大倾角炮采工作面回采技术与实践

李 辉 周国锋

（皖北煤电集团前岭煤矿，安徽 宿州234000）

前言

皖北煤电集团前岭煤矿位于濉萧矿区南缘，属于闸河煤田，总体上为一轴向NE较紧密的向斜构造形态。矿井设计年产量为30万吨，主采煤层为二迭系石盒子组4、6煤层。井下地质条件极为复杂，煤层赋存极不稳定，煤层变异系数大，煤层倾角一般为35°左右，局部达到40°以上，煤层厚度大多在0～3.5m之间，局部煤厚达7m以上，给工作面回采顶板管理带来一定的困难。613工作面在煤层大倾角回采极其困难的条件下，通过加强工作面回采技术和安全质量的管理，使该工作面的煤炭得以安全回采，并取得良好的效果。

1 地质概况

613工作面位于井田东翼一水平61采区中部，上临611工作面采空区，西以61采区保护煤柱为界，东至6煤铁路保护煤柱线，工作面起止标高-210m～-283.5m，平均倾斜宽105m，走向长750m。本工作面煤层赋存极不稳定，煤层厚度平均2.5m左右，局部由于受地质构造影响，煤层厚度变化较大，煤层最厚点达到5m左右，最薄地段仅为0.2m，煤层倾角在27°～42°，平均倾角32°，煤层局部范围内有一层厚度约0.3m的夹矸。直接顶大部分为粉砂岩，局部为粉砂质泥岩；老顶主要为粉砂岩，呈深灰色，由长石颗粒经钙质、泥质胶结而成，裂隙面被方解石脉充填，厚度在2.44m~16.96m之间；底板主要为粉砂岩，深灰色，主要由泥质和粉砂质组成，见有少量泥质和较多的细砂岩条带，厚度在3.43~18.32m之间。

2 采煤方法和回采工艺

2.1 采煤方法

根据地质资料，煤层赋存条件和该矿现有的开采水平以及设备情况，613工作面采用走向长壁全部垮落法回采工艺，采用打眼放炮的方法进行落煤。

2.2 回采工艺

本工作面采用走向长壁后退式回采，炮眼采用三角眼布置，全部垮落法管理顶板。工作面顶板支护使用DWX35型悬浮式液压支柱配合HDJB-1200型金属铰接顶梁走向棚支护，排距1.2m，柱距0.5m。工作面采用SGW-420/40T型可弯曲刮板输送机运煤。

3 大倾角炮采面关键技术

3.1 顶板控制技术

3.1.1 工作面基本支架采用DWX35型悬浮式液压支柱配合HDJB-1200型金属铰接顶梁，后定位350mm走向直线棚，“三、四”峒管理，煤壁增加一排护帮柱，最大控顶距4.8m，最小控顶距3.6m。

3.1.2 炮眼布置方式三角眼，并控制好打眼角度，炮眼顶眼距顶板≥400mm，装药量≤0.25kg；炮眼底眼距底板≤400mm，装药量≤0.5 kg。以减少放炮对顶板的震动，保持顶板的完整性。

3.1.3 放炮后要及时维护顶板，挂梁过顶顺序由上向下，及时架设临时支柱。过顶要求每棚不少于10根塘材，4块笆片，防止漏顶。补正规支柱时要先在底板上挖出深度不少于200mm的腿窝，支柱要垂直顶底板架设，防止升柱时柱根和煤底下滑。要求支柱棵棵穿鞋，并确保单体支柱初撑力不小于90KN。

3.1.4 正常回采时，在材料道打一排一梁三柱顺山挑棚（DWX35型悬浮式液压支柱配合￠200mm×1800mm半圆）进行加强支护，挑棚梁头首尾相接，上、中2支柱要垂直顶底板架设，最下1根支柱要向上保持5°的迎山角，以增加挑棚抗顶板下滑的能力。

3.1.5 回柱时要把笆片从底到顶挂严，防止放顶时采空区矸石窜入工作面内；同时回掉的单体要全部打在末排支柱的棚档中间，实现全承载，以增加工作面支柱的整体支撑力和防止采空区矸石窜入工作面。

