坚硬顶板软煤软底大倾角煤层综采工作面的开采实践

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摘 要： 通过在33～38。大倾角坚硬顶板、软煤、软底煤层综采的开采实践，论述了开采工艺特点及技术措施。

关键词： 大倾角 综采 采煤工艺

新疆焦煤集团有限责任公司在2130煤矿坚硬顶板、软煤、大倾角煤层条件下首次实践综采技术。通过五个多月的生产实践，取得了良好的经济效益和社会效益，为矿区大倾角综采的推广了实践经验，不仅推动了开采技术的创新，而且使矿井面貌发生了新的变化。现以2130煤矿14121工作面为例，介绍坚硬顶板、软煤、软底大倾角煤层综采技术。

1、 工作面的技术概况

1.1 赋存状况

14121综采工作面回风巷标高+2012m，运输巷标高+1950m。可采走向2200m，倾斜长度108 m，采高2.0 m，可采储量64.15万t。

1.2 地质条件

4#煤层倾角33～38。，煤层平均厚度2.0 m，普氏硬度系数f1.5。煤层自然发火倾向性为不易自燃，在14121运输巷掘进过程中已探明开切眼以西240m处有4条落差0.5～1.2m左右断层，相隔10～20m。4#煤层结构复杂，含夹矸1～2层，夹矸厚度在0.05～0.5m之间，平均厚度0.3m左右。

顶板：无伪顶，直接顶为0.28m的砂砾岩硅质胶结坚硬，老顶厚度为16.9m，由8.4m厚粗砂岩和8.5m厚中砂岩组成。粗砂岩以石英为主，灰白色，坚硬，裂隙较发育；中砂岩灰白色以石英为主，层理不明显。

底板：直接底为0.35m厚黑色炭质泥岩块状薄层状，老底为2.11m厚粉砂岩，致密块状下部粗砂岩层理清晰，节理发育易碎。

2、 工作面设备选型及配置

2.1 液压支架

选用ZZ4000/16/26型支撑掩护式液压支架主要技术参数如下：

2.2 刮板输送机

选用SGZ730/200型刮板运输机，其主要优点是输送量大，刮板链采用中双链，强度高，受力均匀，断链事故少。溜槽采用整体铸焊走底式结构，优点是坚固耐磨，减少底部回煤量，提高运转能力。其主要技术参数如下：

2.3 采煤机

为了满足工作面开采需要，保证安全运行可靠，适应大倾角煤层的开采，选用MG150/375-W型无链牵引采煤机。该机型的主要优点是结构紧凑，功率大，对大倾角煤层的开采有良好的适应性，牵引力及切割功率大，性能可靠。其主要技术参数如下：

3、回采工艺

3.1 割煤

（1）割煤机械：MG150/375-W采煤机。

（2）割煤方式：单向割煤，前顶后底（从上向下）。

（3）进刀方式：从55#支架处斜切进刀，下行割煤，割完煤后采煤机上装煤至55#架处，上行割三角煤。

3.2 装煤

借助采煤机螺旋滚筒与铲煤板相结合，在采煤机运行和输送机运行过程中自动完成装煤工作。

3.3 运煤

采面选用SGZ30/200型刮板输送机运煤,机巷采用SZZ730/110型转载机和两部SJ800/150落地式胶带输送机运煤。

3.4 移架

采煤机割煤后坚持带压力及时移架，移架工作由支架的推移千斤顶借助运输机来完成。移架的操作过程为：降架――拉架――升架。

3.5 推移输送机

推移输送机靠液压支架的推移千斤顶来完成，推移工作要安全迅速，并保证平直。

4 、顶板管理

4.1 支护形式

采用70组ZZ4000/16/26型支撑式液压支架支护顶板。

4.2 控顶距

A、最大控顶距4510mm；B、最小控顶距3910mm；C、超前爆破放顶步距10m。

4.3 采空区处理方法

为深孔超前预爆破全部垮落法管理顶板。

4.4 端头支护

工作面上、下端头使用“四对八梁”支护。梁采用箱型顶梁长4.0，一梁四柱式支护，单体柱内间距0.3m，相邻两组之间排距0.6m，柱距1m，随着工作面推进迈步前移，迈步距1.0m。

4.5 两巷超前支护

A、根据煤矿安全质量标准化标准，上、下顺槽，超前工作面20m范围内使用单体柱配合绞接顶梁进行超前支护，距工作面煤壁10m范围内打双排柱，10～20m范围内打单排柱，靠上帮的一排打20m，靠下帮的一排打10m。B、支护形式采用HDJA-1200金属绞接顶梁配合DZ-3.5单体柱进行支护。

