矿井大倾角区段开采技术分析

胡佩东　赵庆祥

[摘 要]煤矿采煤方法主要有仰采和俯采两种。本文主要介绍了大倾角仰采的问题及技术，重点对大倾角区段开采进行了分析。

[关键词]矿井 区段 开采 技术 分析

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）37-0007-01

由于井下煤炭生产，现场条件复杂，根据工作面开采实践情况，采取仰采和俯采两种不同的采煤方法。本文主要针对煤矿大倾角仰采过程中存在的问题及技术对策，进行分析探讨。

（一）煤矿大倾角仰采存在的问题

1、仰采角度大于15°时，容易造成支架拉移困难。

2、仰采角度过大时，工作面飘底造成工作面刮板输送机推移困难。

3、仰采角度过大时，工作面刮板输送机将严重倾斜，采煤机机身随着刮板输送机倾斜，造成采煤机挑顶时容易碰支架前梁。

4、仰采角度过大，工作面顶板控制困难，煤壁易片帮。

（二）大倾角仰采技术

1、移架前要清理净工作面浮煤，确保支架推拉道畅通，必要时，可用单体液压支柱在邻架底座处生根，并支设在本架前梁处通过远距离供液以协助移架。

2、采煤机司机严格控制好飘底幅度及采高，采用遥控器操作，以防止煤壁片帮，机道浮煤要拾净，采高控制在2.8（±0.1）m，工作面尽量做到平、直，为推移刮板输送机创造条件。

3、每次推移工作面刮板输送机后，要及时将刮板输送机起吊，并用道板等木料将刮板输送机垫牢垫平，确保采煤机能够正常挑顶。

4、采煤机过后，及时伸出支架滑移梁，并将护帮板打到煤壁，工作面前梁下及时挂好用直径不小于10mm尼龙绳编织的柔性网以防止片帮伤人。

5、工作面两端头沿正巷推采，两端头处5个支架范围内随正巷层位推采，可适当破底矸，确保机头、尾能平缓过渡。

6、加强工作面顶板管理坚持拉线移架，确保支架移成直线，升柱后持续供液3～5s，使初撑力不低于24MPa；顶板破碎和漏冒地点必须采取“带压擦顶”移架，做到“少降快拉”。

7、加强放煤管理，放煤后及时将后尾梁及插板打到位，并升平升齐，防止大块矸石进入后部输送机。

（三）大倾角区段开采分析

开采期间将出现以下困难：液压支架倾倒下滑；排头支架下滑；煤机上行开采困难；转载机、运输机的下滑；端头支护难度大，工作面倾角较大，调整开采后，工作面变长，两端头将会出现无支架支护空间，最大2～4架。设备的下滑分析如下：

1、液压支架下滑分析

支架与运输机相连构成一个整体，大倾角防止设备下滑的重点控制对象。支架担负着顶板维护、护帮、推移溜子等主要工作，支架是否下滑直接影响到大倾角开采的成败。

（1）支架受力

支架承受自身重力、顶板压力、顶板摩擦力、支架向前倾斜与煤壁摩擦力，相邻（倾斜下方）的侧向推力，以上力矩的矢量为零时支架达到平衡状态，不发生下滑或向下方位移，另外支架拉移时向工作面斜上方的拉力等。

（2）支架下滑受力分析

（3）控制支架下滑力

控制支架下滑力由顶板摩擦力、支架与煤壁摩擦力，相邻支架（倾斜下方）侧向推力组成的合力，在生产中不断变化，来维持支架自身平衡。

由上述分析可以推论出，控制支架下滑应从以下几个方面入手：a、适当的支架初撑力和工作阻力，增加支架与顶底板、煤壁摩擦力；b、增加相邻支架（侧下方）的反作用力，起到一个导向作用，控制支架下滑；c、增加支架与底板的摩擦系数；d、增加移架过程中向工作面斜上方的拉力。

2、支架防倒、防滑措施

（1）调整开采坡度

工作面两巷落差较大，支架易顺着倾向坡度向下滑，开采过程中调整工作面的倾向坡度，1#～10#基本处于水平状态，坡度不大于4°，从面原来的自然坡度。通过上述分析可知，1#～10#支架不发生下滑，可以为机尾段支架提供侧向反作用力，起到一个导向作用。控制整个工作面支架下滑。

排头1#架实行台阶法管理，人为造成1#与正巷的落差，落差控制在支架顶梁超过正巷顶板0.5m，便于支架顶梁侧护板处于正巷实体顶煤上。台阶法管理可以控制1#架向机头倒架、下滑，从而为1#～10#架不下滑打下基础。

（2）使用侧护板

支架侧护板必须始终处于伸出状态，防止架间空隙流矸、漏煤造成顶板空顶，侧护板保持平齐，错茬不超过2/3，使支架中心距均匀，避免发生歪架、倒架，保持顶板稳定。移架不准收回侧护板或随意调整侧护板，待拉移支架要处于相邻支架的侧护板之间，导向前移，保持支架中心距不变，控制支架在拉移过程中向下方滑动，充分发挥支架侧护板护顶、调架、防倒架、阻止支架下滑的作用。

（3）安装防倒、防滑装置

工作面下方排头1#架安装防倒、防滑千斤顶。一端安装在排头1#架后尾梁上，另一端安装在3#架底座箱上；防倒千斤顶一端按装在1#架前梁上，另一端安装在3#架底座箱上。严格控制排头支架，防止排头支架下滑。工作面30#、70#架分别安装防倒千斤顶。（根据现场倾角变化，支架支护状况可以增添或减少防倒千斤顶）。

（4）支架拉移及调架

移排头支架时，先移排头2#架，再移排头1#架，排头1#架防倒、防滑千斤顶设单独管路供液，将操作阀片设在排头2#架，拉排头1#架时，一人操作排头1#架，降架后另一支架工在排头2#架操作防倒、防滑千斤顶，调正支架，并将排头1#支架拉到位，接实顶升平。拉移中部支架坚持擦顶移架，少降快拉，增大支架与顶板摩擦力，降架后支架侧护板不能完全脱离邻架侧护板，防止支架倒架。采用单头追机移架，增大移架力，提高移架速度，稳定支架中心距，避免支架重心向下方移动。支架发生歪架、倒架、咬架、挤架必须立即组织用单体辅助调架，从上方第一个倒架向机头逐渐调正。