急傾斜煤層綜采生產(chǎn)工藝與安全管理

1、急傾斜煤層綜采生產(chǎn)工藝與安全管理摘要： 在傾角4560的薄、中厚煤層中成功實(shí)現(xiàn)走向長壁綜合機(jī)械化采煤,采用國產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，工作面傾斜長限制在120m以內(nèi)，并采用偽斜布置，掩護(hù)式液壓支架和橫向布置的端頭支架控制工作面頂板;通過采煤機(jī)無鏈牽引、刮板輸送機(jī)利用移架千斤頂與支架連接及時(shí)調(diào)整支架和輸送機(jī)位置來保持工作面設(shè)備穩(wěn)定性。 關(guān)鍵詞：急傾斜煤層；走向長壁；綜合機(jī)械化；采煤工藝 1盤江集團(tuán)急傾斜煤層開采技術(shù)條件盤江集團(tuán)六枝工礦公司的部分礦井和精煤股份公司火鋪礦、老屋基礦南采區(qū)均為急傾斜煤層。以老屋基礦南采區(qū)10121采面為例，采面走向長500m，傾斜長104m（實(shí)踐證實(shí)：急傾斜煤層傾斜長布置不宜1

2、20 m），煤層厚度平均2.7m，煤層傾角最大48，最小傾角42平均傾角46，容重1.4t/m3，儲(chǔ)量19.6萬噸。此工作面采用ZFQ-4400/15-28型掩護(hù)式液壓支架支護(hù)（為量面定做的防倒支架）， MXG-250/600QWD型雙滾筒采煤機(jī)割煤，采面配備SHZ730/400型刮板運(yùn)輸機(jī)，運(yùn)輸巷采用SZZ730/200轉(zhuǎn)載機(jī)和STJ-1000型皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸；4#薄煤層采用ZFQ4000-15/26型綜采液壓支架，MXG-250/600QWD型雙滾筒采煤機(jī)割煤，采面配備SHZ730/400型刮板運(yùn)輸機(jī)，運(yùn)輸巷采用SZZ730/200轉(zhuǎn)載機(jī)和STJ-1000型皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸。均采用走向長壁后

3、退式采煤方法，全部跨落法管理頂板。2回采工藝管理2.1機(jī)械啟動(dòng)管理采面機(jī)組割煤和采面溜子啟動(dòng)前，必須通過采面聲光信號(hào)告知所有操作人員全部撤離機(jī)道，進(jìn)入采面支架立柱內(nèi)躲避，方能啟動(dòng)機(jī)械割煤作業(yè)。2.2割煤管理該工作面采用單向下行割煤，上行跑空刀裝煤的方式進(jìn)行回采。每班配備2名機(jī)組司機(jī)，由于傾角較大，割煤時(shí)，為防止大塊煤矸滾落傷及機(jī)組司機(jī)，司機(jī)在機(jī)組側(cè)面上方支架立柱內(nèi)，用遙控器操作機(jī)組割煤，綜采支架和機(jī)道之間用高強(qiáng)度的柔性網(wǎng)隔開，沒有特殊情況司機(jī)不直接操作按鈕，該工作面最大坡度48，機(jī)組牽引行走在本工作面正常，沒有下滑現(xiàn)象，割煤前要及時(shí)收回支架的護(hù)幫板，根據(jù)煤層變化，適當(dāng)調(diào)整采高，盡量不破頂。遇到

4、斷層、構(gòu)造，機(jī)組就要適當(dāng)割去部分巖石，以達(dá)到頂?shù)装迤交^渡，也便于采面推溜移架工作安全順利進(jìn)行；機(jī)組在割煤層松軟段，煤壁出現(xiàn)片幫現(xiàn)象時(shí)，要停機(jī)維護(hù)（要有特殊的安全技術(shù)措施），機(jī)組與采面刮板順?biāo)蜋C(jī)閉鎖靈敏可靠。2.3拉架管理工作面安設(shè)ZAQ4000-15/28型液壓支架，由于傾角大，割煤后，為防止拉架時(shí)煤矸滾落傷人，移架位置要距離機(jī)組20m以上，并要停止割煤。支架從下往上的順序進(jìn)行，為防止支架前移過程中產(chǎn)生歪倒下滑現(xiàn)象，一般采用間隔交錯(cuò)移架方式進(jìn)行，并利用本身帶有的防滑油缸固定在上方支架后，采用“帶壓移架”的方式，做到“少降快拉”。 保證較大的支架與頂、底板間的摩擦系數(shù) f。煤層底板浮煤清理不徹

