急傾斜厚煤層長(zhǎng)壁綜放開采技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn).doc

急傾斜厚煤層長(zhǎng)壁綜放開采技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)在煤層傾角3843，平均41，厚度13.523m，平均15.5m，自然發(fā)火期35個(gè)月，普氏硬度系數(shù)11.5的煤層條件下，通過優(yōu)化工作面設(shè)計(jì)和合理的三機(jī)配套選型，實(shí)現(xiàn)了綜合機(jī)械化放頂煤開采。本文主要介紹了在該采煤方法下管理方面的幾點(diǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)的難點(diǎn)進(jìn)行了理論分析和實(shí)踐檢驗(yàn)總結(jié)。關(guān)鍵詞急傾斜；厚煤層；長(zhǎng)壁綜放；開采技術(shù)1 礦井及工作面基本情況王家山煤礦淺部（1550水平以上）由5對(duì)獨(dú)立生產(chǎn)井組成，擁有儲(chǔ)量4.2億t，井田面積25km2,主采煤層煤2、煤4兩層，煤層賦存為急傾斜（4572）傾斜（2545），設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬噸/a，實(shí)際最高年產(chǎn)127.9萬t，開采方法以水平分段綜采放頂煤開采技術(shù)為主，回采工作面單產(chǎn)水平1.52.0萬t/月個(gè)，是典型的小井群開采。為了實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效集約化生產(chǎn)，王家山煤礦通過優(yōu)化工作面設(shè)計(jì)和合理的設(shè)備配套選型，創(chuàng)造性的解決了三機(jī)防倒、防滑問題，在傾角41，平均厚度15.5m煤層條件下，實(shí)現(xiàn)了綜合機(jī)械化放頂煤開采，工作面最高單產(chǎn)達(dá)到6.01萬t/個(gè)月，這種集急傾斜、大放高、特厚易燃多種復(fù)雜性于一體的綜放開采技術(shù)目前在王家山煤礦得到解決。王家山煤礦44407工作面回采四層煤，煤層屬單斜構(gòu)造，傾角3849，平均43.5，厚度10.920.4m，平均15.5m，普氏硬度系數(shù)11.5。煤層直接頂板為3.8m厚的灰、深灰色泥巖，粉砂巖互層，偽頂為厚度0.61.0m的高炭質(zhì)泥巖，深灰色，致密堅(jiān)硬。工作面巷道布置采用回風(fēng)順槽沿煤層底板（破半巖）布置，運(yùn)輸順槽沿煤層頂板布置，瓦斯排放巷在煤層內(nèi)布置，工作面沿煤層底板布置，運(yùn)輸順槽與工作面通過圓弧過渡聯(lián)接，面長(zhǎng)115m。基本支架選用ZFQ3600/16/28型全封閉整體頂梁雙活側(cè)護(hù)板，底座采用底調(diào)梁防滑結(jié)構(gòu)，基本支架采用鄰架操作方式；下端頭采用ZT14400/20/31型一主兩付結(jié)構(gòu)的端頭支架，同時(shí)配有特殊的放煤機(jī)構(gòu)；上端頭采用ZT9600/20/31型前主后副式端尾支架支護(hù)；端頭、端尾支架間均采用ZFG4800/18/30型反四聯(lián)桿結(jié)構(gòu)的過渡支架支護(hù)。MG200/500-QWD型交流變頻調(diào)速四象限電牽引采煤機(jī)，前后部運(yùn)輸機(jī)均為SGZ730/160型準(zhǔn)邊雙鏈刮板輸送機(jī)運(yùn)輸，配套設(shè)備均選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。由于工作面煤層賦存條件、巷道布置及設(shè)備配備的特殊性，對(duì)工作面勞動(dòng)組織管理、設(shè)備管理及工程質(zhì)量、安全生產(chǎn)管理的要求更高；因此，急斜特厚易燃煤層長(zhǎng)壁綜放開采工作面高產(chǎn)、高效的最佳生產(chǎn)管理方式，對(duì)于保障急斜特厚易燃煤層長(zhǎng)壁綜放開采技術(shù)的安全生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)管理創(chuàng)新、總結(jié)管理經(jīng)驗(yàn)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。