大倾角俯斜开采实践

大倾角俯斜开采实践

摘要本文主要从大倾角俯斜开采安全生产技术管理，大倾角俯斜开采的“一通三防”防火技术管理，大倾角俯斜开采所创造的经济效益和社会效益等三个方面进行了论述。本文主要是总结大倾角俯斜开采的生产实际经验，为今后类似条件下工作面开采提供理论依据和生产实践指导，从而创造更大的经济效益和社会效益。

关键词大倾角；俯斜开采；综放工作面；安全技术管理；“一通三防”

中图分类号td82 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）34-0109-03

0 引言

兴阜煤矿原海州立井工业广场保护煤柱，煤层走向短，倾斜长，为了最大限度地回收煤炭资源、减少开拓工程量、降低掘进率，使经济、技术上达到科学合理，把太上煤层沿走向布置四个综放工作面，沿倾斜方向俯斜开采。2312、2313综放工作面相继获得成功开采，尤其是2313工作面在首采面2312工作面开采获得成功，积累宝贵经验的基础上，进一步改革完善了安全生产技术管理和现场管理制度，确保了2313综放工作面采出更加安全顺利，为企业创造了很好的经济效益，也为兴阜煤矿周边地区的人民创造了极大的社会效益。

1 矿井概况

兴阜煤矿年设计生产能力150万t，通风方式为中央边界式，主提升为大倾角皮带提升，一吨矿车辅助运输；开拓方式为斜井立井联合多水平、下山区开拓。主采层为太平上层群和太平下层群。

2 工作面概况

2313综放工作面开采煤层为太上层群的太上一、二分层，合层开采，其煤岩产状为走向70°左右，倾向se，倾角在17°~25°之间，煤平均倾角21°，煤层合层厚度10.2m~11.8m，平均厚度11m；工作面走向长157m（上段61m），可采倾向长度470m，可采储量61.4万t。工作面基本顶为砂岩，厚度80m~100m，直接顶多为复合型顶板，砂质泥岩厚度0.3m~3.0m，节理较发育，硬度较低，无伪顶；直接底为砂质页岩（二、三分层夹石）厚度2.44m，较松软，老底为坚硬的白砂岩。

3 工作面开采的安全技术管理

3.1 工作面安装

由于采区布置方式为倾斜长壁式，运顺、回顺倾斜坡度平均在21°左右，给液压支架调运、安装增加了很大困难，为此我们在工作面回顺掘送期间，在距切眼40m范围内，开始局部留底使回顺上端形成一个5m左右的作业平台，来保证支架正常调运安装。另外巷道坡度大，液压支架组装硐室不能布置在两顺巷道内，为此我们将组装硐室布置在工作面下方的采区-400材料道内，这样又给安装工程提出了新的课题：首先，液压支架需整体调运，支架自重较大

（20.5t），现有提升设备难以满足要求，调运所使用的jdhb-30/3.5型绞车允许最大坡度为+25°的巷道中，根据《煤矿安全规程》规定，最重仅能提升19t，为解决此问题，我们将液压支架前梁在组装硐室先不组装，分组调运至工作面进行组装，这无疑增加了工作面安装的工程量；其次是提升速度慢：jdhb-30/3.5型绞车绳速为0.126m/s（慢速），提拉时间大约需要60min，为解决这一矛盾，笔者采用3台绞车协调调运的方法，满足了安装需要：即2台

jdhb-30/3.5型绞车分段提升整体支架，1台jyb-60×1.25（90kw）型绞车负责提升前梁及转载机、破碎机等零散小件，从而解决了以上难题。

3.2 大倾角俯采割煤特征及采煤机部分构件改造

在俯采工作面中，由于前部运输机和采煤机均处于大倾斜状态，使采煤机滚筒装煤效果较差，运输机煤壁侧留有大量余煤，造成采煤机多次往返扫货、前部运输机推移困难。

另外，采煤机在俯斜倾角较大的工作面中，机身在向煤壁倾斜的同时，也会造成采煤机漏油、主泵吸空、掉道等现象，严重影响机械的正常运转，制约工作面正常生产。为弥补这些弊端，保证采煤机正常运转，经现场研究分析后，对部分构件做了如下的加工和改造，在生产实际过程中，取得了良好的效果。

1）改变滚筒旋叶

在采煤机正常割煤过程中，后滚筒负责装煤，由于俯斜开采，

散落的煤体自然向煤壁侧堆积，单滚筒装煤率只有50%~60%左右，为解决此问题，最初将双向割煤方式改变为单向割煤，这样虽然增加了装煤率，却影响了工作面推进度，后来经过研究分析后，将采煤机原滚筒由4旋叶改为3旋叶，增大了叶片摆角，从而提高了装煤率，解决了此问题。

2）采煤机上盖注油孔改造

对原有注油孔进行了挪位，使之向操作侧偏移，有效地防止了由于机身倾斜过大，造成的采煤机漏油的现象。

3）采煤机过滤器改造

正常情况下，采煤机过滤器设置在牵引部的操作侧，能保证采煤机在俯角小于8°的条件下正常工作，但在大倾角俯采时，牵引部的油脂受重力的作用集中在煤壁侧，造成过滤器不能正常吸油，采煤机主泵无法正常工作。经研究分析后，对过滤器进行改进，将原过滤器由固定式改为移动式（将原过滤器用火焊切割，封闭后，配上进、回液高压胶管）过滤器，从而解决了吸油不正常问题，并减少了油池内油量、降低了油温。

4）采煤机调高千斤顶操作系统改造

由于俯采倾角较大，采煤机调高千斤顶采用油液压操作故障频繁，而且换千斤顶时，困难较大，经过现场实际研究，我们将调高千斤顶由油液压按扭操作改造为由乳化液泵加压加设片阀组操作，大大降低了调高系统故障率，使调高千斤顶更换次数大幅降低。

3.3 大倾角俯采移架特征及其解决方法

工作面采用本架操作，及时支护顶板，移架方式为擦顶带压移架。大倾角俯采条件下支架移架与其它条件下移架相比要方便得多。在大倾角俯采条件下沿工作面推进方向由其自重产生一个下滑力，支架后侧采空区对支架产生一个沿俯斜方向的推力与移架时支架推拉千斤顶的拉力共同克服移架的摩擦阻力，从而使工作面移架更方便；但存在支架和尾溜自滑的问题，因此我们采取了如下改进措施：

1）防止支架自滑：由于煤层倾角较大，支架的稳定性差，支架的重心前移，易导致支架沿俯斜方向自滑。为此在液压支架的推拉千斤顶上安设双向锁，有效地防止支架下滑；

2）防止尾溜自滑：由于俯斜开采俯角大，尾溜易于自动滑向支架，因此我们在支架尾部安设上控制尾溜滑向支架的可调控千斤顶，有效地控制住了尾溜自滑。

3.4 后部运输机溢货的解决方法

由于俯斜开采，后部运输机倾斜，顶煤自重的分力指向工作面，冒落的煤炭沿重力方向大量堆积，从后部运输机的挡煤板上向外溢出。为此最初将后部运输机前侧垫起，使其尽可能的保持水平状态，但后来发现后部运输机易飘起，移架时经常刮、卡运输机挡煤板；然后采取了最大限度的增加挡煤板高度，减少溢货，但现场发现采高一旦降低或来压期间就会造成支架尾梁和运输机加高板之间高