综放工作面大倾角仰采施工技术研究与应用技术研究

商卫东 张营 刘康

摘 要：本文通过山东华宁矿业集团有限公司鑫安煤矿工程技术人员对于大倾角仰采所产生的一系列问题进行研究探讨和总结，分析了2301工作面的推采，成功解决了冒顶和煤壁片帮问题。

关键词：综放工作面；大倾角仰采；研究与应用；冒顶；煤壁片帮

1 技术研究背景

山东华宁矿业集团有限公司鑫安煤矿位于宁阳县东疏镇，井田面积27.87平方公里。地质储量21118.6万吨，矿井设计生产能力45万吨/年，服务年限51.8年。采用立井～暗斜井开拓方式，中央并列抽出式通风。2003年8月鑫安煤矿动工建设，2006年10月竣工投产。我矿自建井以来综采工作面一直是沿走向布置，走向开采，由于受地质条件的影响，我矿2301综采工作面是采用沿倾向布置，倾向推采的大倾角仰采。-380m水平2301工作面是2300采区第一个采面，该工作面位于F33断层以北，F31断层以南，F44断层以东，F45断层以西，采面延倾向布置，设计走向长度300m，倾斜长度100-155m（134m），面积40200m2，可采储量263123t，推采坡度为20°，该采面沿煤层底板推采。由于是大倾角仰采，加大了对顶板和煤壁控制的难度，容易造成冒顶和煤壁片帮。

2 技术方案论证

-380m水平2301采面是2300采取第一个采面，位于井下-380m水平，该工作面位于F33断层以北，F31断层以南，F44断层以东，F45断层以西，采面延倾向布置，设计走向长度300m，倾斜长度100-155m（134m），面积40200m2，可采储量263123t，综采支架支护，推采坡度为20-25°，该采面沿煤层底板推采。

为保证采面安全、快速的推采，山东华宁矿业集团有限公司鑫安煤矿工程技术人员，成立了“综放工作面大倾角仰采施工技术的研究与应用”项目课题攻关小组，通过2301工作面的推采，如上措施有效的解决了工作面防片帮、防冒顶的安全问题，提高的采面的推采进度。

3 技术特征、总体性能指标与国内外同类先进技术的比较

3.1技术特征

在推采过程中，在保障大仰采推采的安全生产基础上，利用支架的特殊操作措施及工程质量的严格管理，保证了采面的推采进度。

3.2总体性能指标

通过利用支架的特殊操作措施及工程质量的严格管理，解决了大仰采工作面的防片帮、防冒顶的安全问题，保证了采面的安全、快速地推采。

3.3项目的创新点及先进性

（1）安全方面

1、因仰采坡度较大，沿工作面倾向吊挂隔离网，封闭机道，防止煤矸窜出伤人。

2、在煤机机身行人侧边缘加设护栏，煤机落煤时，防止落煤由机身滑入支架内伤人。

3、进入机道维护顶板时，在施工地点上方不大于5m处设置挡矸网封闭机道，防止上方煤矸滚落伤人。

4、煤机割煤时，煤机机身前后10m范围内架前严禁站人。

（2）顶板维护，防止片帮、冒顶方面

1、全工作面支架顶部铺设金属网，防止支架漏顶。

2、煤机割煤时，及时打出支架前探梁，滞后煤机前滚筒不得超过2架，移架滞后后滚筒不得超过4架，并随移架随打出护帮板支护煤帮，防止煤帮片落。

3、当煤壁的煤体较为破碎，极易发生片帮时，可采取向顶板插打管缝锚杆的方法支护顶板。管缝锚杆眼布置应与支架顶梁上表面保持平行，仰角大于支架顶梁仰角5°-10°，眼深不小于2m，眼距不大于500mm，锚盘必须紧贴煤壁。眼内插入1.5m管缝锚杆，锚杆外端要高过支架顶梁，支架前移时托锚杆超前护顶。

（3）保证工作面推采期间仰采角度

1、通过采用支架底调、抬高措施保证支架仰采角度；

2、加强现场监管力度，利用坡度规、罗盘等对底座和前溜子仰采

坡度进行测量，确保工作面的仰采角度的合理控制：

3、严禁出现前梁低头现象。

3.4技术成熟程度

随着-380m水平2301采面的推采，地质条件多变且复杂，该技术得到有效的应用，效果十分显著，不仅解决了大倾角大仰采工作面防片帮和防冒顶的问题，并实现了该采面的快速推采。该项技术达到国内先进水平，经济效益尤为突出。

3.5对社会经济发展和科技进步的意义

该项技术解决了复杂地质条件下大倾角大仰采采面防片帮、防冒顶的问题。利用大倾角大仰采工作面利用支架的特殊操作措施及工程质量的严格管理的技术，既保障了大仰采推采的安全生产，又能有效的提高的采面的推采进度。带来的借鉴意义和经济效益是非常可观的。

3.6推广应用的条件和前景

该项技术适应大倾角大仰采的采煤工作面的推采，不仅可以解决大倾角大仰采工作面中防片帮和防冒顶的问题，又能够在保证安全生产的基础上，有效的提高采面的推采进度。该项技术已经在我矿得到了有效应用，经济和社会效益显著。在同等或相似条件的矿井中可推广此应用，有较强的适应性，具有非常广阔的应用前景。

3.7存在问题

1、架前浮货易堆积2、溜子行走坡度大容易挤压电缆槽。

该技术解决了我矿复杂地质条件下，大倾角大仰采工作面防片帮和防冒顶的问题。综合分析大倾角大仰采工作面利用支架的特殊操作措施及工程质量的严格管理，既保障了大仰采推采的安全生产，又能有效的提高的采面的推采进度

4 各方效益

4.1经济效益分析

利用现技术比原技术在保证安全的前提下每月增加推采进度12m，采煤增加14000t。

吨煤价格按400元计算：14000t×400×4=2240万元，年增加收入2240万元

4.2社会效益分析

该项技术适应大倾角大仰采的采煤工作面的推采，不仅可以解决大倾角大仰采工作面中防片帮和防冒顶的问题，又能够在保证安全生产的基础上，有效的提高采面的推采进度。该项技术已经在我矿得到了有效应用，经济和社会效益显著。

4.3安全效益分析

合理运用该项技术，能够解决综采工作面片帮和冒顶的安全隐患，同时减少单項施工的人员投入。复杂地质条件下，支架的特殊操作措施及工程质量的严格管理，必然会给同类地方煤矿带来很好的启示和借鉴经验，顺应建设集约型社会的发展趋势。该成果更好的解决大倾角仰采工作面带来防片帮、防冒顶的难题，能适应大倾角仰采的工作面，能够满足矿井安全生产的需要，在鑫安煤矿得到了有效的应用，经济和社会效益显著，在同等或相似条件的矿井中可推广应用，具有非常广阔的应用前景。