急倾斜煤层综采安全开采关键技术研究

谭国华

（七台河技师学院，黑龙江七台河154600）

急倾斜煤层综采安全开采关键技术研究

谭国华

（七台河技师学院，黑龙江七台河154600）

大倾角薄及中厚煤层自动化综采工艺的安装、生产和回撤安全开采与炮采、高档普采相比，初期投入较大，但其产出效益可观。采用自动化采煤工艺，可以实现无人跟机作业，减少作业人员，减轻工人劳动强度，改善井下安全生产环境，提高资源回收率，延长矿井服务年限。

急倾斜煤层；综采；支护装备；安撤技术

1　工程概况

龙煤七台河分公司新铁煤矿所属井田内，煤层赋存状态复杂，可采煤层有9层，局部可采煤层有6层，地质构造复杂。新铁煤矿49#下右六片工作面煤层倾角58°～62°，平均60°，设计采用综采工艺，是整个集团公司煤层倾角第一个超过60°的综采工作面，为确保工作面的安全高效开采，开展了该条件下综采工作面开采的关键技术研究。

2　实施方案

A.根据急倾斜工作面围岩赋存特征，对工作面ZQ Y3600/12/26型液压支架及防护装置和防倒防滑装置设计，保证了急倾斜综采工作面的安全生产和连续推进。

B.排头支架间通过防倒防滑以及锚固千斤顶将排头支架固定在一起，保证了排头支架的稳定性。在排头支架稳定的基础上，每隔7～9架支架安设相应的防倒防滑装置，实现了整个工作面液压支架的稳定；在输送机机头机尾通过地锚和圆环链固定的基础上，再借助于安装在液压支架底座过桥上的输送机防滑千斤顶和圆环链的作用实现了刮板输送机整体的稳定，同时采煤机的运行速度应严格控制在2m/m in以下，保证急倾斜工作面设备稳定。

C.将急倾斜工作面直接顶分为极易冒落岩层和滞后冒落岩层，并结合工作面上部和下部顶板岩层冒落特征，得到工作面下部自溜充填带宽度计算方法，新铁矿49#下右六片工作面采空区冒落煤矸石充填带宽度为78m。

D.急倾斜煤层工作面区段煤柱主要存在向采空区滑落失稳危险，区段煤柱滑落失稳的必要条件，当煤层倾角大于60°时，老顶的极限跨距和区段煤柱留设尺寸受煤层倾角的影响较大，煤柱宽度留设与工作面采高呈线性正比关系，分析得出49#下右六片工作面区段煤柱尺寸偏小，为保证工作面安全稳定开采，研究实施了急倾斜工作面区段煤柱巷旁充填技术，选择了合理的充填材料和泵送工艺，取得了较好的充填效果。

E.运输巷的两帮最大变形量为120mm，顶底板最大变形量为100mm，回风巷的两帮最大变形量为150 mm，顶底板最大变形量为121mm，呈现运输巷的巷道变形量普遍比回风巷小的趋势。巷道深部围岩呈非线性变形，深基点的位移随钻孔深度增加而减小的规律，呈现靠工作面侧测点变形量、顶板测点，靠实体煤侧测点的特征，巷道围岩破碎范围约为1.5m～3m。

F.工作面直接顶初次垮落步距5.26m，老顶初次来压步距24.6m，周期来压步距8.4m，来压影响范围1.83m，动载系数1.48，工作面支架受力呈现中部大于上部、大于下部的特征。工作面初撑力大于20MPa的比例占64.87%，有利于急倾斜工作面液压支架的防

倒，工作阻力大于20MPa的比例占74.34%，且中上部大于下部，整个工作面的平均末阻力大于20MPa的比例为38.18%。

G.工作面设备安装回撤遵循自下而上的原则，安装回撤通过工作面上巷与工作面交叉处的圆弧形巷道改造，同时配合帮部导向装置及相应的安全措施，减缓了矿井接替紧张问题，实现了急倾斜工作面设备快速安装与回撤。

3　实验结果及分析

针对中厚急倾斜煤层开采，研制了人员防护功能强的支护装备，开发了急倾斜煤层综采面“三机”设备稳定控制、区段煤柱充填加固与设备快速安撤技术，拓展了综采技术应用范围、实现了急倾斜煤层安全高效生产。

项目研究成果解决了急倾斜煤层开采过程中支护系统不能有效的封闭作业空间、人员安全系数低的难题，在最大倾角62°，平均倾角60°的急倾斜工作面条件下实现年产61万吨的产量，推动了急倾斜综采技术的发展。七台河分公司目前有4座煤矿8个工作面已经采用综合机械化方法开采急倾斜煤层，开采两年时间内，平均年产量300余万吨，共安全采煤600余万吨。

［1］徐永圻.煤矿开采学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1999.

［2］姜福兴.矿山压力与岩层控制［M］.北京：煤炭工业出版社，2004.

［3］李建宏，范在良.综采工作面的安全回撤方法［J］.煤矿安全，2011，（7）: 17-18.

Key technology research on steep seam fu lly m echanized coalm ining safety

TANGuo-hua
（Qitaihe Technician College，Qitaihe154600，China）

Large inclined angle thin and medium thick seam fully mechanized mining installation process automation，manufacturing and mining and blasting mining retracement safety，atm ining compared to the initial investment is large，but its output considerable benefits.Automated mining technology can be implemented with unmanned aircraft operati ons，reduce operating personnel，reduce labor intensity and improve mine safety production environment，improve resource recovery and prolong the service life of them ine.

Steep seam；mechanizedmining；supportingequipment；safewithdrawal technology

TD820

A

1674-8646（2015）03-0027-02