第45屆等級獎?wù)撐?--N3-806綜采工作面低采高大角度回采的研究與實踐
王政敏 ?桂 ?寒 ?單世梁
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摘要：曉明礦N3806綜采工作面采用初采初次放頂、吊墊運輸機上臺調(diào)整采高、更換液壓支架連接頭、膠帶運輸機膠帶加設(shè)增阻皮帶條等工藝，保證綜采工作面低采高大角度仰采施工安全、順暢。
關(guān)鍵詞：低采高 ?大角度仰采 ?初次放頂 ?增阻皮帶條 ?
0 引言
曉明礦N3806工作面為八層首采面，煤層傾角9-21°煤厚1.05m，且位于切眼中上部，工作面地質(zhì)條件和現(xiàn)有設(shè)備配置給回采造成很大難度。根據(jù)工作面地質(zhì)條件，從保證煤質(zhì)和安全回采考慮，回采時將工作面采高調(diào)整為2.0m左右，回采初期調(diào)整回采工藝實現(xiàn)運輸機快速上臺、支架快速出切眼，針對大角度仰采采取在采煤機上加裝擋板、液壓支架操控閥加裝限位、膠帶運輸機加設(shè)增阻皮帶條等措施，保證回采推進度，提高原煤產(chǎn)量，實現(xiàn)綜采工作面安全、持續(xù)生產(chǎn)。
1 工作面概況
N3806工作面位于北三采區(qū)八層六段，運順長943m，回順長780m，切眼長260m。工作面所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡單，根據(jù)工作面掘進實見情況，N3806工作面回順實見F406-2斷層一處，傾向116°、傾角60°、落差0.5m，預(yù)計延伸至工作面內(nèi)10m，對工作面回采有一定影響，如圖1所示。
煤層整體呈單斜構(gòu)造，傾角9°～21°，平均15°，煤層與頂?shù)装鍨檎辖佑|，煤層有二個自然分層，厚度在0.90～1.20m之間，平均厚度1.05m，夾石一層為炭質(zhì)泥巖，厚度在0.05～0.20m之間，平均厚度0.15m。局部坡度為21°，回采時做好相應(yīng)的防范措施，如圖2所示。
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圖1：N3806工作面平面圖
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圖2：N3806工作面剖面圖
2重點環(huán)節(jié)及方案的確定
（1）吊運輸機上臺迅速降采高：N3806工作面煤層傾角為9°-21°，切眼中高2.6m，煤層平均厚度1.05m，且煤層位于切眼中上部，根據(jù)機身高度、支架頂梁厚度、滾筒直徑（1.2倍）將采高確定為2.0m，為保證煤質(zhì)和施工安全，回采前在運輸機下方墊木段采用逐刀留底的方式迅速降低采高。
（2）初次放頂：為保證初采期間快速出切眼，工作面安裝前在切眼內(nèi)按設(shè)計要求施工切頂眼，待支架拉移3刀后進行初次放頂，使采空區(qū)頂板及時冒落，確保支架拉移有效。綜采隊針對大角度仰采初次放頂工程，提前編制《安全技術(shù)措施》并做好施工前準(zhǔn)備工作。
（3）膠帶運輸機大角度運輸：皮帶隊針對運順膠帶運輸機21°上山運輸拉貨難的問題，采取有效措施解決膠帶跑偏、飄帶、打滑不拉貨等情況，保證施工安全、順暢。
3方案的實施
3.1初采快速出切眼
1.吊墊運輸機中部板：由于煤層位于N3806切眼中上部，且仰采坡度較大，從保證煤質(zhì)和安全回采考慮調(diào)整施工工藝，回采時提前將工作面運輸機上幫側(cè)吊起，在運輸機下方墊原木段或大柈，將運輸機中部板墊高200mm-300mm，使其形成仰角便于推進，回采采用逐刀留底的方式迅速降低采高。如圖3所示。
