大倾角煤层开采技术的实际应用

1近年来随着大倾角综合机械化采煤设备的日臻完善，综合机械化采煤设备的适应范围不断扩大，但由于工作面倾角的加大带来诸多安全隐患，给生产管理提出了新的课题。生产实践中引入了“本质型安全管理”理念，从根本上解决了大倾角综合机械化采煤生产过程中的安全隐患。1、大倾角综采工作面特点：1.1煤层倾角大对液压支架的影响：1.1.1液压支架在大倾角条件下支架重心偏离液压支架底座中心，部分液压支架重心偏离到液压支架底座之外，加之顶板岩石的下滑力，使液压支架稳定性变差；移架时受重力影响,液压支架产生向下的分力使液压支架向下滑移、倾倒。1.1.2液压支架向下滑移后，由于液压支架与工作面刮板输送机下滑不同步，液压支架中心偏离刮板输送机连接中心或液压支架与工作面输送机不垂直，使液压支架连接杆、连接块弯曲或折断，严重时支架卡挤造成升降、移动支架困难。1.2煤层倾角大对刮板输送机的影响：刮板输送机在大倾角条件下移动时下滑量加大；煤层倾角接近或大于自溜角后输送机上的煤、矸会自行滑落，块状物料飞溅会砸坏设备、砸伤人员。1.3煤层倾角大对采煤机的影响：采煤机在大倾角条件下会自行下滑；增加了上行割煤的阻力；拖移电缆也会下滑有可能脱离电缆槽，造成机电事故。1.4煤层倾角大对顶板的影响：2由于煤层倾角大顶板有向下滑落的趋势，与液压支架的支撑力不在一条直线上,需要加大液压支架的支撑力；工作面一旦冒顶，冒落的煤矸自动下滑，冒顶事故处理困难。2、工作面概况xxxx矿xxxx综采工作面位于南采区南翼,工作面上限标高xm，下限标高ym,南以切眼为界,北以预计停采线为界。工作面可采走向长度：486米，工作面倾斜长度：168米。煤层最大倾角38°,最小倾角22°，平均30°。煤层最大厚度4.0米，最小厚度1.8米，平均2.5米。煤层结构复杂，部分地段夹2～3层夹矸，不稳定；直接顶为砂质泥岩，厚1.7米，主要成分泥质，含云母碎屑及高特木化石，水平层理。直接底：粘土，雨水软化，厚1.0米。老底为泥质砂岩。该工作面地址构造情况清楚，周边水文地质条件清楚，局部地段裂隙发育处有滴水或淋水。工作面内构造复杂，断层较发育，受断层影响，煤层厚度及煤层走向、倾角变化较大。回风巷、运输巷均有数条落差为1.5m的正断层，回风巷见有一条落差为12米的正断层。工作面可采储量26.5万吨。上下巷全部直径为15.24mm的锚索、1.4m*0.9m的钢筋网和喷浆支护。根据矿井设计能力和工作面条件，选用了ZY3400/12/28C型液压支架115台，采煤机选用MC/720双滚筒采煤机；工作面选用SGZ764/2×250型中双链刮板输送机。运输巷选用SGB-620/2×55型刮板输送机和DTL80/40/2×55型胶带输送机运煤。泵站安装两台BRM315/31.5乳化液泵。3、技术措施：3k21（1）工作面伪斜开采：沿倾斜布置的工作面刮板输送机和液压支架都有下滑的趋势，为保证工作面始终沿走向推进，控制好工作面输送机机头超前量，保证工作面刮板输送机与超前刮板输送机搭接合理，一般采取伪斜开采，工作面下出口超前上出口，超前角度按下式计算：式中：β—工作面超前角，度；α—工作面倾角，度；k—调整系数。0.95-1.15之间其中k（调整系数）与工作面底板、刮板输送机的类型、推溜、移架工艺等有关，需要对具体工作面观测后确定。