大倾角俯采工作面回采技术难题及应对策略研究

大倾角俯采工作面回采技术难题及应对策略研究

郭克家

济宁能源发展集团阳城煤矿山东省济宁市汶上县272502

摘要：在煤矿生产中的大倾角工作面中，针对其大倾角的特点采取大倾角俯采工艺是比较常用的方法，但是也容易出现诸多问题影响回采效率和生产安全。本文就针对本煤矿1315工作面的情况对其采用大倾角俯采工艺时存在的技术问题进行分析，并针对这些问题提出了相应的应对策略，希望能给同行提供借鉴作用。

关键词：大倾角俯采工作面；回采技术；难题；应对策略

1引言

在目前我国经济发展和对各种资源的需求量不断增加的形势下，煤矿企业也在不断改进设备和技术来增加煤炭开采量来满足社会发展对于煤炭资源的需求。但是随着煤炭开采深度的增加，大倾角工作面的情况频繁出现并且增加了煤炭开采的难度。这就需要针对工作面大倾角的特点采取大倾角俯采工艺来确保煤矿开采作业的进行。但是针对本煤矿中的1315工作面中采用大倾角俯采工艺时出现的回采效率低、回采难度大、装煤效果差、设备推移难度大以及容易出现重大安全事故等技术难题，需要针对这些问题采取相应的策略来确保此工作面的安全稳定生产。

2工作面概况

井下位于北一采区南翼，1315工作面西南部，南翼三条大巷西侧，DF38断层（落差60-120m）北侧，邻近DF53断层（落差0-30m）、DF52断层（落差0-13m）、FD105断层（落差0-10m）、DF38断层保护煤柱布置。开采水平为-650m水平，开采煤层为3煤，地面标高为+38.5～+39.6m，工作面煤层底板标高为-480～-740m，开采平面积为69162m2。工作面面长（开采）斜距平均167m。正常工作面回采推进长度438m，煤厚平均为7.2m。本掘进工作面所处地段煤岩层整体赋存形态为走向北东，倾向南东的单斜构造。煤层倾角26°～30°，平均28°,上下顺槽平均角度19°。

3回采过程中遇到的技术难题

在对本煤矿1315工作面进行俯采过程中遇到的技术难题主要有以下几个方面：

一是由于此工作面推采方向煤层底板倾角平均为19°，俯采角度较大，所以在采煤机进行装煤作业的过程中，煤矸石就会在自身重力作用下而不能完全进入溜槽。这主要是由于在使用刮板输送机进行运煤作业时，由于输送机溜槽中没有存煤的空间，采煤机在装煤时就无法完全将煤矸石装入溜槽中而导致部分煤矸石会被挤在刮板输送机以及煤壁之间或者是在输送机的下方，这样就是的工作面装煤以及运煤的效率显著降低。

二是正是由于上述原因会导致大量的浮煤问题的出现，会抬高输送机的高度而导致刮板输送机推移距离不够且出现上漂的问题，甚至出现局部溜槽起拱、飘链影响设备正常运行，在推采过程中容易导致各种事故的发生。

三是在上述问题发生之后会使得工作面三机配套空间不能进行正常的匹配而导致采煤机在进行割煤时滚筒会向煤帮一侧（未采区）偏离，这就会导致滚筒挑顶宽度过大，导致煤帮空顶距离超过液压支架的最大控顶距，影响顶板的支护导致顶板破碎。

四是由于煤层倾角较大，还会导致液压支架在自身重力作用下以及采空区矸石下滑力的作用下而使得液压支架在移架过程中容易出现向工作面煤壁倾倒的现象。

五是顺槽倾角较大也会导致皮带运输机运煤困难，容易出现皮带飞车、出水煤以及水仓淤埋等现象，皮带撒煤严重导致淤煤磨底皮带影响正常生产，出现影响后处理过程中无形中增加设备更换的费用和时间。

