“三软”急倾斜厚煤层长壁综放开采技术管理经验

刘建刚

摘 要：在煤层倾角45°，厚度6.8～9.2m，平均8.0m，煤层普氏硬度系数在1～1.5之间，可以对工作面进行设计，选择适宜的三机配套选型，能够确保综合机械化放顶煤开采顺利实现。本文首先介绍了矿井及工作面基本情况，然后分析了急倾斜“三软”厚煤层综放工作面技术管理难点与应对措施，最后提出了其综放开采关键技术。

关键词：急倾斜;“三软”厚煤层;长壁综放;开采技术

1 矿井及工作面基本情况

大远煤业1201工作面回采2#煤，煤层属单斜构造，条带状结构为主，节理及内生裂隙发育，倾角42～52°，平均45°，厚度6.8～9.2m，平均8.0m。煤层直接顶板为8m左右的砂质泥岩和粉砂岩组成，易离层。直接底为泥质粉砂、粉砂和炭质泥岩组成，厚度3.8～5.1m。工作面走向长度938m，倾向长度75m。因为工作面煤层赋存情况、巷道布置和设备配备等比较复杂，在技术管理等上提出了更严格要求;基于此，对于保障急倾斜“三软”厚煤层长壁综放开采技术的安全生产、实现管理创新、总结管理经验具有十分重要的现实意义。

2 急倾斜“三软”厚煤层综放工作面技术管理难点与应对措施

（1）端头区维护。工作面各端头采取过渡支架，让端头支护受力情况得到优化，消除端头区三角煤维护问题。运输顺槽和工作面中选择了圆弧过渡段，采取这样的方法，下端头支架在受力上将发生变化，消除了端头区三角煤维护问题，工作面下出口也更加安全与畅通。

（2）顺槽与工作面过渡区维护。对结构比较特殊的端头与端尾支架来说，也让各端头顶板维护问题得到解决，这样前后部运输机和顺槽转载机搭接更加科学。

在大倾角工作面上下端头管理中，经常遇到上下顺槽和工作面过渡区域顶板维护问题。要想在技术管理上消除该问题，我们在选择设备的型号中需要为上下端头设置相应的支架支护，同时工作面要设置圆弧过渡，这样端头支架和过渡支架的过渡才更加平滑，也不会产生台阶。将可互换型侧互结构的端尾支架设置于上端头，可以消除回风顺槽和工作面过渡区域顶板三角区支护难题。

（3）优化巷道布置。运输顺槽与回风顺槽分别沿煤层的顶板与底板进行设置，将圆弧过渡设置在运输顺槽和工作面中，选择新型“三机”配套选型，提升設备的防倒、防滑等性能。

（4）工作面支架的防倒防滑。工作面采取了四柱支撑掩护式支架，将防倒油缸设置在支架之间的顶梁上，并在底座中设置防滑油缸联结，让工作面支架整体性得到提升，避免支架挤咬、倒架及下滑等问题的出现。

（5）工作面前后部运输机的防滑。前后部运输机机尾和端尾支架间选择防滑锚链进行连接，前部运输机和各支架之间利用推移杆进行联结，15m的距离内要有一组防滑锚链;后部运输机的支架尾部选择了燕尾型防滑装置，直接联结到后部运输机，避免发生后溜下滑问题，15m的距离设置防滑锚链，并连接到支架。通过上述方法，避免前后部运输机出现下滑问题。另外，设计液压升降型安全隔离挡板和纵向安全网、架前皮带挡矸帘、架间推拉式挡矸门等防飞矸措施，不仅安全，也非常实用。

（6）合理布置工作面，选择适宜的回采工艺。工作面巷道选择运输顺槽超前，回风顺槽滞后的伪斜设置方式，在工作面回采过程中进行仰斜推进，伪斜量约为2～6m，对移架、推溜、放顶煤等工序来说，应从下到上，避免工作面设备下滑、支架尾梁下摆、前溜上窜，减少机电设备事故的发生，降低了材料消耗，充分发挥了设备的性能。

3 急倾斜“三软”厚煤层综放开采关键技术

（1）支架移设及倒架预防。1）认真观测矿压，提前进行预报，工作面顶板来压时应该加大对放顶煤煤量的控制力度。在支架移设后，初撑力和工作阻力不能过小，否则将由于支架空顶引起倾倒问题。2）提升移架质量，支架移设应连续进行，防止反复移架，并将降架高度控制在80～100mm左右。由于架顶虚煤需要压实，支架移到位升起时初撑力不足，需要在30min后加压一次，提升初撑力，否则支架由于接顶不实出现倾倒问题。3）提升工程质量，让支架支护保持最佳状态。应结合工作面底板实际状况，对伪斜量作出相应改变，与工作面坡度保持一致;对支架间侧护板来说，错茬必须在130mm以下，如果支架顶梁发生高低错茬和下倾后，应第一时间进行更正。4）圆弧段应选择大尺寸、小曲率的方法，割帮过程中将圆弧段挑顶和卧底量控制好，让采煤机摇臂摆角处在合理范围内。在实际操作过程中克服了采煤机的升降均由采煤机司机来控制，若工作面倾角、采高和控底量等技术参数与设计规定不符，将引起支架高低错茬、咬架等问题。针对这种情况，在圆弧段要降低运行的速度，控制好前后滚筒高低位置，在操作上不能出现错误，从而渐变段才能顺利成形，圆弧段也更加平滑，采高满足设计规定。

（2）在大倾角综放开采中要注重放顶煤操作，除了要让支架保持稳定以外，还应该提升回采率，加强对含矸的控制，在技术操作存在较大的难度。结合顶煤运移规律，分析放顶煤方案试验对比情况，工作面放顶煤操作需要选择从下到上双轮间隔的方式进行，单架双轮放煤时间在8min左后，放顶煤步距为1.2m。

4 结语

（1）大远煤业急倾斜大倾角“三软”厚煤层采取综采放顶煤开采的方式，突破了急倾斜大倾角开采下技术上的问题，通过合理设计与选择适宜的三机选型，实现了经济效益的提升。

（2）设计工作面渐变段，并对巷道进行合理设置，消除了大倾角开采下工作面上下端头维护问题，提升了设备防倒防滑性能。

（3）设计了独特的“三机”防倒防滑装置及端头端尾支架结构、端头支架放煤机构，有效提升了防倒防滑性能，不仅安全，也很实用，能够提升放顶煤开采的质量。

参考文献：

[1]王家臣，魏炜杰，张锦旺等.急倾斜厚煤层走向长壁综放开采支架稳定性分析[J].煤炭学报，2017，42（11）：2783-2791.

[2]王家臣，赵兵文，赵鹏飞等.急倾斜极软厚煤层走向长壁综放开采技术研究[J].煤炭学报，2017，42（02）：286-292.

[3]李金贵.“三软”倾斜厚煤层综放工作面护巷煤柱尺寸留设研究[J].煤炭工程，2014，46（08）：12-14.