斌郎煤矿急倾斜中厚煤层俯伪斜综合机械化采煤技术研究与应用

斌郎煤矿急倾斜中厚煤层俯伪斜综合机械化采煤技术研究与应用

王 行

四川川煤华荣能源有限责任公司斌郎煤矿，四川 达州 635000

摘  要：本文根据斌郎煤矿N4014工作面开采条件，针对急倾斜中厚煤层的综合机械化开采技术，提出了相应的回采工艺及开采关键技术，通过斌郎矿N4014采煤工作面实际应用，最高月产量达27578.9吨，回采效率明显提高，安全效果较好。实践证明，该开采技术，既改善了工作面安全条件，也增加了矿井的煤炭产量，保证了急倾斜中厚煤层工作面的安全高效生产。

关键词：急倾斜俯伪斜支架防倒防滑防飞矸  防坠落

斌郎煤矿401采区内连煤层，煤层倾角变化较大，倾角为50°～ 62°，平均56°，煤层厚变化大，煤层平均厚度为1.45m，顶板为层理、裂隙发育的破碎砂泥岩的复杂开采条件，该类复杂开采条件下，采用传统综采机械化回采方式，给工作液压支架、刮板输送机的防倒、防滑带来巨大有挑战，同时在大倾角回采过程中可能存在的飞矸伤人、人员防坠（滑）等现象，为作业人员的操作过程带来了巨大的安全风险，严重制约了正常的回采效率，带来了巨大的安全压力。为了充分发挥急倾斜煤层综采设备的能力，避免飞矸、煤块对作业区操作人员及设备的损伤，采用俯伪斜综合机械化采煤工艺，通过改变采落煤炭的自溜角度和方向，使煤炭在自溜时偏向煤壁方向，保证作业区人员和设备的安全，并充分发挥液压支架对工作面顶底板的合理控制，发挥液压支架在工作面设备稳定性控制中的基础作用。因此，在综合机械化采煤技术的基础上，进行了细化研究，提出“急倾斜中厚煤层俯伪斜综合机械化采煤技术研究与应用”。

1 工程概况

斌郎矿N4014工作面位于401采区，所采煤层为内连煤层，地面标高+662m～+610m，井下标高+1.0m～+106.6m，N4014综采工作面为401采区第二区段的工作面，上与N4012已采工作面相接，下部暂未布置工作面，北至F38逆断层上盘边界,南至F18逆断层上盘边界，上覆为W4016采空区，南北实际走向约750m，倾斜平均长约120m，倾斜长呈南短北长趋势，平面积约99442m2，煤层倾角为50°～62°，平均56°，属急倾斜煤层。煤层在工作面范围内稳定性为较稳定煤层，煤种为1/3JM；煤层硬度(f)为1-3；煤层为简单结构煤层，平均煤厚1.45m。煤层直接顶为6.64m砂质泥岩、泥质粉砂岩，基本顶为17.32m砂岩，灰色细砂，含较多黑色矿物及煤屑，岩石完整性差，节理、裂隙发育。直接底为47m厚砂岩，灰白色厚层状中粒砂岩。

2 设备配置

2.1采煤机主要技术参数

采煤机型号：MG250/710-AWD3；滚筒直径：1.6m；适应采高：1.6～2.5m；滚筒截深：0.8m； 截割电机功率：4×160kW；调高电机功率：10kW；牵引电机功率：2×30kW；牵引速度：0～4.0m/min。

2.2液压支架主要技术参数

液压支架型号：ZY3200/14/32Q；支撑高度：1.4-3.2m，支撑宽度：1.43～1.60m；初撑力：1538kN～2561 KN；工作阻力：1932 KN～2780kN；支护强度：0.38Mpa～0.47Mpa；对底板比压：0.65Mpa～1.24Mpa；最小外形尺寸：5.59×1.43m；重量：14000kg；推溜力/拉架力：120/264 KN；泵站最大压力：31.5Mpa。

2.3工作面刮板运输机

型号：SGB-730/320；中部槽尺寸:1500×680×290mm；由于工作面平均倾角较大，只安装刮板运输机中部槽，不安装电机、机头架及机尾架。

3回采工艺

工作面采用俯伪斜综合机械化采煤。工艺顺序：割煤准备→采煤机下行割煤→移架→采煤机空载上行进刀→推溜→收浮煤。

落煤：采用MG320/710-DW3螺旋双滚筒采煤机下行截割落煤。循环割煤深度为0.8m，采煤机最大上行速度≤2m/分钟，下行速度≤3m/分钟。工作面采用单向割煤（下行割煤，上行返空刀）。

装煤：采煤机螺旋双滚筒配合SGB730／320型刮板运输机铲煤板装煤（自溜）。

运煤：工作面采用煤炭自溜至机巷桥式转载机，然后通过机巷带式输送机将煤炭运至采区煤仓。

4回采关键技术研究与应用

4.1工作面移架、推溜及支架防倒防滑技术

1.工作面1-6#架支架底座加设前防滑、后防滑及防倒装置，使6架支架形成整体，其余支架每两架安设前防滑及防倒装置，保证移架过程支架不下滑。同时，将液压支架与刮板运输机溜槽呈锐角布置，通过有效控制架态，使支架探梁朝上，防止支架下滑。