2.初次放頂：工作面初采期間為21°仰采，采高由2.6m迅速降到2.0m，為了防止管理或操作不當(dāng)，出現(xiàn)支架不接頂拉抽匣的情況影響回采推進度，而導(dǎo)致片幫、冒頂情況的發(fā)生，現(xiàn)場采用初采強制放頂?shù)墓に囀共煽諈^(qū)及時冒落，保證支架初撐力。
工作面安裝前由掘進隊按照設(shè)計要求，在切眼前后三角點布置切頂炮眼，布置范圍為后三角點及前三角點順槽下幫煤壁向工作面各延伸35m。兩端6m范圍布置3排眼，其余位置為雙排眼炮眼呈三花眼布置，炮眼深度2.0m，與頂板夾角80°，向工作面正前方傾斜。切眼支架安裝完畢后，由安裝隊先將工作面錨索、錨桿及時退錨。隨工作面推進，當(dāng)所有炮眼裸露在切頂線后方時，綜采隊按照《N3806工作面初次放頂安全技術(shù)措施》要求，停止采煤，進行爆破切頂，爆破作業(yè)時先放回風(fēng)側(cè)，再放入風(fēng)側(cè)，由里側(cè)向外側(cè)依次進行。使采空區(qū)頂板及時冒落，確保支架推移有效。經(jīng)實踐通過6個循環(huán)的推進有效控制了工作面采高并順利完成了工作面出切眼施工。
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圖3：N3806工作面出切眼示意圖
3.2 頂板維護
由于兩順坡度較大，工作面采高較低，為有效解決仰采片幫問題，在選取配套設(shè)備中采用頭尾兩側(cè)為ZY6800/15/35型支架（45組）和中間架為ZY6400/13/29（126組）與MG300/720-WD型采煤機（1.6米直徑滾筒）配套使用。現(xiàn)場安裝過程中發(fā)現(xiàn)，兩側(cè)架型頂梁厚度為550mm，滾筒臥底量為380mm，仰采施工無法進行挑頂操作。經(jīng)過技術(shù)論證后，將原260mm的支架連接頭更換為600mm來實現(xiàn)挑頂操作，在兩種架型過渡段或片幫嚴(yán)重段采取拉超前架或挑大柈打單體點柱的方式支護頂板，確保仰采工作面沿煤層回采期間頂板安全可靠。
3.3 改進運輸設(shè)施
N3806工作面煤層傾角為9°-21°，回采初期工作面處于調(diào)整階段，出貨量較小運順膠帶運輸機有時出現(xiàn)跑偏情況，經(jīng)調(diào)試得到了解決。隨著回采的進行工作面生產(chǎn)處于正?；螅a(chǎn)能力越來越大，煤炭拉運的不穩(wěn)定問題逐漸顯露出來，主要就是運順坡度大，工作面大量出煤，膠帶輸送機經(jīng)常出現(xiàn)膠帶飄帶、跑偏、帶面打滑等拉運能力不足的情況。針對上述問題我們不斷探索和嘗試，在皮帶尾安設(shè)防跑偏輥、防飄帶壓輥，在帶面涂抹膠條等方式保障生產(chǎn)順暢，但效果不太理想，在生產(chǎn)實踐中不斷嘗試和完善，最后確定在帶面安設(shè)增阻皮帶條的方式，既用廢舊皮帶條加工成人字形，在膠帶帶面上每隔3m固定一道600mm×100mm的膠帶條，采用風(fēng)動工具在皮帶條頂端及兩側(cè)打孔，每根膠帶條固定3-5處，用鋁制鉚釘將增阻皮帶條與膠帶錨固在一起，確保其牢固性，經(jīng)實踐效果較好。如圖4所示。
圖4：膠帶運輸機防跑偏設(shè)施及增阻皮帶條
4安全技術(shù)保障措施
1.兩順增設(shè)推移裝置：回采過程中由于工作面仰采角度較大，給運輸機的推移增加難度，通過在兩順巷道內(nèi)增設(shè)拉移液壓缸輔助運輸機機頭、機尾的推移，保證回采正常推進度。