3.2 工作面“5防”技术

3.2.1 支柱防倒。为防止工作面所有支柱倒柱伤人，要求工作面所有单体支柱要栓齐栓牢防倒绳，包括切顶支柱，防止倒柱下滑伤人。

3.2.2 防片帮。合理布置好炮眼，控制好装药量；易片帮地点要及时栽好插帮柱并背帮；煤壁片帮地点要及时进行托棚加固。

3.2.3 防滚矸。大倾角工作面煤块、矸石极易下落伤人，为防止煤矸的下落，在工作面人行道每隔10m设一处挡煤板，挡板长1.4m、高1.5m。同时在机道每隔10m设一处挡煤皮，挡煤皮由废旧皮带加工，高1.0m、宽1.0，与刮板输送机留有0.2m空隙，固定在插帮柱与正规支柱上，来减少矸石的冲击力，有效控制矸石下落滚伤人，同时可以节约材料。

3.2.4 防煤进入老塘。因为工作面倾角比较大，放炮后煤向老塘滚落，造成人工攉煤强度增大，煤炭回收率降低，滚落的煤矸也严重威胁工作面内作业人员的安全，为有效控制该现象，在人行道靠老塘侧沿倾斜方向设一道挡皮，挡皮由废旧皮带加工，高度为0.8m、长度为3.0m，首尾压茬相接，随工作面向前推移及时向前挪移，大大减少了工人的劳动强度，同时也增加了煤炭的回收率，也有效控制煤矸沿刮板输送机下滑进入材料道伤人。

3.2.5 工作面防滑。由于工作面倾角较大，给人员行走带来诸多不便，为杜绝行人摔倒、摔伤事故的发生。在人行道、材料道安设两排防滑板（长1400mm、宽200mm、厚50mm），每2棚一个防滑板，可有利于行人以及行人的安全。

3.3 工作面刮板输送机管理

大倾角工作面刮板输送机，因倾角较大受其重力影响，造成刮板输送机下滑，严重影响工作面的安全和生产。工作面刮板输送机下滑造成刮板输送机机头与顺槽车机尾不能正常搭接，使煤滞留于工作面端头，不但影响生产，甚至挤到单体支柱危及人身安全。为防止输送机下滑应采取以下措施：①机头与顺槽车机尾搭接要合理，并打好押车柱，勤掏回头煤，防止煤矸等进入底槽，增大底链运行阻力。②严格把握抵刮板输送机顺序，抵车顺序为自上而下抵（由机尾向机头方向抵），严禁从两头向中间抵、中间向两头抵，否则会造成溜槽弓腰搭桥，因受力不均，引起下滑。在抵刮板输送机时，要用单体支柱顶住机头，停车后将机尾抵到指定位置后，在机尾架两边连接好铁鞋，并打上单体支柱固定，接着在机尾处补上不少于8棚的正规支柱并穿铁鞋，防止刮板输送机下滑。然后再点动开车继续向下抵车，抵车茬不得少于15m，刮板输送机要抵成缓弯，避免输送机链条出槽造成事故。

4 通风、放炮管理

由于工作面通风路线比较长，风巷为沿空掘进巷道，变形比较严重，再加上巷道拐弯地点比较多，造成风量消耗比较大。为保证通风断面，要安排专人对风巷进行维护。保证工作面上出口的风量，来防止瓦斯超限。

由于工作面倾角比较大，为防止煤壁片帮，造成火工品丢失，要求工作面所有炮眼实行彩带标识，即在雷管脚线上拴一彩带，一旦丢失火工品在机头装载点或工作面能及时被发现，有效控制了火工品的丢失。

5 合理安排工序及强化安全思想教育

为保证工作面作业人员的安全，放炮时工作面严禁有其他人员进行作业，所有人员必须撤到两巷警戒距离以外。工作面出煤时由上向下，其作业地点下方严禁有人。回柱放顶期间，回柱地点下方禁止有人，防止窜矸伤人。同时工作面平行作业间距不得少于20m。

要牢固树立安全第一的思想，坚决做到“三不生产”。对工作面不合格的棚子要及时整改，整改合格后方可作业，确保将事故隐患消灭在萌芽状态。

6 技术经济分析

该矿在613大倾角工作面回采实践中，已安全推进350m，回采煤炭10万余吨，回采期间，未发生顶板及轻伤以上事故，保证了安全生产，取得了良好的经济效益。该面的成功回采，对类似工作面条件的安全回采具有重要参考价值和指导意义。

[1]张敦力.“三软”大倾角炮采工作面的技术管理.煤矿开采煤炭工业出版社.2005年8月.

[2]徐璞.大倾角炮采工作面过地质构造带处理技术.煤矿现代化.2007年第四期.