2 急傾斜特厚易燃煤層綜放工作面主要技術(shù)管理難點(diǎn)及解決方法2.1 端頭區(qū)維護(hù)在工作面上、下端頭改用端頭、端尾支架與過流支架，改善了端頭支護(hù)的受力狀況，解決了端頭區(qū)三角煤的維護(hù)問題。44407大傾角綜放一次采全高技術(shù)，運(yùn)輸順槽沿煤層頂板布置在1555m標(biāo)高，回風(fēng)順槽沿煤層底板布置在1606m標(biāo)高，運(yùn)輸順槽與工作面間采用圓弧過渡段，這種布置方式改善了下端頭支架的受力狀況，徹底解決了端頭區(qū)三角煤的維護(hù)問題，確保了工作面下出口的安全暢通，同時(shí)圓弧過渡段布置在一定程度上限制了前后部運(yùn)輸機(jī)的下滑，解決了因運(yùn)輸機(jī)下滑造成的搭接不合理問題，還減少了工作面底煤損失。2.2 順槽與工作通過渡區(qū)維護(hù)具有特殊結(jié)構(gòu)的端頭、端尾支架，很好的解決了上、下端頭的頂板維護(hù)問題，確保了前、后部運(yùn)輸機(jī)與順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的合理搭接。急傾斜工作面上、下順槽與工作面過渡區(qū)域的頂板維護(hù)問題一直是大傾角工作面上、下端頭管理的難點(diǎn)，為了從技術(shù)管理角度上解決這一技術(shù)難題，在設(shè)備選型和研究設(shè)計(jì)時(shí)，上、下端頭配備了專用支架支護(hù)，而且工作面采用圓弧過渡布置，使端頭支架與過渡支架間實(shí)現(xiàn)了平滑過渡，消除了臺(tái)階；在上端頭配備帶有可互換型側(cè)護(hù)結(jié)構(gòu)的端尾支架，解決了回風(fēng)順槽與工作面過渡區(qū)域的頂板三角區(qū)支護(hù)難題，支護(hù)效果良好，回采期間，工作面上、下端頭區(qū)域沒有出現(xiàn)過一次抽頂、冒頂現(xiàn)象。2.3 優(yōu)化巷道布置運(yùn)輸順槽沿煤層頂板布置，回風(fēng)順槽沿煤層底板布置，運(yùn)輸順槽與工作面間采用圓弧過渡方式，通過先進(jìn)、合理的“三機(jī)”配套選型，徹底解決了設(shè)備的防倒、防滑技術(shù)難題。2.4 工作面支架的防倒防滑工作面基本支架為四柱支撐掩護(hù)式支架，整體頂梁、上下雙側(cè)護(hù)板，防滑底調(diào)梁結(jié)構(gòu)，每?jī)杉苤Ъ荛g頂梁上設(shè)有防倒油缸，底座上設(shè)有防滑油缸聯(lián)結(jié)，增加了工作面支架的整體性，有效地防止了支架擠咬、倒架和下滑。2.5 工作面前后部運(yùn)輸機(jī)的防滑前、后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾與端尾支架間采用防滑錨鏈連接，前部運(yùn)輸機(jī)與每架支架間通過推移桿聯(lián)結(jié)，且每隔15m設(shè)一組防滑錨鏈；后部運(yùn)輸機(jī)在支架尾部專門設(shè)計(jì)了特殊的燕尾型防滑裝置與后部運(yùn)輸機(jī)聯(lián)結(jié)，防止后溜下滑，同時(shí)每隔15m設(shè)一組防滑錨鏈與支架相聯(lián)。實(shí)踐證明，這些措施有效地防止了前、后部運(yùn)輸機(jī)的下滑。另外，前、后部運(yùn)輸機(jī)準(zhǔn)雙鏈結(jié)構(gòu)很好地防止了大傾角條件下工作面煤炭運(yùn)輸過程中大塊煤飛飄傷人，安全實(shí)用，效果顯著。2.6 優(yōu)化工作面布置及回采工藝，防止設(shè)備下滑工作面巷道采用了回風(fēng)順槽超前，運(yùn)輸順槽滯后的偽斜布置方式，工作面回采時(shí)仰斜推進(jìn)，偽斜量控制在26m之間，移架、推溜、放頂煤幾項(xiàng)主要工序堅(jiān)持由下向上的順序進(jìn)行，有效地防止了工作面設(shè)備的下滑、支架尾梁下擺、前溜上竄，減少機(jī)電設(shè)備事故的發(fā)生，降低了材料消耗，充分發(fā)揮了設(shè)備的性能。