火成岩下大倾角综采技术应用分析

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[摘 要]大倾角综采开采一直是技术难题，特别顶板受火成岩侵蚀，造成煤厚不稳定；由于工作面倾角大，如顶板冒落或支架错茬超过规定，在拉架时易将上方顶板抽空，造成支架初撑力达不到要求，使支架在自重作用下产生歪斜，对顶板控制极为不利。工作面角度大，割煤、抵车、拉架都不能平行作业，占用循环时间长，影响了工作面的推进度。

[关键词]大倾角；火成岩侵蚀；顶板管理；工序组织；安全防护；

中图分类号：U664.156 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0394-01

一、地质概况：

该块段为III1采区首采面，位于III1采区左翼，周围均为未开采区。该工作面受DF6断层影响，工作面分成里、外两个块段，外段暂不回采。里段工作面地质构造复杂，煤层受岩浆侵蚀严重，煤层顶部多蚀变为天然焦及火成岩，造成煤厚不稳定，直接顶为9.95米厚的泥岩，给后期回采带来极大困难。煤层倾角30～45°，平均33°。

二、工作面回采工艺

工作面单项从上往下割煤，空刀上反；从下向上顺序进行带压拉架；跟机单向推溜。

三、工作面设备及安全防护设施的使用情况

1、煤机

该工作面采用MG400/920/QWD型双滚筒采煤机。

2、工作面输送机

工作面采用SGZ-800/400型刮板输送机。

3、工作面液压支架

工作面中间架采用ZQY6800/19/40型大倾角掩护式液压支架对顶板进行支护，移架步距在0.8m。支撑高度1.9～4.0m，中心距1.75m，7适应煤层倾角≤45°。

优点：直架装有防倒防滑千斤顶，并有控制工作面输送机防滑装置。缺点：支架自重大，达27.6吨，对于顶板来压时支架易自动下滑歪架并损坏支架安装的防倒防滑设施。侧护板千斤顶推力小且行程短，支架中心距与支架净宽差距小，造成侧护板行程不好控制。对顶部适用性差。

4、工作面“三防”设施

防飞矸板和网：原电缆槽的老塘侧顺山方向安装一块挡矸板，防止工作面矸石飞向老唐侧；缺点：工作面清理的煤矸不易攉进车内，不易观察工作面输送机，对支架的适应高度变小，要保证支架活柱拔高不低于0.8m，否则支架顶梁将压坏防飞矸板。工作面大车内沿倾向悬挂4-6片防飞矸网防止矸石在车内飞起；吊挂不方便，易破坏，影响过煤机。

挡身板：每十架架间走向方向安装一块挡矸板，防止架间矸石往下滚落；使支架适应高度变小，影响视线。

防倒、防滑装置：在1-5号、45-50号的支架顶梁上安装了防倒千斤顶，在底座的前方和尾梁连杆处安装了防滑千斤顶，在支架的滑块下方安装了输送机防滑千斤顶。优点：在支架状态正常时拉架可辅助进行调节；缺点：当支架产生歪斜时，防倒、防滑千斤顶就失去作用，适应性小。

四、回采期间存在问题

1）、顶板及角度情况

工作面顶板火成岩侵蚀严重，中上段火成岩侵蚀厚度在0.5-2.0m，且火成岩与直接顶之间有200mm左右的天然焦，造成火成岩不稳定，极易掉落。火成岩呈串珠状分布，无规律。工作面全部跟顶回采，需对火成岩打眼放炮，影响推进度。如逮火成岩造成顶板不平，支架错茬；或当一段火成岩过去后，突然翻煤顶，支架不能及时跟顶板，造成顶板冒落空顶。

由于工作面平均倾角33°，局部达45°，如顶板冒落或支架错茬超过规定，在拉架时易将上方顶板抽空，造成支架初撑力达不到要求，使支架在自重作用下产生歪斜，对顶板控制极为不利。工作面角度大，割煤、抵车、拉架都不能平行作业，占用循环时间长。

2）、割煤及输送机情况

由于工作面倾角大，采用机尾进刀单向下行割煤，往返一次进一刀。正常循环：即煤机下行割煤伸前伸缩梁往上空刀清理底煤移刮板输送机移架。由于火成岩侵蚀的地段，推移输送机后不能进行拉架，要煤机下行进行挑顶。变成往返两次才能进一刀，循环变成：煤机下行割煤伸前伸缩梁往上空刀清理底煤移刮板输送机煤机下行挑顶移架。影响工作面推进度。

3）、工作面推进慢，周期来压步距为7-9m，每次来压时，支架抵抗不住顶板压力，造成支架歪斜，支架稳定性极差。主要原因是两立柱。

4）、当支架在顶板压力和自重作用下歪斜时，支架自身的防倒、防滑装置位置不当、强度不够，造成防倒、防滑装置损坏、失效。如：侧护板千斤顶推力小且行程短，不能伸缩自如；防倒千斤顶位置靠前；支架底调顶在歪架时不能使用，否则伸出后易被下一架底座压住，造成拉不动支架，调架困难，失去对支架的微调作用。

5）、每次周期来压后，造成支架歪斜、煤壁片帮掉顶，在压力影响周期内调架效果不明显。只有压力稳定后，调架才见效果，调架时链条笨重，每拉一架都要人工捆绑链条，拉架速度慢。

6）、各茬不能平行作业，无法组织正规循环。

7）、工作面推进度慢，造成工作面压力一直在煤壁内，易造成部分煤壁顶板切断，需要停下来做窑管理。在管理期间，支架在自重及顶板压力作用下，继续下歪形成恶性循环。

五、工作面采取措施

1）、当煤壁片帮、掉顶时，工作面注入煤体固化剂，如马丽散、优乐卡、罗克休。来保证煤体的强度和空顶处的填充。

2）、当固化剂失去作用时，煤壁进行做窑、顶板锚索加强支护等管理手段。

3）、工作面调整支架时，采用拉力达1000KN的千斤顶配合SGZ-800/800刮板输送机链条进行调架，拉架时采用双顶迈步式进行，保证拉架后支架不会下滑。

4）、支架拉过后，为增加支架的稳定性，在每个支架的前梁处打1-3个单体，防止支架下歪。

六、结束语

工作面在正常生产期间，由于火成岩侵蚀，支架无法跟顶，极易造成支架歪斜，通过强化顶板管理，严格控制采高，保证支架超高，拉架时带压擦顶移架，少降快移，使工作面能正常回采。对于个别地段支架不正，通过上述方法对支架的调整，调整效果明显。

参考文献

[1] 邸志平.大倾角综采工作面开采技术实践与研究.河北煤炭[J].2012年03期

[2] 田建川.大倾角综采工作面设备选型及配套应用.科技信息[J].2012年27期

作者简介

王永（1981～）， 男，安徽淮北，助理工程师，毕业于中国矿业大学 采矿工程专业。现淮北矿业集团石台矿业综采一区主管技术员