大倾角薄煤层回采技术浅谈

唐彬

摘 要：随着我国采煤工业的不断发展，高产高效的大采高长壁工作面月产量少则几十万吨，多则上百万吨，成为我国原煤产量大增的主力军。但针对资源的合理开发，一些较薄煤层的开采也将成为现代采煤产业的重要环节。本文针对开滦（集团）东欢坨矿对大倾角薄煤层的成功回采以及本人在实际工作中的所见、所闻、所想，总结了一些大倾角薄煤层实现成功高效回采的一些经验并提出个人的一些见解。

关键词：大倾角 薄煤层 2028工作面

中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0099-01

开滦东欢坨矿共4个主要可采煤层，即：煤8，煤9，煤11，煤12-1，其中煤9，煤11，煤12-1均为薄煤层，煤12-1平均煤厚仅为1.4 m，通过我矿多年积累的经验，这些薄煤层均能高效的成功回采，依然肩负着大部分的产量，2010年，我矿年产量预计提升到300万吨，这给薄煤层的安全顺利回采更加以了肯定。本文主要以东欢坨矿煤12-1的2028工作面為例，通过对工作面回采中遇到的各种问题进行分析，总结技术经验，为以后薄煤层的回采提供简单的技术指导。

1 2028工作面现状

1.1 地质概况

2028工作面煤层厚度为0.8～1.8 m，平均1.4 m，煤层倾角18°～22°，平均20°，实际回采过程中受地质构造影响，采面煤层多次出现只有一条煤线的时候。煤层直接底为黑色粘土岩，伪顶为灰褐色粘土岩，直接顶为灰色粉砂岩，致密，均一，水平层理发育。

1.2 巷道布置

工作面上风道采用10.4 m2的金属拱形棚子支护，下运道采用锚网支护，两顺槽落差平均27 m。

1.3 回采工艺

东欢坨矿各薄煤层均采用走向长壁后退式综合机械化采煤法，以自然垮落法管理顶板，采煤机端部斜切进刀，双向割煤，往返一次割两刀，（调溜子时采取单向割煤，单向移溜，往返一次割一刀）。工艺流程为：割煤→伸前探梁→移架→顶溜。

2 工作面的优化设计

2.1 勘探设计

由于综采工作面设备多且重量大，搬运困难，对复杂的地质条件适应性差。为使生产均衡稳定，取得最大的经济效益，对2028工作面充分利用现有的安全高效的地质保障手段，采用了无线电坑透、直流电法测水以及打钻探放水等综合手段探明回采区域内的地质构造，将影响回采的构造在设计中进行优化，以达到减少对工作面回采影响的效果。

2.2 巷道布置优化

为避免2028工作面内地质构造、断层等的影响，确定工作面的走向可采长度为644 m，倾斜长度81.5 m。为保证工作面有效防治水两顺槽均为向回采方向5°下山布置。

2.3 设备优化

采面选用的MG200/500-AWD型采煤机虽然是薄煤层采煤机，但为适应更薄煤层的需要，将原有1.4 m滚筒改装为1.2 m滚筒。ZY2800-10/23型掩护式支架与厂家合作，架前加装430 mm长的伸缩式前探梁，能够及时有效的支护顶板，防止冒顶事故发生，并且采面支架安设有防倒防滑装置，头组支架安装有防倒千斤顶。

3 回采过程中遇到的主要问题分析

3.1 采高控制

在整个工作面的回采过程中总的原则为：沿顶板回采，煤薄时（1.0～1.6 m）适当打底，当煤层厚度小于1.0 m时，就必须打底挑顶，使用采煤机与响震动炮结合的方式落煤。但无论哪种情况都必须控制采高在1.6 m以上。有人会说采煤机1.2 m滚筒完全可以将采高降到1.4 m回采，理论上可以，但实际回采过程中是行不通的，如果煤层沉积稳定，1.4 m厚的煤，无顶底板起伏、断层等任何构造影响，采1.4 m没问题。但采面煤层变薄时，都是由这些地质构造影响的，煤层变薄时，降低了采高，当煤层变厚成地质构造变化时，需要调整采面上飘、下刹时，采高不够1.6 m就行不通了，就好比井下巷道在弯道时就要加宽的道理是一样的。所以薄煤层回采时，必须控制好采高，使支架有一定的仰角，随时能够调整采面上飘、下刹，千万不能出现调整采面时采煤机过不去的笑话。

