大倾角厚煤层综放技术的应用与实践

４ 主 要工 序 的技 术 问题 和对 策
①机组割煤。由于煤层倾 角大 ，机组上行工作阻力 铁 矿 结 核 。 底 深 灰 色 粉 砂 岩 厚 度 １ ０ ４２ 抗 压 强 大 ， 引速度底 ， 老 ． ～ ： ｍ。 ６ ８ 牵 上行 割煤耗时是下行割煤 的 ３ ， 倍 且割 度 ８ ． Ｍ ａ 抗 拉 强度 ２８ Ｐ ， 质 胶结 ， ３ Ｐ ， ４ ． Ｍ ａ硅 ８ 以石 英 为 主 ， 煤时顶煤甩出 ， 容易造成伤人事故 。 因此 ， 采用机组下行
第 ３ 卷第 １ １ ４期
Ｖ０ ． Ｎｏ １ １３１ ．４
企 业 技 术 开 发
Ｔ ＨＮＯＬ ＥＣ ０ＧＩ ＣＡＬ ＤＥ Ｌ ＭＥ ＮＴ ＲＰ Ｓ ＶＥ ＯＰ ＮＴ ＯＦ Ｅ Ｅ ＲＩ Ｅ
２ １ 年 ５月 ０２
Ｍａ ．０１ ｖ２ ２
大 倾 角厚 煤 层 综 放 技 术 的应 用 与 实践
局 部 夹有 粉 砂 岩 ， 面有 植 物 碎 屑化 石 。 层
单 向割煤 、 上行割空刀 、 上端 头斜切 进刀的方式。 工作面 割煤沿底 回采 ， 工作面割平 、 割顺 ， 严禁 出现大的起伏 ； 根
２ 设 备选 型
据煤层厚度可适 当调整采高。 采煤机割煤找顶煤（ 按采高 ①工作面设备 。 采面支护强度计算 ： ＝（ ＋ ． ） 要求 ）正常情况下不得 留伞檐 ， Ｎ Ｌ０ ４ × ３ ， 在工作面移超前支架地 ｂ Ｈ ×８ × ．。 中 ： 顶 梁 支 护 长 度 ２６ ０３ （ ） ２９ 式 Ｌ为 ． ｍ；． ４为 梁 点要尽可能上扬滚筒以减小伞檐宽度 ，伞檐 最大宽度不 端 至 煤壁 间 隙 （Ｉ； 为 液压 支 架 顶 梁宽 度 ，取 １ ＩＨ Ｉ）ｂ Ｔ ． １； 得 超 过 ２ ０ｍ 工 作 面 遇 到地 质 构 造 ， 煤 破 碎 及 片 帮 ５Ｔ ０ ｍ。 顶
（ 受断层影 响） 间， 之 平均倾角 ２ 。 ， ５ 硬度系数 ｆ ． １ ， － ７ ． ０ ～０ 煤层厚度在 ８５ １． Ｉ之 间 ， ．～ １ ２１ ３ 平均 ９３ｍ 绝对瓦斯 涌出 － 。 量 ｌ． ３ ｉ。 区域构造应力集 中 ， ２８ ｍ／ ｎ 该 ９ ｍ 煤层及顶底 板裂
了好 的经 济 技术 效 果 。
Ｓ Ｊ０ ０ ３— ５皮带 和一 部 Ｓ Ｂ ４ ×２ Ｗ 型刮板 输送 Ｄ １０／ ０ ７ ６ Ｇ 一０ Ｋ 机 ，１７上 山和小井上 口共使用 四部 Ｓ Ｂ ４ ２ Ｗ 型 ３３ Ｇ 一 ０× Ｋ 刮板输送机 。辅助运输道安设两泵一箱 ，给液压支架供
１ 工作 面概 况
袁 国栋
（ 开滦（ 团） 集 煤业分公司 ， 河北 唐山 ０ ３ １ ） ６ ０８
摘 要： 文章 介 绍 了 大倾 角厚 煤层 综采 放 顶 煤技 术 在 开 滦赵 各 庄 矿深 部 开 采 的应 用和 实践 ， 主要 工序 关键 问题 及 对