2.移設(shè)變電列車:運順變電列車位置最大坡度達18°以上，為實現(xiàn)在大坡度巷道內(nèi)移設(shè)變電列車安全操作，通過計算效驗，采用兩臺SDJ-28型回柱絞車，纏繞繩經(jīng)Φ32mm的鋼絲繩，共同分段遷移變電列車，先拉運3臺移動變電站和電纜車，在拉運剩余車輛，保證施工安全。
3.兩順物料防倒防滑：由于兩順坡度較大易出現(xiàn)設(shè)備滾落現(xiàn)象，在運、回順超前支護外巷道內(nèi)設(shè)置擋貨裝置，防止因操作不當(dāng)導(dǎo)致物料滾落下滑傷到下方的施工人員。在運順膠帶運輸機兩側(cè)安設(shè)金屬防護網(wǎng)并在運輸機上方設(shè)置擋貨裝置防止貨物下滑滾落，確保兩順施工安全。如圖5所示。
4 .N3806工作面回采期間采高控制在2m左右，低采高大角度仰采不利于頂板管理，采用拉超前架維護頂板時，易導(dǎo)致作業(yè)空間狹小不便于行走和操作安全，回采施工中要求在液壓支架操作手把處安設(shè)限位裝置，防止人員誤操作，并在液壓支架頂梁與運輸機電纜槽間加設(shè)防護網(wǎng)，防止割煤時上幫片幫掉塊傷人。
5.運順每天安排人員在滑道前拉底，人為調(diào)整皮帶尾滑道角度，保證回采中高3m，為加強工作面煤質(zhì)管理，拉底的巖石或工作面采出的大塊巖石全部堆放在運順硐室內(nèi)，做到煤巖分運，綜采隊在縮皮帶尾時，要將皮帶尾墊平，減少膠帶打滑的概率。?
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圖5：兩順擋貨板皮帶防滑貨裝置支架限位裝置
5 優(yōu)勢與不足
5.1優(yōu)勢：
1.通過吊墊運輸機和初采強制放頂?shù)却胧?，有效解決支架不接頂和推移拉抽匣的問題，合理調(diào)整采高，保證了N3806工作面快速順利初采。
2.增阻皮帶條及防跑偏裝置的安設(shè)有效解決膠帶運輸機拉貨難的問題，保證生產(chǎn)持續(xù)、順暢。
5.2不足：
1.自制的增阻皮帶條雖效果明顯，但屬于易損件，安設(shè)施工增加工人勞動強度，鉚釘錨固后在通過膠帶運輸機機頭的清貨器時易刮卡或損壞，需定期更換刮貨皮子、加設(shè)增阻皮帶條。
2.設(shè)備改造還需完善，受配套設(shè)備限制，ZY6800/15/35和ZY6400/13/29過渡段易造成梁端距超規(guī)定，拉超前架因采高低不便于行走，同時限制了采煤機割煤時的行走速度。
6?結(jié)論
通過對N3806綜采工作面低采高大角度仰采的實踐，為低采高大傾角仰采的頂板、安全和煤炭運輸管理提供技術(shù)參考，保證頂板管控有效、杜絕膠帶運輸拉貨難的問題，提高月單進進尺，增加經(jīng)濟效益，確保礦井接續(xù)順暢。為綜采工作面回采拓寬了視野、積累了經(jīng)驗。為我礦今后開采相同地質(zhì)條件的采煤工作面提供了寶貴的經(jīng)驗。
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作者簡介：王政敏（1983.1-），男，工程師。2006年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)機械工程及自動化專業(yè)，現(xiàn)在曉明礦生產(chǎn)科科長從事采煤管理工作，聯(lián)系電話：15104102722
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