大采高综采工作面开采关键技术研究

李顺达

(山西乡宁焦煤集团有限责任公司，山西 临汾 042100)

引 言

煤炭开采过程中，由于煤层厚度不同采取的开采方式也不同。针对厚煤层我国一直使用分层开采技术，该技术有一定的缺点，投入成本比较高，设备的搬家率高，而且开采中工艺复杂，操作中容易出现故障，整体开采效率下降。为了解决这些问题，引入了一次性开采技术，下面就进行深入的分析。

1 案例分析

1.1 矿井开采情况

某企业开发了7 m的大采高综采工作面，进行回采过程中，主要在三个煤矿进行开采，回采出工作面共有17个，生产出的源煤共1.5亿t，如表1所示，开采工作安全可靠，达到了理想的开采效果[1]。

表1 开采情况统计表

1.2 工作面配套的设备

工作面的配套设备主要以JOY-7LS8型采煤机为主，具体参数如表2所示。

表2 JOY-7LS8型采煤机技术特征表

2 对生产工艺进行分析

对于这一工作面而言，使用了综合机械化采煤方法，使用双滚筒进行割煤，进刀方式是端部斜切进刀，前滚筒切割顶煤，后滚筒切割底煤，通过后滚筒和刮板输送机的作用，就可以将煤炭装入到运输机中，提高了工作效率。再利用破碎机将煤炭运输到巷胶带机中，使用超前液压支架进行支护，其主要参数如表3所示。

表3 某煤矿7 m大采高工作面主要的技术参数

在施工过程中，技术人员还使用了两端头垂直过渡技术，一般都使用平缓过渡方式，导致在这一段顶煤出现较大的损失，为了节约煤炭资源，开采中技术人员使用了垂直过渡方式，端头架和过渡架使用垂直过渡，如图1所示。在过渡段使用了大台阶过渡架，可以有效将顶煤回收，可以从工作面直接进行运输，提高了回采效率，由于这一举措，实际操作中每刀可以多采煤58.5 t，全工作面可以多回采煤炭30.5万t。

图1 7 m大采高综采工作面两端头垂直过渡示意图

3 管理和控制顶板的技术操作

3.1 分析初步回采顶板的控制技术

为了有效对开采质量进行控制，可以优化工作面两巷断面，将之前设计的回风巷断面尺寸由6 m×4.2 m，优化为现在的5.2 m×4.2 m。在此基础上，技术人员还有了支护参数，例如对于顶锚杆而言，从之前使用的6根变为当前的5根，使用的锚素长度从之前的8 m优化为当前的6.5 m。除此之外，工作面巷道的间距也进行了重新设计，之前设计为50 m，技术人员通过综合分析之后，确定将其设计为150 m，这样不仅提高了顶板的控制效率，而且降低了施工量，提高了施工进程，为以后的工作奠定了良好的基础。在施工初期进行顶板控制过程中，第一点，初采时对顶板进行强制放顶，并严格对顶板进行管理，例如初撑力度要到位，设置的护帮板要到位，设置的伸缩梁要到位，跟机拉架要设置到位。第二点，进行第一次加压之前，对巷道可以先不进行密闭墙的施工，进行顶板跨度加长时，要有效降低飓风强度。第三点，初采操作中所有工作人员都要佩戴安全头盔[2]。

3.2 正常回采顶板的控制技术分析

进行回采操作中，工作人员必须加强设备操作的规范性，对设备进行保护，避免设备出现故障。定期对设备进行检修，尤其要对液压系统检修，对综采设备进行检修，施工操作时不能出现跑、冒、滴、漏等问题，当供压之后保证设备运转的安全性，如果支架立柱安全阀比开启的压力低，要及时进行更换，避免出现故障。具体生产过程中，对于控制台司机有很高的要求，观察乳化泵的压力，其压力必须达到37.5 MPa，可以24 h对高压过滤站进行反冲，如果发现多架初始撑力升不到位后，要及时关闭开关，停机检查具体的原因，完全查明故障原因之后才能开机使用。在开采过程中对生产技术有严格的要求，第一点，生产过程中严格对顶板进行管理，五个方面都要到位。第二点，对工作面的矿压进行有效的观测，对其进行系统性的分析，对来压的位置进行准确的预报和预测，相关工作人员在开机之前将来压的具体位置通告给大家，这样工作人员员工心理有数，不会出现意外而惊慌失措。工作面是否来压，都要按照操作规定进行跟机迈步移架，一般初始工作时，升力必须一次性升高到25.2 MPa，当来压之后，结合实际情况，可以带压擦顶移架。当工作面来压之后，积极对现场人员进行组织协调，快速进行甩压，司机确保可以正常跟机拉架的时候，要适当的提高割煤的速度，有效进行甩压。无论工作面是否来压，当梁端距离达到800 mm时，就应该执行超前拉架操作，当工作面来压之后，推刮板机滞后煤机8架，将超前支架及时拉出。当工作面来压的时候，所有工作人员都不能二次动架，避免出现冒顶范围进一步扩大等问题[3]。

4 分析辅巷多通道的搬家倒面技术要点

对于7 m大采高综采工作面而言，也引入了辅巷多通道的搬家倒面技术，该技术运用提高了工作效率，满足生产要求。例如撤回综采设备时，对设备进行搬迁和调试时，或者对设备进行安装时只需要5 d～8 d的时间，搬家倒面非常快速高效，具体操作中使用的特种车辆较多，车辆参数如表4所示。在这一工程中，使用了各种辅助车辆共435台，同时可以进行3安和3撤，可以同时对三个通道进行支护，同时使用三台胶带机进行安装等，技术非常先进，受到广大一线技术人员的青睐。

表4 7 m大采高综采工作面快速搬家特种车辆参数表

5 结语

通过以上分析得知7 m大采高综采工作面开采技术作用非常大，可以以此开采全厚煤层，煤炭的采出效率得到了很大的提升，有效控制了吨煤的开采成本，为企业提供了巨大的经济效益。除此之外，这一技术的应用还有效控制了采空区遗煤问题，降低了后续的管理费用，增加了企业的经济收入。

参考文献：

[1] 张子飞,杨俊哲,代贵生,等.7 m大采高综采工作面开采关键技术研究[J].煤炭工程,2015,47(3):1-4.

[2] 孙强,童向阳.7m大采高综采工作面国产设备节能降耗分析[J].煤炭科学技术,2015(s2):135-138.

[3] 裴爱科.7m大采高综采工作面采煤机的安装及维护探析[J].科技创新与应用,2014(29):131-132.