2.7 采用黃泥灌漿和注氮相結(jié)合的綜合防滅火技術(shù)放頂煤開采過程中，采空區(qū)難免有浮煤遺留，防滅火問題是確保工作面順利開采的關(guān)鍵，王家山煤礦在回采過程中采用黃泥灌漿和注氮相結(jié)合的綜合防滅火技術(shù)很好地解決了放頂煤開采的采空區(qū)防滅火技術(shù)問題，保證了安全生產(chǎn)。3 急傾斜特厚易燃煤層綜放開采關(guān)鍵技術(shù)3.1 支架移設(shè)及倒架預(yù)防急傾斜大傾角特厚易燃煤層開采支護(hù)系統(tǒng)中，由于重力的法向及切向分量隨工作面傾角增加而變化，使得切向分力增大，法向分力減小，從而造成工作面支架所承受的載荷變小引起支護(hù)系統(tǒng)外載(或偏載)加大，支架下滑、傾倒及支架間擠、咬架現(xiàn)象加劇；同時(shí)由于放頂煤開采，容易造成支架接頂不實(shí)而傾倒；另外，從生產(chǎn)過程中的礦壓觀測(cè)情況看，直接頂跨落、老頂來壓引起的超前應(yīng)力造成頂煤破碎、煤幫側(cè)切頂而誘發(fā)倒架。3.1.1 加強(qiáng)礦壓觀測(cè)及超前預(yù)報(bào)工作，工作面頂板來壓前要嚴(yán)格控制放頂煤煤量，支架移設(shè)后要保證足夠的初撐力及工作阻力，防止支架空頂而傾倒。3.1.2 保證移架質(zhì)量，支架移設(shè)要一次到位，避免多次移架，降架高度以80100mm為宜。另外由于架頂虛煤有一個(gè)壓實(shí)的過程，支架移到位升起后一次達(dá)不到初撐力，在升起半小時(shí)后再補(bǔ)一次壓以保證足夠初撐力，防止支架接頂不實(shí)而傾倒。3.1.3 嚴(yán)格工程質(zhì)量，控制好支架支護(hù)狀態(tài)。要根據(jù)工作面底板變化情況，及時(shí)調(diào)整偽斜量保證工作面坡度一致，防止局部變坡點(diǎn)支架傾倒；同時(shí)要嚴(yán)格控制支架間側(cè)護(hù)板錯(cuò)茬不超過130mm，支架頂梁出現(xiàn)高低錯(cuò)茬及下傾時(shí)要盡快調(diào)整處理后再生產(chǎn)；另外要提高割邦工序質(zhì)量，嚴(yán)格控制好挑頂臥底量，為支架的移設(shè)及保證良好的支護(hù)狀態(tài)打好基礎(chǔ)。3.1.4 圓弧段及采高的控制圓弧段嚴(yán)格按照大尺寸小曲率的原則掌握，采煤機(jī)司機(jī)在割幫時(shí)要嚴(yán)格控制好圓弧段的挑頂及臥底量，通過控制采煤機(jī)搖臂擺角控制圓弧段及采高。在實(shí)際操作過程中克服了采煤機(jī)的升降均由采煤機(jī)司機(jī)來控制，工作面的傾角、采高以及控底量等技術(shù)參數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，所以工作面底板經(jīng)常被采煤機(jī)滾割“弧形”或“波浪形”，致使支架高低錯(cuò)茬、咬架。前后部刮板機(jī)、支架呈“弧形”或“波浪形”，沿工作面走向推進(jìn)，經(jīng)常影響設(shè)備效能的正常發(fā)揮，在圓弧段要減速運(yùn)行，采煤機(jī)主、副司機(jī)分別掌握前、后滾筒的高低位置，分工明確，配合默契不誤操作，從而保證漸變段成形好，圓弧段平滑，采高符和設(shè)計(jì)要求。3.2 放頂煤操作放頂煤操作是大傾角綜放開采的關(guān)鍵技術(shù)，由于傾角大，頂煤垮落后會(huì)沿傾斜方向滾動(dòng)和下滑，放頂煤操作既要保證支架的穩(wěn)定性，又要提高回采率并減少含矸，技術(shù)操作難度大。通過對(duì)頂煤運(yùn)移規(guī)律的觀測(cè)及各種放頂煤方案的試驗(yàn)對(duì)比，確定工作面放頂煤操作整體上按由下向上雙輪間隔順序放煤的操作方法，單架雙輪放煤總時(shí)間8min，放頂煤步距1.2m這種操作方法取得了理想的效果。通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)放煤對(duì)相鄰支架的最大影響范圍一般為15m，工作面不同傾角的位置放煤時(shí)，對(duì)相鄰支架的影響范圍也不相同，因此工作面不同傾角條件下可采用不同的放煤順序。4 結(jié)語（1）王家山煤礦急傾斜大傾角特厚易然煤層實(shí)現(xiàn)綜采放頂煤開采，創(chuàng)造性地解決了急傾斜大傾角開采條件下的諸多技術(shù)難題。三機(jī)選型和研究設(shè)計(jì)配套合理可靠，經(jīng)濟(jì)效