控制工作面超前角的关键每天测量工作面的倾角和超前角，并及时进行调整。这件工作是一项极细的工作，是大倾角工作面采煤成败的关键之一。（2）工作面保持三直两平两畅通，防止工作面出现大的起伏造成倒架和工作面中间超前或落后，避免出现挤架、倒架现象。工作面液压支架出现轻微挤架倒架现象及时调整，防止事故扩大。（3）刮板运输机防滑采用在机头机尾各间隔一节中部槽打上单体戗柱的方法，刮板运输机机头同样用单体液压支柱打戗柱的方法防滑。（4）工作面输送机设防飞溅设施，防飞溅设施主要设在输送机上方每隔15～20米挂一道用菱形铁丝网(6m×1.1m)设置防飞溅帘；工作面输送机下方设全封闭挡板。在人行道与机道之间挂金属网，金属网上方吊挂在液压支架前梁下，下方连接在刮板输送机电缆槽上，采煤机割煤时只在采煤机下方15米范围内解开菱形铁丝网。并规定采煤机运行4时采煤机严禁有人作业，工作面刮板输送机运行时工作面下出口禁止行人。（5）液压支架设防倒和防滑；由于工作面坡度大，液压支架必将发生下滑，从而发生倒架、咬架或液压支架移出工作面现象，为防止发生倒架、咬架或液压支架移出工作面现象，移架工艺采取由下向上移架的方法，工作面移架时只许一段操作，及时调整支架方向，并用支架上的侧护板随时调整支架姿势，防止支架下滑，使支架顶梁与顶板平行，并与工作面保持垂直。液压支架防滑装置只设在工作面下部4台支架上，采取1连3，2连4的方法，即：第一台液压支架使用防倒油缸和第三台液压支架的后尾梁连接，第2台液压支架使用防倒油缸和第4台液压支架的后尾梁连接，并使用防倒油缸将第一台液压支架前探梁与第三台液压支架的销轨连接。只要保证工作面下部4台支架不下滑，其他支架下滑容易调整；移架时拉紧防倒液压缸可以防止液压支架倾倒。为保证支架稳定，采高控制在2.3m左右。保证支架初撑力，加大泵站的供液能力，确保支架供液压力，使支架动作迅速，缩短移架时间，减少冒顶机率。并每10台液压支架安装两台压力表监测泵站压力，发现压力表显数异常时，严禁操作支架。（6）采煤机组防滑:采煤机一般都带有防滑的液压闸，在大倾角条件下要求采煤机液压闸制动可靠。考虑到机组设计爬坡角度比工作面实际倾角小，因此机组停止运行时，机组防滑除了利用机组本身液压闸外，还在机组下方0.5m、1.5m、3m使用特殊刮板加工成防滑销插在销轨上；在工艺上采用下行割煤，上行扫空刀推移刮板输送机、移架工艺，以保5证采煤机没有下滑的机会。针对采煤机拖移电缆下滑问题采取了铺设旧胶带增加摩擦力和人工辅助拖移电缆下滑的方法。（7）防止冒顶措施：由于工作面有断层，部分地段底板较破碎，断层及顶板破碎极易发生冒顶，采煤机在过断层和顶板破碎带割煤时放慢速度，与支架工配合好，液压支架及时支护，工作面片帮地点支架超前支护。断层附近采取打眼放炮，及时控制顶板，煤层较厚地点可适当丢底煤，煤层较薄地点见底时，可适当打底或破板。严格控制采高以保证工作面顶、底板平直。工作面上下出口处加强顶板支护，并及时打好关门柱。必要时液压支架上铺设锚网或菱形钢丝网护顶。4、结束语经2个多月的开采，共产煤105504吨，质量标准化月月达标，无轻伤以上事故,工作面输送机与下巷超前刮板输送机接货间距误差不大于0.4米，无大的冒顶事故，支架防倒防滑设施运行可靠，采煤机无下滑事故，液压支架和工作面输送机下滑在控制范围之内。但大倾角液压支架的防滑装置结构较复杂，安装、维修困难，一旦损坏修复更加困难。