大倾角中厚煤层综放工作面回采技术实践:薄煤层轻型综采工作面支架型号

　　摘 要：经过长期的总结与实践，结合新疆焦煤集团2130煤矿在大倾角中厚煤层中采用综合机械化放顶煤开采的实际情况，阐述了大倾角中厚煤层回采时出现的问题及处理措施，保证安全生产。
　　关键词：大倾角；中厚煤层；综放工作面；技术实践
　　引言
　　2130煤矿是新疆焦煤（集团）有限责任公司主要生产矿井，该矿井为斜井开拓，所开采的煤种主要为焦煤，为满足不断增加的市场需求，在八一钢铁集团的大力支持下，改变原有落后采煤方法 (多采用房柱式采煤方法)，引进先进装备，采用大倾角综合机械化放顶煤开采，矿井回采率由原来的55.2%提高到83.6%，所生产的煤种基本满足新疆八一钢铁公司的需求。
　　1 工作面地质条件
　　该工作面在5#煤层内，在此范围内煤层赋存较稳定，走向东偏南10°，煤层倾角为33°-45°，平均倾角35°，煤岩为单斜构造，5#煤层顶板为粗砂岩，底板为炭质泥岩，其下部为6#煤层，垂距28m，上部为4#煤层，垂距30m。工作面回风巷自开切眼向西120m与16＃小窑贯通，230m与15＃小窑贯通。在850m有一自西向东延伸逆断层，运输巷落差1.5m，回风巷落差2.3m，对回采造成一定影响。瓦斯绝对涌出量0.1592m3/min，相对瓦斯涌出量3.99m3/t，煤尘具有爆炸性，属不易自燃煤层，工作面正常涌水量为70 m3/h。
　　工作面走向长度2240m，倾斜长度90m。斜面积为201600ｍ2，平均煤厚4.5m，煤体容重1.35t/ｍ3。工业储量122.5 万t，可采储量97万t。
　　2 回采工艺
　　采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤方法。端部斜切割三角煤进刀，采煤机下行割煤→上行清浮煤→移架→推移输送机→放顶煤→移后部溜子→下一个循环。
　　根据所选支架高度及采煤机主要技术参数综合考虑，确定机采为2.2－2.4m，采放比1:1.25，放顶煤步距为0.6 m，采用单轮、间隔、多口“一采一放”的放煤方式。
　　3 设备配备
　　MG200/500-AWD型采煤机：设计采高2.2～2.4m，截深0.63m，适应煤层倾角≤45°；刮板输送机SGZ730/400（前部）、SGZ730/400（后部），运输能力700t/h，电机功率2×200Kw,链速0.94m/s，适应倾角≤45°；ZF4400/16/26支撑掩护低位放顶煤液压支架中心距1.5m，工作面阻力4400kN； ZFG5800/17/30型端头支架，中心距1.75m，工作面阻力5800kN；WRB200/31.5A型乳化液泵工作压力31.5MPa,电机功率125KW，工作介质乳化液3％～5％。MY800型转载机。
　　4 应解决的问题
　　由于煤层倾角大，又属坚硬顶板，在工作面的回采过程中，出现好多技术难题，具体表现如下：
　　4.1 由于输送机自身重力分力作用及人员操作原因，造成输送机上窜、下滑，导致输送机“回死”现象，增大运输机阻力。
　　4.2 由于倾角大及支架自身重力作用，导致支架下滑及架身倾斜，发生“咬架”及支架倾倒事故。
　　4.3 由于倾角大，工作面片帮造成的“飞矸”， 造成人身伤害及设备损坏事故，严重威胁着矿井的安全生产，。
　　4.4 顶板坚硬，跨落难度系数大，容易造成采空区悬顶及瓦斯超限。
　　4.5 端头支护支柱的稳定性差，易倒造成人身伤害事故。
　　4.6 采煤机向上割煤负荷大，易发生机械损坏事故。
　　5 处理措施及解决方案
　　5.1 工作面工作面调整成伪斜状态，采取伪斜开采，即：运输巷超前回风巷推进，在工作面正常回采时，工作面伪斜度取经验值煤层倾角的1/4（8°－11°），可相应减小工作面的角度，利用伪斜开采造成的上移量抵消工作面输送机的下滑量，防止输送机及液压支架的下滑问题。
　　5.2 当工作面发生输送机上窜时，以机头为基点调整，从上向下进行拉移支架及推溜；当工作面发生输送机下滑时，以机尾为基点调整，从下向上进行拉移架及推溜。工作面运输机机头与转载机搭接距离不得小于2m，以避免输送机“回死”现象，减小运输阻力。工作面每五组支装设后拉千斤顶，架后部溜子下滑时，利用后拉千斤顶进行调整固定。
　　5.3 采煤机在正常割煤时，自上向下割煤，上行清理浮煤，可以减小采煤机运转负荷，减小采煤机作用在运输机的力，从而减小输送机的下滑力，避免损坏设备。
　　5.4 工作面每5个架挂设走向为双层挡矸帘，前面为活页式挡矸帘，采用柔性材料制作，起到挡矸及减小飞矸能量的作用；后面为网式挡矸帘，采用φ6mm的钢丝绳编制，网孔规格为50mm×50mm。工作面每3个架挂设倾向挡矸帘，采用?6mm的钢丝绳编制，网孔规格为50mm×50mm，下端头置两道全断面挡矸帘。上部为活页式挡矸帘，采用柔性材料制作；下部采用厚度5mm的钢板制作成可升降式挡矸铁板，固定在转载机上。在57#架子靠上部前后立柱间铺设双层挡矸帘网子，以防止支护上端头等工作时出现煤块、矸石等窜入支架内。下端头老塘侧挂设挡矸帘。在1#架至运输巷下帮挂设挡矸帘，以防止采空区煤块、矸石等窜入。通过设置挡矸帘，为工作面作业人员创造一个相对安全的作业环境，提高矿井的安全生产水平。
　　5.5 根据顶板岩性及煤层倾角，在两巷布置端头孔、老顶孔、辅助孔，采用深孔超前预爆破全部跨落法管理顶板，保证深孔爆破超前工作面80m，从而更好的控制顶板减小工作面压力，提高工作面的放煤效果。
　　5.6 端头支护支柱上栓防倒绳，采用φ6mm钢丝绳，以起到支柱的防倒作用。
　　5.7 工作面在回采过程中，合理的控制放煤量，利用支架的底调缸和侧护板，及时调整支架状态，防止支架发生空顶、“咬架”及倾倒事故。
　　6 结束语
　　通过一年多的生产实践，该工作面回采率达到83.6％以上，月产可达到5.5万t；回采工效达到18/工·日，充分说明了在大倾角中厚煤层中采用综和机械化放顶煤开采的技术是可行的，采用深孔超前预爆法管理顶板，能有效地控制顶板降低了工作面压力，大大提高了井下作业的安全性，降低工人劳动强度和劳动条件，提高了矿井安全生产水平，对全国煤炭事业的发展有着重要的意义,特别是在新疆地区埋藏着大量的倾斜煤层，在坚硬顶板、大倾角采用综采放顶煤技术积累了丰富的经验。