大倾角仰采工作面回采技术研究及应用探讨

张玉涛

摘 要：煤炭资源的大量开采使得现代矿业掘井深度不断增加，不同于主煤层的开采，边缘煤层由于地质条件的限制，使得开采工作面布置较为复杂，操作工艺也更具难度。为了有效的解决这一问题，对边缘煤层回采技术进行积极探索具有重要意义。本文基于大倾角仰采工作面对边缘煤层的回采技术进行了深入探讨，并针对实际工作中存在的问题提出了解决方案。

关键词：大倾角；仰采工作面；回采技术

前言：位于安徽省涡阳县境内的袁店二井煤矿距宿州市约55km，距淮北市约76km。其已探明煤炭储量约为18502.8万吨。可开采煤田面积约为42平方公里。本文基于袁店二井7218工作面对边缘煤层回采技术问题展开讨论。袁店煤矿7218工作面平均煤层厚度约为3.5mm，煤层倾斜角度约为10度，平均深度为460m，工作面上方没有高层大型建筑。

一、大倾角工作面回采技术

（一）回采特点

该工作面由于地下水较多、地压较大、煤层倾斜角度大等特点，使得其回采工作与平常的低倾斜度仰采工作面开采模式有一定区别，因此，开采技术手段与设备的使用都有较大差异。倾斜坡度下工作面需要借用运输机的调整配合来固定巷道支架，防止冒顶事故的发生。

（二）回采工艺

回采时通常只使用上坡或者只使用下坡的路线进行作业，这是因为，大倾角下采用两种采掘路线对采煤机的动力牵引会造成影响，使产量下降。采煤机采刀使用斜切法利用双滚筒同时切割顶层和底层煤，使运输机的下滑得到更好的控制。

（三）支架移动

大倾斜角度的巷道中随着采煤机向前掘进支架的移动需要几点注意的地方。第一，支架移动时采用从前往后的分段式方法，并且在移动时第一组支架不应与后面支架间隙超过10组。第二，在进行支架移动作业时，一定要确保其与运输机处于垂直状态，防止倒架，因此在固定支架时需要对其状态进行仔细调整[1]。另外，支架向上的略微倾斜是可以被允许的。第三，支架跌倒后，要从后往前进行移架，并利用支架放倒缸和支架侧护板对支架进行校正调节。

（四）端头管理

倾斜工作面与水平工作面的交界处，两端口的支架会存在一个夹角，这会阻碍转载机与运输机的流畅甚至损坏机械设备，因此在生产过程中需要对这一环节进行缓冲调节让支架的倾斜角度逐渐变小，减少转载机与运输机的之间的分离距离。

（五）顶板布置

工作面的顶板与支架保持稳定牢固是确保生产现场安全的基础。首先，支架的布置密度不可过于疏松，防止顶板给予单组支架过大的压力。其次，顶板的高度一定要适中，过低会支架的再升空间减少，发生冒顶时无法第一时间进行支架接顶。另外，要保持顶板布置的均匀性，以保证支架受力均衡，防止其跌倒。

二、大倾角工作面回采中的问题

7218工作面的煤层开采当中需要解决的问题包括以下内容：第一，由于工作面倾斜角度大，使得转载机、破碎机等大型机械的上移牵引存在很多困难。此外，进行支架移动推溜时阻力会很大，增加了作业工人的体力负担[2]。同时，由于倾斜使刮板机受到额外的机械应力，使其在运行时出现共振现象，从而损坏机械部件。第二，倾斜巷道受复杂应力作用使得其稳定性下降，同时对支架会造成更好的压力作用，顶板面积的扩大，使得冒顶事故发生的可能性大大增加，对现场工人的回采作用带来很大安全风险。第三，工作面仰采本身会增加采掘设备的操作难度，处于下坡位置时，对工人的安全会造成巨大威胁。