5、底、頂板破碎、底板積水，都會(huì)降低 f，因此，應(yīng)提高采煤機(jī)截割質(zhì)量，確保頂、底板平整，在移架前必須清理干凈架前浮煤，確保支架底座與底板嚴(yán)密接觸；頂板破碎時(shí),應(yīng)做好超前支護(hù)，仰斜推進(jìn)時(shí)注意排水。 嚴(yán)格控制采高，適當(dāng)提高推進(jìn)速度?？刂撇筛撸捎行П３种Ъ艿姆€(wěn)定性；適當(dāng)提高推進(jìn)速度，及時(shí)支護(hù)，既可有效控制冒頂和空頂距的增加，又可減輕支架的壓力。在操作移動(dòng)端頭支架時(shí)，先移2#、3#支架，待2#、3#支架前移固定牢靠后，再移1#支架。2.4移架管理該工作面均采用本架操作方式，只有遇煤層片幫嚴(yán)重，頂板漏冒等特殊情況時(shí)，通過改動(dòng)供液管路，實(shí)現(xiàn)鄰架操作，一般采用高地勢位置的支架為主控制架，低地勢作為受控架，拉架

6、時(shí)，一般采用帶壓移架，邊降邊移。2.5支架防倒、滑管理支架防倒防滑裝置是保證其它設(shè)備正常工作、工作面正常開采、作業(yè)人員安全的主要前提。該工作面支架防滑裝置主要有頂梁防倒裝置、底座防滑裝置、側(cè)護(hù)板防滑裝置及運(yùn)輸機(jī)防滑；其中頂梁防滑主要是當(dāng)下方支架有傾倒傾向時(shí)，通過收縮上方支架千斤頂推拉下方傾倒支架頂梁復(fù)位；底座防滑主要是當(dāng)相鄰支架底座有下滑傾向時(shí)，通過收縮上方支架或伸下方支架的防滑千斤頂拉或推其底座復(fù)位，千斤頂控制的活動(dòng)側(cè)護(hù)板，主要是保證支架頂梁間沒有間隙，使支架沒有傾倒空間，相互緊靠支撐，防止倒架。要加強(qiáng)支架的支護(hù)阻力，首要條件就是保證液壓泵站的額定壓力；其次是整個(gè)采面的液壓系統(tǒng)不出現(xiàn)跑冒滴漏

7、的現(xiàn)象，始終處于恒壓狀態(tài)。2.6安全管理急傾斜煤層的回采工作，人員的安全是工作面回采過程中的首要問題，在安全管理上把上放滾下的煤、矸石視為落體運(yùn)動(dòng)，為防止采面滾煤矸傷人，一般采用單向工作方式，即：“上干下不干，下干上不干，中間必?fù)蹴?，確保人安全”。3刮板輸送機(jī)管理工作面采用SGZ730-400型刮板輸送機(jī)。該輸送機(jī)由機(jī)頭部分，中間部分，機(jī)尾部分組成。由于采面傾角大，推移刮板輸送機(jī)要滯后機(jī)組割煤20m在進(jìn)行，根據(jù)采面支架整體上竄下滑的趨勢，有條件的選擇從機(jī)頭向機(jī)尾方向或從機(jī)尾向機(jī)頭方向順序移溜，切不可從兩頭向中間推移刮板輸送機(jī)，為防止移動(dòng)過程中，中部槽子脫節(jié)，造成卡鏈，移動(dòng)時(shí)，溜子正常運(yùn)行，停運(yùn)

8、時(shí)不準(zhǔn)移溜作業(yè)。由于刮板輸送機(jī)與支架連接牢固可靠，操作過程中，即使急傾斜煤層也不會(huì)出現(xiàn)溜子下滑現(xiàn)象。刮板輸送機(jī)穩(wěn)定性的控制除采取工作面?zhèn)涡辈贾门c在下端頭留設(shè)防滑平臺(tái)外，還應(yīng)使用單體支柱蹬運(yùn)輸機(jī)，即在運(yùn)輸機(jī)和支架底座箱之間沿底板打單體支柱，單體支柱一頭打在支架底座箱上，另一頭朝向上端頭方向打在運(yùn)輸機(jī)溜槽上，在推動(dòng)運(yùn)輸機(jī)的同時(shí)向單體液壓支柱供液，利用單體液壓支柱產(chǎn)生的向上分力，將運(yùn)輸機(jī)向上端頭推移。4支架調(diào)整管理由于地質(zhì)構(gòu)造的原因，回采期間不可避免需要推過斷層，受斷層牽引，采面煤層走向起伏較大，回采過程中，有時(shí)局部段需臥底回采，局部段挑頂回采以適應(yīng)地質(zhì)構(gòu)造引起的煤層變化，在挑頂或臥底過程中不可避免

9、出現(xiàn)支架歪斜、傾倒及咬架現(xiàn)象，對歪斜、傾倒支架的處理，成為綜采正常回采必不可少的工序，為此，施工隊(duì)組配備23人的專職調(diào)架工，負(fù)責(zé)對采面支架進(jìn)行調(diào)整。操作時(shí)，有一名班隊(duì)長在現(xiàn)場指揮，負(fù)責(zé)安全工作，使用單體柱、大鏈、繩扣等工具配合使用，調(diào)架時(shí)，先將不相關(guān)人員撤到10m外安全地點(diǎn)，多采用遠(yuǎn)方操作方式，用單體柱將歪倒的支架扶正，根據(jù)底板情況，確定是否在底座下墊木料，將底座墊平，調(diào)架時(shí)，一 般采用從上到下的順序，從被調(diào)架往上35個(gè)支架開始逐架進(jìn)行，以確保被調(diào)支架有可活動(dòng)的足夠空間為原則，操作時(shí)，主要采取防單體柱頂滑，防單體柱三用閥彈出，防止架間漏頂?shù)却胧?，確保人員安全。5頂板管理由于煤層傾角大，回采過程

