综采放顶煤工作面大倾角仰采实例

综采放顶煤工作面大倾角仰采实例

摘要：介绍了龙煤鹤岗矿业有限公司富力煤矿在开采-610南11层时，采取

一系列针对性措施在仰角角度达25°情况下成功回采的实例，论述了复杂地质条

件下综放工作面在采煤方法上的优化和改进。

关键词：大倾角仰采防片帮采煤方法工作面倾斜

工作面概况：本工作面作业地点为-610南11层，采用综采放顶煤采煤工艺，煤厚平均9.35米，倾角30°，面长90米，设计走向659米，工作面安装

ZF5600型放顶煤支架60组，风道一组过渡支架备用安装，730采煤机，工作面

运输机型号SGZ400型，总储量为74.4万吨。如图1所示，当工作面走向推进

460米时，煤层走向方位向东偏转，工作面开始起上坡，机道仰采坡度最大段走

向20米范围25°，为适应大坡度仰采我们采取以下措施顺利将大坡度段安全回采。

1.

仰采措施：

1.

改造机道最大坡度处降低仰采角度

机道在距停采线8-32米范围内仰采坡度达到25°，而停采线处则缓慢变平，为使工作面能够顺利回采，我们决定将此段顺平从而降低仰采角度，如果拉底套

棚施工顶板空间大很难充填严密，且工作量较大，极易遗留CO发火隐患，我们采用的支护方式为：1、加长U型棚腿；2、顶板锚索悬吊；3、加长棚腿处上下帮锚杆加固。最大拉底高度达3.0米，将坡度降至18°。

2.优化采煤工艺流程防片帮

以仰采10°为例，支架梁端距会变大0.43米，硬帮煤壁在采煤机割煤后会呈现与铅锤方向一个10°夹角，此时硬帮煤体在自身重力的作用下会产生一个向软帮侧的分力，这个分力随仰采角度的增大而增大，受此分力的影响硬帮极易片帮、抽漏，此种状态是仰斜开采最难控制的一个环节，我们采取超前拉架的方式来消除此重力的影响，使硬帮煤壁始终保持与铅锤方向平行。

正规循环工艺流程为：采煤机割煤→拉架子→推移运输机→下一循环采机割煤；仰斜开采工艺流程为：采煤机割煤→推移运输机→超前拉架子→下一循环采机割煤。

正规循环作业在采煤机割煤时顶板处于最大空顶距状态，割煤后支架伸出前探梁护顶，前探梁伸出时硬帮顶板一个截深进度处于临时支护状态，仰斜开采时梁端距增加，相当于增加了最大控顶距距离，使顶板空顶的面积增大，受重力分力影响的硬帮失稳煤体在采煤机割煤的震动下极易产生片帮、抽漏的现象，显然正规循环作业已不适应仰斜开采工艺。

改进工艺流程后在采煤机割煤时支架推拉处于收回状态，此时支架已超前拉靠、前梁顶住硬帮，顶板处于最小控顶距的状态，采煤机在支架前梁的掩护下进行落煤作业，有效的防止了硬帮的片帮现象，采煤机下行割煤、上行推移输送机（推溜顺序为上行推溜）推移输送机后支架推拉处于伸出状态，此时硬帮煤壁处于受重力影响的不稳定状态，需要超前拉架来及时支护顶板，而支架虽然处在最小控顶距的状态但是推拉处于伸出状态可以超前拉架，由于梁端距增大了0.43米，而一次进度为0.8米，则只需要使用前探梁的伸出挑落硬帮顶板处的0.4米就可以够一个拉架的行程，所以在煤质较软的情况下利用前探梁的剪切力就可以落煤、拉架，如果硬帮煤质较硬不够一个行程的拉架距离则立即在硬帮顶板打挑

顶眼、震动爆破的方式进行落煤，进行超前拉架。拉架后完成一个循环作业，等

待采机下一个循环割煤。

改进工艺流程后支架始终处于最小控顶距的状态，使空顶的距离缩短，有效

的控制了硬帮因为仰采而造成的片帮、抽漏现象。

3.科学调整工作面倾斜防止运输机下窜（上缩）

当采煤工作面上下两道产生仰（俯）角度时，随着工作面向前推进，工作面

面长会发生相应的变化，这个变化导致运输机和支架下窜（上缩），下窜（上缩）长度为面长的变化量，为使工作面能延一个基线（顺槽转载机）推进，我们通常

使工作面下头推进超前（滞后）上头推进一个距离（即工作面倾斜）来控制运输

机和支架的下窜（上缩）。如果控制不好工作面倾斜会使工作面下货点不畅通，

严重时造成两道扩帮甚至回撤运输机槽及支架的情况，严重制约着生产的安全。

如公式所示，工作面面长为m，工作面坡度为α，机道仰角为β，工作面下

倾斜为χ，设工作面推进距离为L，则在工作面下倾斜距离χ情况下推进一定

距离后运输机上窜的距离a应等于由于机道仰角β情况下面长缩短的距离，列

出等式

m-√（msinα-Lsinβ）²+（cosαm）²=a

根据△ABC相似于△CDE求得a=χL/√m²-χ²

设推进距离为10米，则上式变为求得下倾斜长度χ的方程式，将面长、坡度、机道仰角带入式中就可以求得最适合的理论下倾斜长度。

根据机道仰角的变化我们利用上述等式及时调整工作面下倾斜的长度，使工

作面在机道仰采角度达18°的情况下依然保持畅通的下货点。

4.技术经济效益

通过以上技术改进，此面在2019年11月成功采出走向大倾角范围，为富力

煤矿节省因改造切眼、回撤安装、丢煤等经济损失，不仅减少了因地质条件复杂

造成的煤炭资源浪费，而且缓解了紧张的接续问题，为综放工作面的开采积累了宝贵的成功经验，其技术经济效益不可估量。

改造切眼：掘送切眼90米，人工+材料费6240元/米，共计56.2万元。

回撤、安装：回撤、安装支架共计120组，人工150元/人/天，工时4100工，共计61.5万元。

丢煤量：13.9万吨×550元/吨＝7645万元。

共计经济效益7762.7万元。

5.结束语

经过采取以上措施，成功采出仰采大倾角部分，工作面仰采期间达到原班一刀煤，日产800吨/天，实现了安全生产，在与大自然做斗争的过程中，每一个成功的经验背后都融汇了煤炭工作者们的智慧与辛勤的汗水，鄙人将这小小的成功经验总结、记录，希望对今后类似工作面可以借鉴应用。

作者简介

宋宏伟（1980.12-）男，2011年毕业于黑龙江科技学院采矿工程专业，本科学历，工程师，现在黑龙江省龙煤鹤岗矿业有限公司富力煤矿综采一区从事技术工作。