三、技术策略

（一）设备操作与管理

1.大倾斜仰采情况下运输机与转载机更容易发生机械故障，因此，必须做好各类机械设备备用零件的采购工作，以免影响正常工作进度。2.要加强液压系统的管理，使支架能够拥有足够的力量支撑倾斜巷道，同时要保证各大型机械的润滑油油质，防止机械发生故障。另外，在转载机遇运输机上移时要在滑轨两边打入刚柱，以阻止下滑情况的发生。支架在支撑顶板时必须采用固定手段对其进行位置调节，以防止跌倒。3.支架倾斜的角度只能向上不能向下，负责支架的支撑作用将大打折扣。4.保持运输机滑槽的的完好程度，磨损过大时要及时更换备件，防止煤炭下滑造成安全事故[3]。5.在袁店二井煤矿的7218工作面煤炭开采中，受到坡度的影响，运输机极易发生断链的问题，而钢链断裂会顺着巷道斜坡下落，使其在后期维修重新连接时遇到很多困难。因此为了防止运输机故障的发生，维修人员应当每天对设备进行仔细检查，并对受损部位进行及时的零件更换。6.大倾斜仰采工作面上采掘机的拖拉电缆应当使用卡块将其更好的固定在电缆槽壁上，防止电缆顺着斜坡向下滑动造成连接部位损坏引发安全隐患。此外，巷道内各个地方的电线电缆都应被固定起来，防止长时间的拖拽作用拉断绝缘层，引起设备短路和人员触电事故的发生。

（二）安全管理

1.工作人员在倾斜坡面上行走时极易滑到，而转动机械遍布于整个巷道，因此这是非常危险的。对此，为了防止工人在工作中滑到，采取一些防范措施：第一，安装固定扶手；第二，增加路面的摩擦力，如铺设带有纹路的钢板；第三，提升防滑鞋的发放频率。2.采用后8米前3m的上帮作业方法帮助帮顶固定，进而防止其片帮沿倾斜巷道下滑；在倾斜巷侧壁增加布置用加粗尼龙绳制作的安全护网，防止物体沿下坡下滑对人造成伤害。3.在坡道进行物体转移操作时要特别注意安全，例如在用运输机进行大型支架，千斤顶、机电设备等的上移运输时，必须将设备固定在运输机上，用刚扣卡死，并且坡下禁止人员聚集，在满足这些条件的情况下，才可以进行操作任务。采煤机的工作控制平台要尽可能远离切割面，煤层的不稳定随时可能导致煤块石块等重物滑落，对设备操作人员造成安全威胁，因此，采煤機作业面附近还要禁止人员过度靠近。4.大倾角仰采作业巷道进行放炮作业时，在安全管理上，更加需要严格的规章制度与操作手册进行约束。 放炮之前，必须保证坡下没有作业人员，或保证在安全距离以上，防止爆炸产生的大量石块和煤块顺着坡道下滑，砸中生产人员。此外放炮前要对附近设备铺设保护层，防止爆炸产生的碎石颗粒可冲击波损伤机械[4]。5.工作面在进行生产时要做好支柱放倒、放片帮、防滚矸等操作，以免重物顺破下滑损伤设备砸伤工人。6从企业到班组到个人，要把安全意识切实贯彻到底。并定期开展安全教育活动，对大倾斜仰采工作面的作业策略、安全事项知识进行系统讲解，从根本上保证煤炭生产安全稳定高效的进行。

结束语

大倾角仰采工作面回采是针对一些开采难度较大的边缘煤层的采掘任务。对于保证煤矿企业的产量，维持国家能源稳定有重要意义，同时也提高了对煤炭资源挖掘的效率。本文基于对袁店二井煤矿7218工作面的分析探讨提出了一些关于大倾角仰采工作面回采的技术设备管理策略，以期对煤矿的安全生产起到积极指导作用。煤炭是我国使用量最广泛的化石能源，其储量非常丰富，因此，广大从事相关炭行业的技术人员应当积极探索在各类复杂地质条件下实现煤炭高效安全开采的技术措施。为我国能源稳定经济可持续发展提供有力保证。

参考文献：

[1]朱战斌， 仇小祥， 王晨辉. 背拉工作面大倾角仰采段片帮防治技术研究与应用[J]. 煤炭工程， 2018， 50（2）：66-69.

[2]邢世坤. 大倾角大采高仰采工作面片帮治理技术[J]. 煤炭与化工， 2018， 41（1）：27-29.

[3]王世平， 纪磊. 大倾角综采工作面大角度调采技术研究[J]. 中州煤炭， 2017， 39（10）：110-113.

[4]张国卿. 综采工作面过大断层仰采技术研究[J]. 山东煤炭科技， 2018（3）：39-40.