5 、 大倾角综采工艺措施

5.1 工作面调伪斜

为平衡工作面输送机、支架在推移过程中引起下滑、上窜，将工作面调成伪斜（仰斜），即机头超前机尾（下顺槽超前上顺槽）。当支架垂直于输送机相互移动时，工作面设备每移动力一个步距就会产生一定量的相对位移，若伪斜我度适当，使上移量与下滑量相抵消，从而起到设备防滑作用。伪斜角是个经验数值，它不仅与工作面倾角有关，还与工作面底板岩石性质、底板起伏状态、工作面设备等有关。

根据现场，14121工作面实际生产过程中，下顺槽（机巷）超前上顺槽（风巷）10～15m左右。工作面伪斜是个变化数值，应随工作面条件变化，并进行现场观察，随时进行调整。

5.2 防止输送机上窜、下滑

（1）防止输送机上窜，就加快工作面机尾推进，使输送机下滑到正常位置，防止输送机下滑就加快机头推进，使输送机上窜位置正常。

（2）当工作面输送机上窜或下滑时，要及时调整支架，使支架底座与输送机垂直。

（3）正常情况下工作面输送机从下向上推移。

（4）输送机机头与转载机尾搭接要合理，防止煤、矸进入底槽，以减少底链运行阻力。

5.3 液压支架防倒、压架及防滑

（1）设排头支架防倒、防滑装置，其余支架以排头支架为准依次排列。因此将1#～4#架子为排头架，做为中间架的锚固点和导向支点，安装防倒防滑千斤顶。工作面66#～68#安装防倒防滑千斤顶。

（2）发现支架摆尾、歪斜要及时用相邻支架上所设置的防滑千斤顶调整支架，使其恢复正常位置。

（3）支架的侧护缸和调架缸要保持一定的行程，当支架发生轻微倒架时，可用其调整支架。

（4）采高不大于支架的最大支撑高度，让立柱有一定的余量，一般不小于200

mm。

（5）下顺槽（机巷）超前上顺槽（风巷）推进10～15m，坚持自工作面下部向上移架顺序。

（6）为防止工作面排头支架下滑和倾倒，在第一和第三架上分别设有一组防倒斜缸，支架前部有一组防下摆缸，必须坚持使用和保证正常工作状态。

（7）加强顶板管理，防止出现端面冒顶事故，导致支架接顶状态不好造成倒架。

（8）在移架过程中，随时用侧护板调架，使支架保持适当的迎山角，以抵消顶板下沉时的水平位移量。

（9）控制工作面输送机，要严防输送机下滑牵动支架下滑。

5.4 采煤机防滑

MG150/375-W型无链牵引采煤机装有可靠的制动器,可适应40。以下煤层而无须其他防滑装置。

5.5 防止飞矸伤人

由于工作面煤层倾角大，又是伪斜仰斜回采，工作面容易发生片帮，造成飞矸。为了防止飞矸伤人，沿工作面倾斜方向和走向方向每隔3m安装一道挡矸帘，沿倾斜方向挡矸帘规格为1100×1500mm，沿走向方向挡矸帘规格为2200×1500mm，用直径为6mm的钢丝绳编制成网，网孔规格80×80mm。

6 、 结论

6.1 新疆焦煤集团有限责任公司2130煤矿在坚硬顶板、软煤、软底，平均35。

大倾角煤层条件下首次实行综采技术开采，通过5个多月的探索实践，现累计生产原煤19.5万t，平均单产3.5万t，最高单产4万t，取得了成功和良好的经济效益和平共处社会效益；同时为同类型地质条件的煤层开采积累了技术经验。所使用的设备在国内属较先进型，大倾角条件下具有较好的适应能力。

6.2 在平均35。

大倾角条件下，生产中出现的输送机下滑上窜，支架失稳等问题，可以通过调整工作面伪斜开采，由下向上分段移架和推溜，稳定机头排头4架，控制冒顶和不断调整支架的支撑状态等工艺技术措施加以解决。

作者简介：

王成，男，四川蓬安人 1967年1月生。1994年毕业于甘肃煤炭职工大学机械化采煤专业，采煤工程师，现任新疆焦煤集团有限责任公司1930煤矿通风队队长，主要从事矿井通风技术管理工作。