六是由于工作面煤层倾角较大，也会使得所有设备和人员也会在自身重力作用下受到一个在工作面煤壁方向上的分力作用，这也大大增加了工作面的安全风险。

4回采过程中遇到的技术难题的解决策略

4.1装煤效果差的解决策略

为了解决此问题，在原有的采煤工艺的基础上进行改进和优化，在操作方面采用单向割煤并且增加装煤工序的方式，具体所采用的方式就是采煤机上行的过程中进行空刀装煤，然后在下行的过程中进行割煤，往返进一刀，然后由机头向机尾方向进行输送机的推移，而且保证推移方向与运煤方向一致，这样就可以确保工作面落煤能够被及时送走而不会出现将煤矸石挤在输送机与煤壁以及输送机下方的问题；在设备配套方面积极咨询煤机厂家，并多方调研，根据现场实际情况对煤机滚筒进行更新优化，将原有的双叶片滚筒更换为三叶片滚筒，大大提高煤机滚筒的扫煤和装煤效果。

4.2刮板输送机上漂问题的解决策略

为了避免上述问题的发生就需要在采取俯采工艺的过程中及时对支架之间以及架脚位置的浮煤进行清理，而且还要保证推溜、移架作业之后的支架与输送机在一条直线上。但是如果在俯采过程中出现了上述问题，就需要采用人工掏低槽煤的方式降低刮板输送机的高度。此外，在回采过程中还应对采煤机的割煤范围进行严格控制，防止底煤的出现而造成上述问题。

4.3液压支架倾倒的解决措施

针对回采过程中可能发生的端头支架倾倒的问题，就需要在液压支架的端头支架位置进行斜打单体柱的方式进行支撑，而在回采过程中需要对端头支架进行推拉时就需要在支架顶梁的下方进行单体柱的斜打，然后在移架过程中采用擦顶带压移架的方式，将单体柱生气来对支架下滑分力进行抵消来避免支架倾倒问题的发生。而针对回采过程中可能发生的工作面支架倾倒的问题，在进行移架作业时，首先伸出支架伸缩梁来顶柱工作面煤壁，然后按照擦顶带压移架的方式进行移架并同时缓慢收缩伸缩梁，这样此伸缩梁就会对移架过程中支架产生的向采空区方向的分力进行抵消，而且对工作面支架下滑的作用力进行抵消，从而有效避免支架移架过程中的倾倒问题。

4.4顺槽皮带运行困难的解决措施

为了降低皮带运行对工作面正常推采的影响，在工作面设计之初采取了两种方案，第一种是因为顺槽倾角平均19°，胶带输送机运行困难，采用两部可弯曲刮板输送机进行搭接运输，此设计完全满足运输要求，但是随工作面回采需要动态回撤运输机溜槽，增加了工作量和危险系数；第二种是使用大倾角胶带输送机运输，和输送机厂家设计开发了大倾角顺槽皮带，针对以往大倾角皮带经常出现的问题进行了针对性处理。例如为解决飞车问题在皮带中部安装了液压闸盘制动器，大大提高了紧急情况下皮带的制动效率，针对出水煤、淤煤问题，对皮带增加了扫煤器、加密三窜托辊和皮带调向靠轮等，有效的解决了皮带运行中的常规问题。

4.5其他问题的解决策略

①通过全面拉移超前的然后挑顶割煤的方式，保证液压支架前梁插班可以抵帮，更好的支护顶帮；②通过加大工程质量的考核，保证直线度，另外在浅部运输机修复的过程中可以在对溜槽老塘侧的槽沿增加耐磨条，提高抗磨损的程度；③通过提高工程质量顺直弯曲段、煤机缓慢牵引的方式操作，在机械部分可以加厚煤机的平滑靴和溜槽铲板，人为的降低煤机俯采角度等降低齿轨轮的受力程度，④通过煤机行走部与机身之间增加衬板的方式降低齿轨轮的受力程度，延长齿轨轮的使用寿命，降低设备影响率等。

5结语

针对本煤矿生产中1315工作面存在的倾角大的问题，以及在采用大倾角俯采工艺时出现的回采效率低、回采难度大、装煤效果差、设备推移难度大以及容易出现重大安全事故等技术难题，本文提出了相应的工艺改进和预防以及龙控制和处理措施，经过以上措施的实施，不仅提高了大倾角俯采工艺的效率，而且也有效确保了生产安全，取得了良好的效果，值得在类似情况的大倾角俯采工作面中推广使用。

参考文献：

[1]宁义国."综采工作面大倾角俯采技术管理研究."煤炭与化工39.3(2016):128-129.

[2]陆庆刚."综采工作面大倾角俯采技术研究与实践."山东煤炭科技9(2016):44-45.