大采高俯采工作面关键环节控制技术探讨

李易峰

（山西煤炭运销集团 沁水峪煌煤业有限公司，山西 沁水 048211）

倾斜长壁综采工艺可分为仰斜开采与俯斜开采。仰斜开采主要指工作面沿倾斜方向由下向上进行推进，其比较适宜于开采具有稳定顶板，较硬不容易发生片帮的煤层，煤层倾角也不易过大。俯斜开采，指从工作面沿煤层倾斜方向由上向下进行开采，开采煤层较厚煤质较松软的煤层[1]。大采高倾斜长壁俯采工作面较易布设，工作面顶板及煤壁也较易管理，但在实际生产作业中，俯采角度也会严重影响到安全生产。对此，通过对倾斜长壁工作面回采技术进行深入研究，发现其中潜存的问题，并采用相应的措施进行应对，只有这样才能在确保安全生产的前提下，进一步提高大采高倾斜长壁工作面生产效率[2]。

1 工作面概况

沁水峪皇煤业2401综采工作面位于井田的东部，工作面的西侧为运输大巷，东侧为2#煤层露头风化带；北面距2402回采面30 m为实体煤，南面与矿井主斜井最小距离30 m；西面为北运输、回风两条大巷，见图1。2401综采工作面工作面走向长度108 m，倾向长度为350 m，面积为37800 m2。2401工作面地面相对位置为高山森林覆盖，地面标高+1100 m～+1200 m，井下标高为+1068 m～+1155 m。

2401工作面范围内煤层厚度最大为4.3 m、最小为3.35 m，平均为3.75 m，煤层基本稳定。倾角为8°～12°，平均10°受断裂结构的影响，煤层较松软，节理发育。含0至3层夹矸，夹矸平均厚度为0.3 m，硬度（f）对回采影响不大。回采后老顶自然垮落，垮落高度可能导致地表山体出现裂隙。根据对靠近2402工作面采空区的顶板动态监测来看，顶板相对稳定。

图1 2401工作面巷道布置

2 俯采关键环节的控制

1）煤机装煤效果的控制。在实际生产中，因受倾斜角度的影响，时常会造成煤机装煤效果不佳。对此可通过对运输机槽下潜存的浮煤进行清理，借助人为因素使运输机的俯采角度尽量小于等于15°，同时可应用单刀回采方式，来促进实际装煤效果的好转。

2）采煤机行走部磨损的控制。俯采工作面采煤机行走部易发生较大磨损，时常需频繁更换。此现象也主要是受采煤角度的影响，使采煤机重心发生偏移，造成采煤机行走部大幅磨损。对此，一方面可派人及时清理运输机中部槽下存有的浮煤，让运输机的俯采角度尽量变小以减轻磨损。另一方面可把采煤机平滑靴适当加高，来使采煤机重心发生变化，更好的防治采煤机倾倒，有助于进一步减轻采煤机行走齿磨损及滑靴磨损，在更好保障工作面安全的同时，还可降低材料消耗，节约材料成本［3］。

3）工作面支架的管控。俯采工作面支架前倾现象较严重，致使支架顶梁无法与顶板呈面接触，易造成支架后立柱无法满足初撑力要求。对此，在拉移支架时，不要进行台阶性前移，防止支架发生倾倒，应科学、合理的控制支架角度。另外，支架因工作面实际俯采角度相对较大，在回采时架间易出现严重窜矸，架怀及架间易存留大量浮矸，这样会增大拉架阻力，可能会损坏推移千斤顶，进行移架作业后，应把支架后侧护板尽快打开，让架与架紧密接触以尽量防止架间出现窜矸现象。同时应给上端头与下端头的封闭墙都装设防倒单体，必要时还应加装挡矸网。

4）工作面运输机的管理。对于俯采角度较大的工作面，运输机通常较难管理，运输机没推到位现象或推翻现象。在实际生产中，可添加一限位块于支架推拉头与运输机连接处，让运输机受力方向发生变化，使运输机具体受力点向下移动；在推动运输机前，应先清理干净操作现场的浮矸、浮煤，如液压支架底座前方的浮矸、浮煤，运输机下方的浮矸、浮煤还有架间浮矸、浮煤都应进行彻底清理；在推移运输机的过程中，应缓慢的向推移千斤顶进行送液，把应达到的进刀量分次推够；另外在生产中遇到运输机栽头角度过大的情况时，为缩小角度，可先推起输送机，然后再把半圆木、钢管等物体添加于输送机下方，在推移运输机时，还可借助油缸来对煤壁侧的留槽进行起吊。

5）工作面运输皮带的控制。为更好的控制皮带在俯采工作面进行重载运行时的速度，谨防皮带发生飞车现象，可用变频器来科学、合理的驱动机巷皮带，同时还可通过装设多道防滑阻尼板于皮带中央，这样可进一步增大皮带摩擦力，更好的控制皮带运行速度。

6）俯采工作面防灭火技术。俯采工作面对采空区实施灌浆作业效果较差，增大采空区防灭火管理难度。在俯采工作面进行回采作业时，应密封进、回风隅角，借助埋管注氮系统，保持注氮口位置与工作面相距10～20 m左右，采用高浓度的氮气来进行防灭火。若CO浓度持续增长时，可注入液态CO2、进行钻孔深部灌浆、合理的减风均压、科学降低瓦斯抽采负压等一系列措施来进行防灭火。在做好防灭火工作，确保矿井安全生产的同时还应重视提高工作面推进速度，让采空区丢煤量尽量少，以更好保障矿井采煤工作的安全高产、高效［4］。

7）俯采工作面的防治水。在进行工作面回采作业的过程中，应严格遵守停机必停水的原则来作业，且应给运输机的机头部与机尾部都加装水箱，并让排水途经工作面的软管流入机巷水沟内；在开展工作面回采作业前应先详细检查两巷排水系统，一旦发现问题应及时进行完善；为防止水中的杂物堵塞排水管路，应先让水进行沉淀后，再让其流入管路；应给排水设备布设双回路供电系统，设置备用电源，还应把排水支管布设为独立系统，以更好的保障排水系统工作的安全性，可靠性；另外若遇到工作面涌水量大幅增大时，也可把布设的压风管路以及注氮管路都尽快改设为临时排水管路，以更好的协助矿井排水工作，及时排除矿井涌水，更好的保障矿井安全生产。