2.拉架采用跟机拉架方式支护即割出一架支架位置必须及时拉架。

3.由于工作面倾角较大,整个工作面严禁分段拉架，工作面始终保持由上至下拉架、由上至下推溜。

4.推溜时只能一处进行，禁止分段推溜，严禁从两头（即机头、机尾）同时往中间移溜，推溜过程中必须用好调推杆，以防止刮板输送机下滑。

5.拉架前要将支架间的浮煤、浮矸及杂物清理干净，并检查电缆，液压管有无挂、卡、挤、压现象，如果发现有损坏现象应及时处理，待处理好后才能进行拉架工作。

6.拉架、推溜操作方式为上架控下架式邻架操作，先拉架、后推溜。操作顺序为：降架——移架——调架——升架——推溜。操作时必须做到：快，移架速度快；够，推移步距够；正，操作正确无误；稳，操作平稳；紧，紧跟采煤机及时支护；平：支架、溜子、煤壁、底板三直一平；严：支架接顶挡矸严实；净：架前、架内浮煤收净。

7.移架时降柱不宜过多，一般在0.05～0.1m之间，特殊情况下以不超过相邻支架的侧护板为准，严禁相邻两架同时降架和后调装置带压拉架。

8.移架时要找好基准参考点或拉线快速移架、一次到位，移架后的支架、溜子要成一条直线。及时调整支架各千斤顶，使支架垂直于顶底板且顶梁与顶板呈面接触。支架不得歪斜，并保证支架间距基本一致（有0.05～0.15m间隙，间隙靠侧护板支护），避免出现挤架现象。相邻支架不能有明显错差（不超过顶梁侧护板高的2/3）。支架不挤、不咬，架间空隙不超过规定（＜0.2m）。

9.若刮板输送机、支架出现下滑时，必须及时调整支架端态，使用好支架调推缸和防滑缸，使支架前探梁向风巷，支架尾端向机巷。

4.2工作面防飞矸、片帮技术

1.工作面始终保持上出口煤壁位置，超前下出口煤壁位置15-20m左右，并随时根据工作面长度变化调整上出口煤壁超前下出口煤壁距离，让工作面始终形成8°左右的俯斜角。

2.工作面每一架支架的架前挡矸板（网）必须随时保持关闭状态，以此保证对机道进行全封闭隔离，当工作面采高出现变化，架前挡矸板不能有效对机道进行全封闭隔离时，则采用钢丝网对未封闭位置进行全封闭。

3.工作面每间隔10架支架安装一组架间挡矸板，每间隔4架支架设置一组柔性挡矸网，对整个人行道进行全封闭，以此防止人行道内煤、矸滑落等。

4.在机巷桥式转载机正对工作面下出口位置的溜槽上，安设用30mm的钢板制成挡矸板，同时，在工作面1#支架处开始沿工作面倾向布置，环绕过机巷桥式转载机机尾，向桥式转载机机头位置走向布置，悬挂两张网孔尺寸为150mm×150mm的钢丝网错开敷设，构成钢丝网孔尺寸为75mm×75mm的防护网，对整个工作面下出口进行全封闭，以防止上方飞矸进入人行通道内。

5.采煤机机身上加装伸缩油缸和护帮钢板，进入机道内检修割煤机时，将护帮板推向煤壁，对煤壁进行有效控制，防止出现煤壁片帮现象。

6.工作面作业期间和每班作业结束后，必须随时对人行道内的大矸石等进行清理，防止矸石下落伤人。

4.3防人员、物体下滑（坠落）技术

1.工作面严禁单岗作业和平行作业。所有人员在工作面作业期间必须使用好保险绳，保险绳长度不得超过2米，必须坚持高挂低用，并根据作业位置选择保险绳悬挂位置，保险绳余量不得超过1米。

2.工作面安设两组扶手绳，并将两组扶手绳捆绑点错开布置，使人员在工作面作业或行走期间手上有着力点。

3.工作面作业人员使用的所有工器具必须用绳子系好，防止作业期间工器具滑落。

4.工作面割煤机检修、架前挡矸板至煤壁段作业、下端头无架段支护作业必须在安全带上系主副安全绳，主绳由专人挂扣并协助控制保险绳的长度，保证保险绳随时处于拉紧状态，副绳由作业人员随走随挂，形成双保险方式。

5.工作面需更换各类油缸、挡矸设施等重物时，必须使用绳子绑扎牢固，并由专人抓住绳子另一端逐步下放或上提。作业结束后必须将更换下的各类设备、设施及其它坏零配件全部运出工作面，以防止滑落伤人。

5结论

该回采工艺技术应用于斌郎煤矿N4014工作面。回采期间，最大月产量达27578.9t；该回采工艺的使用既改善了工作面安全条件，也增加了矿井的煤炭产量，降低了工人劳动强度，提高了煤炭资源回收率，保证了急倾斜中厚煤层煤层工作面的安全高效生产。

参考文献:

[1]柏仁宣周川董明.急倾斜松软薄煤层综合机械化开采技术研究与应用.文化科学,2019-01.

[2]李国民.薄煤层综合机械化开采技术研究.文化科学,2018-12.