范圍內(nèi)人員躲在支架內(nèi)，防止飛濺出的煤塊和片幫的煤體滑落傷人。

4 結(jié)束語(yǔ)

大傾角仰采給安全高效開(kāi)采提出了新的課題，邢東礦客觀地分析了仰采面臨的不利因素，提出了安全可靠的技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了2222工作面安全高效開(kāi)采，為大傾角仰采積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，拓寬了綜合機(jī)械化采煤的應(yīng)用空間。

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