陈昭征

（山东鲁中能源集团贵州鲁中矿业有限责任公司，贵阳 550081）

大倾角综采工作面开采技术探析

陈昭征

（山东鲁中能源集团贵州鲁中矿业有限责任公司，贵阳 550081）

本文重点阐述了大倾角综采工作面开采技术，主要包括大倾角综采工作面的支架拉架技术以及大倾角综采工作面支护的稳定性控制技术，而大倾角综采工作面支护的稳定性控制技术又包括顶板稳定性控制技术和底板稳定性控制技术。

大倾角；综采；工作面；开采技术

0 引言

我国在20世纪80年代开始就出现了大倾角煤层开采这一新名词，当时受到设备和技术的限制，在25℃以上倾角的煤层中使用综合机械化采煤时就称为大倾角综采。随着综采技术水平的不断提高，机械化设备的不断发展，综合机械化开采的应用范围不断扩大，大倾角煤层的界定下限由25℃增至30℃和32℃，在七五期间国家将35℃以上的煤层综采技术列为重点攻关项目，正式称为大倾角煤层综采技术。目前，大倾角煤层的埋藏倾角一般超过了35℃，而我国大倾角煤层储量在煤炭总储量中占有着14%的份额，分布于广东、甘肃、福建、东北等地，在全国煤炭总产量中，有着10%左右的年产量。但我国总体的大倾角煤层开采总量并不乐观，支架严重挤、咬等问题不得不迫使结束整个开采活动。而大倾角煤层综采的不利，很大程度上就是一些基本问题所造成的，为此对这些基本问题进行处理，对大倾角煤层综采技术的有效实施有着巨大的意义。

1 大倾角综采工作面的支架拉架技术

卸载拉架是工作面正常回采拉架所应用的手段，这种手段使得顶梁不再对顶板进行支撑，在帮顶较活的情况下，帮顶易掉和易片。为此，在进行回采的时候，通过带压拉架技术，在出完煤墙的煤之后，对操作阀加以操作，首先卸载煤墙的2根柱子，前移0.8m的柱脚站在煤墙边，再升起2根柱以对顶梁进行支撑，紧接着卸载舍帮2根柱，前移0.8m柱脚之后升起2根柱对顶梁进行支撑。在最后的时候，对拉架油缸进行操作，顶板由支架顶梁加以支撑并且往前移动，在移架的过程中将伸缩梁收回。

2 大倾角综采工作面支护的稳定性控制技术

2.1 顶板稳定性控制技术

在顶板冒落区域或者是顶板破碎的范围，能够实施扩棚的策略，以事先支护工作面顶板。在扩棚的过程中，通过打眼的方式放炮落煤，且梁以ll#工字钢充当，而腿以2m长单体支柱来充当，扶一梁两柱走向棚。将2根2.5m长的钢梁架设在每一架的支架前梁前面，在支架前梁上搭接长钢梁一端，需要保持0.5m以上的支架搭接长度，在钢梁的另一端跟煤壁紧紧挨着，且将2根单体支柱架设在钢梁下，其中的一根跟煤壁紧挨着，而另外一根的单体支柱距离煤壁是1.Om，通过长是1.4m的半圆木均匀地排放在棚梁之间。倘若顶板破碎段顺着走向有着比较大的范围，然而在不断推进的工作面影响下，不间断地在支架前扩棚，一直到支架和顶板都回复正常。针对工作面顶板压力来讲，直接顶的厚度决定了老顶岩层的制约，煤层跟老顶的距离越远，就能够形成越大的直接顶厚度，并且也会增大破断后形成缓慢下沉式的平衡的可能性。此外，在持续推进的工作面影响下，在顶板来压的过程中，支架稳定性破断岩块重量间是反比例的关系，在顶板来压的时候，务必增加工作满支架初撑力与工作阻力，只有如此，才可以推动支护的正常实施，支架和顶底板大致是垂直的，通常控制3°—5°的迎山角范围，防止出现退山情况，并且推动跟顶板间的密切接触，不可以发生“线接触”的情况，防止控顶。在进行移架的时候一次性地实现，务必去除顶板反复支撑。

2.2 底板稳定性控制技术

在对大倾角煤层开采之后，会导致工作面顶板岩层出现移动与破坏的情况，并且顺着工作面的倾斜方向，底板岩层也能够往下滑移。并且底板出现的滑移与破坏会大大地影响绝大多数的支架，进而丧失理想支撑的基础性作用，在这种情形下，就可能破坏支护体系的刚度，并且也会增强支架失稳破坏的情况。针对破坏的底板，底板岩层和支架之间的煤层倾角与摩擦是重要的制约因素。通常来讲，工作面煤层倾角比较大的情况下，就会增强底板失稳、滑移，破坏的趋势。在底板摩擦因素上，在较大摩擦力的时候，支架的抗滑力就会变小。为此，要想持续地提高底板摩擦力，能够在采煤机进行割煤之后，及时地清理工作面的浮煤，不然，在浮煤的制约下，就会减小支架底板和底座间的摩擦力。此外，务必实时地处理顶板淋水，以及定期地检查各个位置与支架乳化液管路的密封情况，不然，在水的影响下，会持续地降低底板摩擦系数。

3 大倾角综采工作面安全高效开采的一些建议

3.1 对工作面优化设计

（1）设计时要详细调查工作面生产技术条件，充分论证其是否具备综采开采条件。

（2）生产系统要简单，特别是运煤系统和供料系统。

（3）切眼时应避开地质构造带，施工倾角、高度应控制一致。（4）工作面长度要在技术上经济上合理（150-200m为宜），尽量等长布置、伪仰斜布置。

3.2 选取对复杂地质条件适应性强的综采设备

根据大倾角煤层综采的特点，必须改变传统的“三机”选型设备配套理念，以支护系统的稳定性为设备核心。

（1）选用采高适应范围大、支护强度高、宽型顶梁和底座，较大缸径立柱、重量轻等特点的液压支架和高阻力、大吨位的端头支架。

（2）选用大功率、牵引力大、爬坡能力强的电牵引采煤机。（3）选用全封闭、启动、制动、防滑性能好的刮板输送机。

4 结语

综上所述，针对大倾角综采工作面来讲，非常重要的问题是工作面支护系统的稳定。在持续加大的煤层倾角的影响下，也逐步地增大了顶底板的压力，这降低了工作支护系统的稳定性与平衡性，务必及时地处理煤层综采当中发生的一系列现象，同时对采煤施工的工艺加以优化，以及对采煤机实施防滑的策略等等，只有如此，才可以保证大倾角综采工作面的正常生产。

［1]熊仁钦.顶板大面积来压破坏机理的研究［J].煤炭学报，1995，20（A01）：38—41.

［2]屠世浩，窦风金，万志军，等.浅埋房柱式采空区下近距离煤层综采顶板控制技术［J].煤炭学报，2011，36（3）：366—370.

［3]王方田.浅埋房式采空区下近距离煤层长壁开采覆岩运动规律及控制［D].中国矿业大学，2012.

陈昭征（1973—），男，山东泰安人。1993年毕业于泰安煤校，2011年12月毕业于山东科技大学矿业工程领域，工程硕士学位，工程师。