10、中頂板管理難度明顯加大，煤壁受自身重力影響，容易產(chǎn)生片幫，從而導(dǎo)致綜采支架端面距超大，引發(fā)煤壁頂板沒有支護(hù)而跨落，導(dǎo)致漏、冒頂事故發(fā)生，特別是采面下出口超前上出口的情況下，片幫更為嚴(yán)重，因此，合理掌握采面上下出口的偽傾斜的距離，對采面頂板管理極其重要，通過實(shí)踐回采證明，在像10121采面的地質(zhì)條件下，下出口超前上出口的距離宜15m，否則，采面片幫冒頂事故會(huì)明顯加大。6滾矸管理急傾斜煤層采煤工作面，機(jī)組割煤后，大煤塊或矸石將沿傾斜方向滾落，為防止大矸石滾落傷人或砸壞設(shè)備及管線，必須采取有效措施防止矸石滾落或限制矸石滾動(dòng)距離。在機(jī)頭往上5m，尾往下5m位置各設(shè)置一道剛性擋矸欄；在采面機(jī)道中部每隔1

11、5m打設(shè)一組剛性擋矸欄，擋矸欄的一端伸抵煤壁，另一端伸入支架內(nèi)，中間用鋼板固定插入運(yùn)輸機(jī)齒軌內(nèi)，在采面沿傾斜方向設(shè)柔性擋矸欄，將機(jī)道和人行道分開，柔性擋矸欄采用尼龍網(wǎng)或6.3鋼絲繩網(wǎng)做成，長度68m，頂部掛在支架頂梁上，下部固定在電纜架上，防止大煤塊、矸石竄入人行道，通過調(diào)查，普遍認(rèn)為，該擋矸欄設(shè)置比較繁雜，但效果較好，有待施工過程中進(jìn)一步簡化。7安全出口管理采面上下出口在沒有使用端頭支架的時(shí)候，采用了4對8根4.2m長鋼梁和1組端頭大梁配合單體柱邁步支護(hù)，并在切頂線打設(shè)一排密集柱加強(qiáng)擋矸和切頂；上下巷超前煤壁10m,采用單體柱和長鋼梁替棚，替棚后打設(shè)雙排或者三排托棚加強(qiáng)支護(hù)，高度不小于煤礦安

12、全規(guī)程規(guī)定要求。8兩巷掘、修管理（1）采面布置及掘進(jìn)過程中，應(yīng)盡量使采面上下巷坡度平緩，避免巷道起伏過大，從而帶來機(jī)電運(yùn)輸設(shè)備管理上的困難，和煤炭、材料運(yùn)輸過程中的不利影響。采面回采過程中，盡量將采面推成下出口超前的偽傾斜狀態(tài)，減少采場的實(shí)際坡度，為回采工程中的安全管理、工序管理創(chuàng)造可利用的轉(zhuǎn)化條件。（2）對于有地質(zhì)構(gòu)造的回采巷道，采用剛性U型支架支護(hù)的地段，替棚工作嚴(yán)重制約采面的推進(jìn)，上下巷在采面超前應(yīng)力影響范圍內(nèi)，原巷道斷面急劇收縮，替棚困難加大，未將嚴(yán)重制約采面的推進(jìn)速度，需提前替棚，確保正?；夭?。對于因地質(zhì)變化的煤在底板的情況，回采過程中采面與上巷形成臺(tái)階，應(yīng)充填木材接頂，確保正?；夭?/p>

13、。9觀念改變的重要意義在盤江集團(tuán)急傾斜煤層的回采技術(shù)探索上，與當(dāng)前國內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較來看，該項(xiàng)技術(shù)探索在國內(nèi)類似地質(zhì)條件下運(yùn)用比較成功，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。利用先進(jìn)的綜合機(jī)械化采煤來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的炮采或高檔回采，特別是在急傾斜煤層回采中的應(yīng)用，突破了廣大干部職工的保守理念，改變了發(fā)展理念，確立了安全理念，樹立了科學(xué)理念，取得了效益理念。（1）安全管理上臺(tái)階，職工人身安全得到充分地體現(xiàn)。（2）減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善職工生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。（3）回采急傾斜煤層的裝備得到了成功的定型。（4）針對急傾斜煤層采煤方法：在防矸石下滾傷人、預(yù)防頂板冒頂、支架防歪倒等工藝上取得突破，為類似地質(zhì)條件的綜采技術(shù)提供可借鑒、可參考的第一手資料。（5）為實(shí)現(xiàn)礦井急傾斜采煤技術(shù)現(xiàn)代化、安全發(fā)展可持續(xù)化創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。10技術(shù)探索取得的效益10.1社會(huì)效益該項(xiàng)技術(shù)探索，提高了礦井機(jī)械化程度，延長了礦井的服