其 对 策进行 了阐述 ， 为深部 开 采综放 技 术探 索 了新 路 。 关键词 ： 大倾 角 ； 煤 层 ； 厚 综放技 术 中 图分 类 号 ： Ｄ ２ ． １ Ｔ ８ ３４ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０６ ８３ ２ １） ４ ０ ７ — ２ １０ — ９ ７（０ ２ １ — １ ７ ０
３ 回采 工 艺
因工作面开采 范围煤层较厚 ， 回采过程以放为 主， 采 隙发育 ， 破碎 ， 易抽 冒。 该区域地质构造较复杂 ， 小构造发 放 比 １ ．， ：９ 根据本工作 面实际 ， ２ 放煤 步距 为 ０５ｍ， ． 即一
育 ， 以小断层为主 ， 且 断层附近煤质松软 ， 易抽 冒。 局部发 刀 一 放 ， 用 采放 交 叉 平行 作 业 形式 。 采 育 小 褶 曲构 造 ， 成 煤 层 走 向摆 动 、 角 起 伏 变 化 较 大 ， 造 倾 ① 艺 流程 。 艺 流 程 （ 向 割煤 ）采 煤 机 上行 在 上 端 工 单 ： 给 回采工作 带来一 定难度 。 工作面走 向长度 ２ ５ 倾 斜 头斜切进刀一下行割煤一及时移架一采煤机空刀上行一 ８ ｍ， 长 度 ７ 。 ０ｉ ｎ 顶前溜一放顶煤一 自下而上拉后溜。 工作面老顶为深灰色粉砂岩 ，厚度 ２１～ ． 抗 ． ４６ ｍ。 ０ ０ ②工作 面落煤 方式 。使用 Ｍ ２０ ０一 ＷＤ型采煤 Ｇ ０／ ０ Ａ ５
型 Ｒ ０／ ． ３ ５型乳 化 泵 （ 机 、 泵 两套 ） 电 油 ， ３３ 工作面位 于 １ 水平西翼 １ 门 １ 煤层 ，在井 液 ， 号 为 Ｂ ｗ一 ２ ０ １ １７ ３ 石 ２ 口向斜轴附近 ， 因受矿井宽缓 向斜及东 Ⅲ断层影响 ， 煤层 Ｘ — １０ Ｒ ＷＳ ００型泵 箱。分别 由 １ ３西头道 配电点和工作面 移动变电站供电。 走 向变化大 ，６ 。～０ 。之间 。煤层倾角在 ９ ～ ３ １０ ２５ 。 ４。
压 强 度 ５ ． Ｍ ａ抗 拉 强 度 １ ７Ｍ ａ 泥 质 胶 结 ， 壳 状 机 落 煤 并 装 入 输 送 机 内 ，Ｇ 一 ３／ ×１２ｋ １ Ｐ， ３ ． Ｐ， ４ 贝 Ｓ Ｚ ７０ ２ ３ Ｗ， 断 口， 白色条痕 ， 灰 质均一 ， 致密 ， 含黄铁矿结核 。 直接顶 Ｓ Ｚ ７ ０ ×１２ｋ 型刮 板 运输 机 运煤 。 Ｇ 一 ３ ， ３ ２ Ｗ 为黑 色腐泥质粘 土岩 ， 厚度 ３２～ ． 抗压 强度 ５ ． ． ８ ４ｍ， ６ ７ ３ ９ 采高的确定方 面 ，依据工作 面选用的采煤机和 工 作 面 前 后 运 输 机 Ｍ ２０５０ Ａ ； （Ｇ 一 ３／ Ｓ Ｚ７０ ２×１２Ｗ ） 转 载 机 （Ｚ 一 ０×２Ｗ ）运 输 道 ３ｋ ； ＳＱ ４ ｋ ；
钢放顶煤 、 综采分层等采煤方法 ，０ １ １ 月在 ３３ 东 皮 带 （ Ｄ １０ ／３ — ５ 。 ２１ 年 １ １７ Ｓ Ｊ ０ ０６ ０ ７ ） 面又成功实践 了大倾角厚煤层综采放顶煤技术 ，产生 ② 外 围 设 备 。 辅 助 运 输 上 山． 用 一 部 使
