1、深部大倾角综采工作面开采技术研究摘 要为解决深部矿井复杂地质条件下综采工作面带来的一系列开采问题，以开滦赵各庄矿 3397 工作面为研究对象，对开采带来的运输机、支架下滑，滑落煤体易伤人等问题进行了技术研究解决，保证了安全开采。 关键词大倾角；复杂地质；技术研究 中图分类号：TG332+.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0018-01 0 引言 我国矿井地质条件复杂，煤层倾角变化大，综采工作面运输机、支架下滑及煤体伤人事故越来越普遍，危害程度也日趋严重，防治任务艰巨。开滦赵各庄矿是座百年老矿，井深巷远，开采深度-1100m，地质条件复杂，煤层倾角一般在 266
2、0变化，给开采带来严重问题。现以赵各庄矿十三水平西翼三石门以东 3397 工作面为研究对象，对开采过程中带来的一系列技术问题进行研究，以期为类似条件开采提供理论依据。1 工作面概况 1.1 工作面地质情况 3397 工作面位于 13 水平西翼三石门，为 9 煤层，煤层厚度4.38.4m，平均 5.4m，煤层倾角 2645，平均 35，煤层硬度系数f=0.30.6，工作面呈一单斜构造，赋存较稳定。工作面标高-1041.8- 1091.6m，相对瓦斯涌出量 5.64m3/t。顶板为级类顶板，属来压明显、中等稳定顶板。 1.2 工作面布置 工作面沿采区边界布置两条上山，一条沿本煤层顶板布置，作为轨道
3、及运输上山，一条沿上覆 11 煤层布置，作为采区回风上山。工作面顺槽、切眼沿本煤层顶板布置。工作面可采走向长度 353 m，工作面斜长91 m。 1.3 工作面设备装配 1.4 基本支架主要技术参数 2 采煤方法及回采工艺 2.1 采煤方法 工作面采煤方法为综合机械化单一走向后退式开采。顶板管理采用自然垮落式管理顶板。 2.2 回采工艺： 采煤机下行割煤移架采煤机空刀上行自下而上顶前溜。 3 几个关键技术问题及解决方案 3.1 运输机及支架下滑问题 由于工作面倾角较大，工作面推进过程中运输机易下滑，运输机下滑往往牵动支架的下滑，使运输机机头和转载机不能正常搭接，影响出煤系统。同样，工作面倾角大
4、及煤顶抽冒，极易造成支架失稳、倾倒，给工作面带来安全隐患。 解决方案：每组液压支架顶梁上安有防倒千斤顶，其底座前端及尾部安有防滑千斤顶，底座前端架脚间设有导向块，保证推移千斤顶前端在架脚间的滑铁位置稳固，有利于运输机防滑。同时将工作面调成仰斜开采，即下端头超前上端头，始终保持支架垂直煤壁。拉架时由于仰斜而使支架产生上移，用以补偿下滑。顶溜时推移千斤顶的推力沿工作面向上分力与运输机下滑力相抵消，从而防止运输机下滑，操作时及时使用防运输机下滑千斤顶。通过实践，当工作面下端超前调成和正倾斜呈68的伪斜时，与其他措施相配合，就消除了支架、运输机滑移，较好地解决了大倾角煤层液压支架及运输机下滑问题。 3
5、.2 工作面倒架问题 由于工作面煤层倾角大，回采过程中往往会出现倒架或者掐架现象，严重影响生产安全和进度。 解决方案： 第一、严格执行液压支架操作规程，正确使用大倾角液压支架防倒装置。 第二、支架工与采煤机司机相互配合，控制好工作面采高，管理好顶板，保证支架初撑力满足要求。 第三、减少移架次数，尽量做到快、准、稳。 第四、移架采用从下向上间隔移架法，防止拉移支架在支撑阶段时可能产生的下滑造成倒架。 第五、搞好工作面质量，做到“三平一直” 。 第六、工作面下端头排头支架的稳定是稳定中间架的关键因素，因此在下端头支架下帮侧护板位置并排戗打两排走向拖梁，保证端头支架的稳定。 3.3 采煤机上行割煤行
6、走困难、上滚筒甩出的煤块易伤人问题 由于工作面倾角大，采煤机上行割煤时，相对下行割煤牵引力增大，牵引速度低，割一刀煤比下行割煤多耗时 1/3，同时由于倾角大，采煤机存在下滑隐患，再有上滚筒割顶煤甩出的煤块易伤人造成重大事故。 解决方案：由于工作面倾角较大，为防止输送机下滑及滚筒甩煤块伤人，解决上行割煤耗时过长的问题，采煤机采取下行单向割煤，上行空刀返回，上端头斜切进刀方式，即采煤机下行割煤移架采煤机空刀上行自下而上顶前溜。采取这种割煤方式，保证输送机由下往上推移，克服了输送机的下滑分力，下行割煤时下滚筒割顶煤，避免了煤块的甩出。 3.4 支架梁端冒顶，下落煤体易伤人问题 由于工作面倾角大，工作
7、面顶煤松软破碎，极易发生支架梁端及上、下端头腮角煤顶抽冒，时有劈帮现象发生。人工处理冒顶也非常困难，同时下落煤体易蹿出溜子道伤人。顶板管理成为能否安全回采的关键问题。 解决方案：移架顺序自上向下进行，移架前先将伸缩梁伸出，打开拉架手把再降支架前、后柱，使支架顶梁不与顶煤脱离，保持带压擦顶移架。然后慢收回伸缩梁，使支架前移，支架到位后，把拉架手把复位，将支架升起，如果需停止采煤机割煤移架，先将采煤机空刀上行，使采煤机放在下滚筒距被移支架 3 组的位置，上述移架方式保证了及时支护顶板，避免冒顶发生。同时，我们采用煤体固化技术，针对工作面顶煤松软破碎，极易发生支架梁端及上端头腮角煤顶抽冒，利用准备班
8、时间，采用聚氨脂固化及水力膨胀锚杆技术预先对前方煤体进行处理，增加煤体的稳定、整体性，再配合移架前及时在支架前梁端打倾斜木托板的方法，较好地控制了工作面的冒顶。并且在运输机插帮侧与支架前梁间使用金属网做成可活动挡矸帘，防止冒顶偏帮后矸石飞出伤人。通过一系列措施使工作面提高了开机率，保证了工作面正常生产。 4 结论 4.1 通过改变采煤工艺，采用单向下行割煤，可以解决采煤机上行割煤所带来的行走困难、煤体易伤人问题。 4.2 通过调整推溜及移架顺序，加强工作面管理等，可以解决运输机和支架下滑、倾倒问题。 4.3 通过超前移架、带压移架和煤体加固等措施，可以解决煤壁偏帮冒顶问题，保证了工作面的安全开采。