3.2 采煤机割煤与支架工移架密切配合

在薄煤层回采时，采煤机司机必须与支架工密切配合，否则将影响生产。采煤机司机割煤时，必须刀刀挑顶，割至与支架平齐，并且必须将煤壁侧浮煤扫干净。否则，支架拉过去梁头下闷了，或溜子飘起了，都会造成下刀采煤机难以通过的困难。支架工在移架时，梁头不能下闷，保证支架有一定的仰角（7°）。若移架困难时，必须等待采煤机串刀，将顶板割平后方可移架。采煤机割过煤后，采取追机移架，追机距离不小于6 m。支架移完后，顺序顶溜。

3.3 采面支架防倒与防止输送机上窜下滑

大倾角综采工作面支架防倒以及防止输送机上窜下滑时日常技术管理最常见的问题，也是影响安全生产的重要问题。支架与输送机互相制约，往往输送机下滑牵动支架下滑，从而损坏支架推移装置。支架倾倒，架向不正也往往造成输送机下滑，导致输送机机头不能与转载机良好的搭接运煤。所以，大倾角综采工作面必须采取有效措施，防止此类事故的发生。在东欢坨矿多个薄煤层成功回采中主要采取以下措施：

3.3.1 伪斜开采

这是大倾角工作面一贯采用的方法，就是采用机头超前，伪倾斜回采，使顶溜时输送机的上移量与下滑量相抵消，保证输送机沿走向推进，具体计算如下。

我们先假定一个煤层倾角α，当倾角为α时，采面设备刚好不下滑。假设工作面输送机、液压支架、采煤机等设备总质量伪M，煤层底板对金属的摩擦系数为μ=0.35。

M×sinα=M×cosα×μ

tanα=μ

α≈19°

即；当煤层倾角大于190时，采面输送机就会自动下滑，如果考虑采面淋水等条件降低摩擦系数因素，这个角度将小于190。

经过多个工作面的实际摸索，发现下运应有的超前量一般为工作面上下顺槽落差的一半。但是，当两顺槽的落差随地质条件变化而变化时，超前量也不是固定不变的，随落差变化适当调整，否则容易造成输送机上窜下滑。

3.3.2 防倒防滑措施

按照常规做法，工作面调伪斜后，采面支架架向控制难度加大，必须每刀保证架向垂直于输送机，加大了支架工的操作难度，所以往往采用适当减小超前量并加以防滑设施综合方法控制输送机下滑。

3.4 输送机机头与转载机的合理搭接

薄煤层工作面虽然采面高度很低，但顺槽高度不能低，尤其下顺槽。以东欢坨矿2028工作面为例，下运道采用锚网支护，沿板掘进，出现了输送机机头与转载机搭接过高的情况。

由采面输送机落下的煤形成抛物线落入转载机，所以就要求采面输送机机头与转载机在水平方向上不能搭接而是留有一定余量。否则，由采面输送机卸下的煤不是落入转载机，而是落入人行道。在实际回采过程中，必须控制好机头伸出煤壁长度及根据输送机机头与转载机搭接高度，控制好两者之间的距离，良好接煤。

4 结语

东欢坨矿经过多个大倾角薄煤层综采工作面安全顺利回采，总结摸索出了一套适应此类工作面的一系列方法措施，解决了众多安装、回采、回撤中遇到的难题，保证了矿井高产高效和安全生产。为薄煤层、大倾角综合机械化回采打下了坚实的技术基础，同时也为兄弟矿井进行同类条件的安全回采提供技术指导。