开 滦 赵 各 庄 矿 是 一 座 开采 １０多 年 历 史 的 老 矿 ， ０ 设
为采高 ， ２ ； 为 ８ 取 ．Ｉ ８ ４ｎ 倍采高 ， ８ ２ 取 ；． ９为岩石容重 ， 取
． ｍ 。 ０： ｔ ２６ ０３ ４）×１５×（ ． ×８ ． ２４ ）×２９＝ ． 计生产能力为 １０ ｔ也是我 国急倾斜煤层开采最深的 ２９ ／ ０ 贝 Ｎ＝（ ．＋ ． ２万 ， 煤矿 之一 ， 目前 开 采 深 度 已经 达 到 １１４Ｉ， ５ 随着 开 采 深 ２５５ ｎ ４． ｔ ４ 。故 选 用 液 压 支 架 Ｚ ４０ — ５ ／ Ｆ ００ １．２ ５ ５的工 作 阻 力 ４ ｔ ０ ） Ｆ ４ ０— ７ Ａ ２ ４ ０ｔ过 度 的增加 ， 山压力显现增大 ，煤炮 ” “ 矿 “ 、板炮” 等现象 时 （ ０ 或 ｚ Ｇ ８０ １／８ 的 工 作 阻 力 （８ ） 渡 液 压
ＭＰ ， ａ抗拉强度 １ ８Ｍ ａ 贝壳状断 口， 色油亮条 痕 ， ． Ｐ， ３ 褐 质 煤液压支架的技术特性 ， 确定机采高度为 ２ 。 ．ｉ ４ｎ 脆 ，易碎 ，含 黄铁 矿 结 核 。直 接 底 为 深 灰色 粉 砂 岩 厚 度 ０ ９ ２６ 。 ． ～ ． ｍ 抗压强度 ７． Ｍ ａ 抗拉强度 ２ ６Ｍ ａ 泥 ４ ７ ５８ Ｐ ， ． Ｐ， ９ 质胶结 ， 参差断 口 ， 白色条痕 ， 灰 含杂乱植 物根化石及黄
有发生。 该矿 位于开平煤 田向斜的东北边缘 ， 地质条件 、 支架符合要 求 ， 选型合理 。 与之相配套 的机 电设备 为 ： 采
煤层 赋 存 极 其 复杂 且 具 有 煤 与 瓦斯 突 出危 险 ，根 据 不 同 地质 条 件 ， 分别 采 用 了长 壁 炮 采 、 落垛 、 性 掩 护 支 架 、 柔 盯
②工作 面移架 。 由于煤层倾角大 ， 顶煤松软破碎 ， 工 作面支架容易下滑 、 失稳 、 倾倒 ， 安全隐患极大 ， 移架非常
５ 工 作面 地 应力 防 治
困难 。 因此 ， 每组液压 支架都 安装 防倒 千斤顶 ， 支架前端 ３３ １７工作 面 属 于半 孤 岛煤 柱 ，开采 深 度 １１０ｍ， ０ 局 和尾 部 安有 防滑千 斤 顶 ， 座前 端 架 脚 间 设 有 导 向块 ， 底 保 部区域属于高应力的状态 ，尽 管采用综放开采是 防治动 证了液压支架 的稳 固支撑 。 移架 自下而上进行 ， 移架前先 力现象的最佳方法 ， 但也必须进行地应力防治。 首先对工 将伸缩梁伸 出， 打开拉架手把在 降支架前 、 后柱 ， 移架时 ， 作面动力现象危 险性进行预测预报 ，采用钻屑法 、 Ｂ ５ Ｋ Ｄ 速度要快 ， 一次到位 ， 一般先降前柱 ， 降后柱 ， 再 后柱 比前 电磁辐射仪和钻孔应力计监测 ， 预测结果及时通报 。 预测 柱少降一些 ， 一般 降下 ３ ～ ５ ｍ。 ０ １０ｍ 工作面移 架采取追机 为无 危 险 时 ， 取 安全 防护 措施 下进 行 施 工 。 预测 预 报 采 当 方式 ， 一般滞后采煤机后滚筒 ４ ６ｍ移架 。 ～ 支架要移成一 有危险或施工过程 中有危 险预兆时 ，采取防治动力现象 直线 ， 其偏差不得超过 ±５ ｍ， ０ｍ 支架 中心距控制在 １ ± ． 措施 。 ５ ０１ 移架后要保证支架立柱活柱伸出量符 合规程 的规 ．ｍ， 工作面开采初放期 间，针对工作面的顶板结构 和强 定。 移架过程 中要对支架进行调整 ， 确保移架后支架迎 山 度特征 ， 对来压部位的煤层进行针对性卸压 ， 通过降低煤 有劲 ， 不挤架 咬架 ， 与运输机保持垂直 。 移架 时要调整好 层应力 、 制造缓冲带控制动力现象 。 预计 ３３ １７东一面 的 摆梁高度及 插板位置 ，以防止矸石窜人后部刮板输送机 初 次 来 压 步 距 ３～ ０ｍ之 间 ，因此 在 来 压前 对切 眼前 方 ０４ 内。 移架过程 中 ， 采取相邻支架操作 ， 由上侧支架操作下 ３～ ０ 范 围采 取 深 孔 爆 破 卸 压措 施 ，爆 破 参 数 按 常 规 Ｏ ４ ｍ 侧 支架 。 移架 完毕后 ， 及时将操作手把打零位 ， 锁好手把 方 法 进 行 。 据 工 作 面 的实 践 ， 常 推 进 期 间 ， 点 释 放 根 正 重 闭锁 装 置 。 范围为工作面前方 ６ ０ｍ范 围内， 且主要伴随周压和小型 ③工作 面移运输机。 由于煤层倾 角大 ， 工作面前运输 煤炮 出现 ，由于综放开采 的能量释放空间大 、推进 速度 机容易下滑 ， 并且带动液压支架后运输机下滑 ， 给正常生 慢 ， 能量能及 时释放 ， 不会造 成破坏性动力现象 。 特殊情 产带来很大困难 。 因此 ， 在后运输机上下机头设有防滑锚 况下 ， 在高应力区域 、 构造区域进行钻孔爆破卸压 。 固装置 ，每隔四节槽设有 与液压支架底座相连 的防滑千 卸压参数 ： 孔径 ：２ｍ 孔深 ：．ｍ； 间距 ： ｍ；Ｌ ４ ｍ； ７０ 孔 ５ 孑 斤顶机构 ， 当运 输 机 下 滑 量 较 大 时 ， 时 打 开 １ 防滑 方位 ： 同 ４个 平行 工 作 面方 向 ， 角 ３ ～ 。 ， 离 底 板 １ － ． 仰 。 ５ 距 ． １ ２ ５ 千斤顶 ， 将后运输机上拉。 另外 ， 将工作面下端超前 ， 上端 ｍ； 药长 度 ：／（ １ ） 深 ， 作 面 卸压 钻 孔 布 置 平 面 装 １ 或 ／孔 ２ ３ 工 落后 ， ８ ９ 按 ￣ 。调成伪斜 ， 减小 了运输机 的下滑 。 刮板 如 图 １所示 。 移 输送机应滞后采煤机 １ ｍ以上 。 ５ 移运输机时保持弯 曲段 长度不 小于 １ 不得 出现硬弯 ， ５ｍ， 运输 机要移成一条 直 线。 移运输机按单 向顺序进行 ， 不得 由两侧 向中间移。 工 作面前 、 后部刮板输送机机头必须与转载机搭接合理 ， 底 链不拉 回头煤 。 移运输 机步距 ０ 移溜完毕及时将操 ． ｍ， ５