南河煤矿大倾角综采工作面回采实践

李胜军

(山西煤炭运销集团 南河煤业有限公司,山西 高平 048499)

1 工作面概况

南河煤矿15103综采工作面位于矿井一采区北翼，开采煤层为15号煤，煤层平均埋藏深度约200 m，工作面设计走向长度为600 m，倾向长度为122 m，工作面切眼平均倾角25°，开采煤层平均厚度约3.85 m，煤层整体赋存情况属于稳定可采倾斜厚煤层。煤层直接顶为灰岩，深灰色生物屑微晶灰岩，含蜓及螺类化石，生物屑含量50%～70%，平均厚度约8.87 m；伪顶为黑色泥岩，有时相变为炭质泥岩，含少量黄铁矿结核，平均厚度约0.4 m；直接底上部为黑色泥岩夹薄层状粉砂岩，下部为深灰-灰色含铝土质泥岩，含菱铁矿粒，平均厚度约7.8 m。工作面水文地质条件简单，无其他特殊地质构造，工作面采用U型通风方式，采用综合机械化一次采全高的采煤方法，顶板管理方式为全部垮落法。

2 工作面三机配套

2.1 液压支架

15103综采工作面选用ZZ8000/22/44型支撑掩护式液压支架，最大支撑高度为4.4 m，最小支撑高度为2.2 m，工作阻力为8 000 kN，支护强度为1.1 MPa，底座平均比压为2.1 MPa，支架中心距为1.5 m，重量为27 t，工作面共安装布置84架支架。

2.2 采煤机

采煤机为MG300/730-WD型无链电牵引双滚筒采煤机，装机总功率为730 kW,截割功率为300 kW，滚筒直径为2 m，截割深度为0.6 m，结构简单，截割功能强大。

2.3 刮板输送机

刮板输送机为SGZ764/2x200型，中间溜槽尺寸为1 500 mm×764 mm×290 mm，双电机驱动，单台电机功率为200 kW，具备高低速单独运行功能，总长度为126 m。

3 防倒、防滑措施

根据该矿15101、15102工作面回采经验，当工作面倾角小于12°时，按正常流程操作设备基本不会下滑，一旦在生产过程中出现倒架、下滑及刮板输送机上下窜动等一系列问题，可以通过改变工艺、采取措施得以解决，当倾角相对较大超过15°时，应采取防滑、防倒措施，防止支架出现下滑及倾倒现象。针对15103工作面实际情况采取以下措施进行控制。

3.1 采煤工艺流程

1) 由于工作面倾角大，采煤机上行割煤时存在下滑溜车现象，导致采煤机无法满负载爬坡割煤作业，故割煤工艺调整为由机尾向机头方向割煤(下行割煤)，然后由机头向机尾方向空刀返回(上行空刀)，往返一次割一刀。

2) 按照割煤方向和顺序追机作业正常移架，从机尾向机头进行，利用侧护板、侧推进行调整支架，若刮板输送机下滑严重时，应从机头向机尾(由低向高)进行移架，保持机头超前机尾5～10 m，形成一定伪斜角，利用调整工作面斜度防止刮板输送机下滑。主要施工工艺如下：

交接班经安全检查确认后，从上端头斜切进刀割煤—割透机尾—调刀回割—割透机头—拉架—向机尾返空刀(下端头回柱)—自机头向机尾推移刮板机—返至50号架—中部斜切进刀—割透机头—向机尾返空刀—拉架(下端头回柱)—自机头向机尾推移刮板机—上端头斜切进刀割煤—割透机尾—调刀回割—拉架—割透机头—向机尾返空刀—自机头向机尾移刮板机—上端头斜切进刀割煤—两端头回柱放顶—清理浮煤。如此反复循环，完成综采工作面采煤工作。通过以上施工工艺，可以割两次机头，割一次机尾，同步进行，这样做的目的就是让刮板输送机有柔性运动，调斜机尾方法相同。

3) 当从机头向机尾进行移架还控制不住下滑时，需要在机头第一号支架顶梁上方以及支架底座打4根单体柱作为戗柱控制下滑，同时在大溜机头打一根单体柱，控制大溜下滑，然后从机尾向机头往机尾方向调架摆架，3～5个循环以后就得以控制。

4) 特别注意：在机头打的单体柱要上防倒绳，使单体柱连锁，当移第一架支架时，单体柱不要泄压。

3.2 防止支架倾倒措施

1) 严格控制工作面采高，对工作面超高区域采取降低采高的措施，确保支架接顶严实初撑力达标，能够有效防止支架倾倒。

2) 大溜下滑程度严重，支架出现倾倒时，采用从下至上扶架法，即拆除所有液压支架与输送机的推移连接装置，利用绞车的拉力将输送机整体下拉0.3～0.5 m，然后升紧液压支架，按照机头至机尾的顺序，利用支架底部侧推千斤和加装液压单体支柱，使倾斜支架底座摆动下移，顶梁保持相对不动，确保支架与溜槽合理连接，达到支架扶正的目的。

3) 大溜下滑程度不明显，支架出现倾倒时，采用从上至下扶架法，即在机尾安装1台30 t回柱绞车，按照机尾至机头的顺序，利用绞车的拉力强拉支架顶梁，做到底座不动，顶梁上拉，达到支架扶正的目的，并在扶正的支架前梁打设戗柱防倒，以此类推逐架进行，此种防倒只能做到被动防倒，无法满足主动防倒。

4) 在支架前后立柱中间顶梁下部，隔一架安装连接轴，在连接轴之间用伸缩油缸、链条连接，使支架连成一个整体，实现“手拉手”防倒功能。

5) 采取双人或多人分组拉架，移架遵循自上而下的移架原则，相邻支架不得同时前移，支架间距超过规定时，先调整支架歪斜度，调整以后再移支架，防止移架过程出现倒架。发现支架不正或咬架等必须及时用侧护板进行调整。

6) 移架操作必须严格执行带压擦顶移架，严禁支架大起大落，移架前及时清理架前、架间浮煤，减少移架阻力，移架时活动侧护板收缩量以能顺利移架为原则。

7) 在工作面向煤壁打钻，摸清前方煤层起伏变化情况，并将变化情况绘制成剖面图，用于分析工作面前方煤层及地质变化情况，用于指导工作面坡度调整，防止出现因工作面采高超过支架最大支撑高度，导致多个支架接顶不实，出现倒架现象。

3.3 防止采煤机下滑措施

1) 大倾角工作面回采时利用采煤机自身的刹车系统进行制动，能够有效解决采煤机的下滑问题。

2) 适度调整工作面坡度及卧底量，严禁出现急上急下陡坡，通过采煤机司机对变坡点卧底量的控制来调整工作面倾斜方向的坡度。

3) 采用下行割煤，上行返空刀的割煤方式防止采煤机下滑。

3.4 防止刮板输送机下滑措施

1) 根据工作面现场情况逐步对工作面进行调斜，适合工作面坡度，控制好机头、机尾推进进度，避免支架和大溜过多的上窜下滑。

2) 工作面割煤后，自机头向机尾开始顶溜，确保大溜向机尾方向上窜。

3) 推溜时在推移杆内打设单体柱向机尾方向顶大溜连接耳，辅助大溜向机尾方向上窜。

4) 控制好工作面坡度和平直度，保证大溜平直，杜绝急上急下及大溜中部出现超前和滞后现象。

5) 确保大溜与转载机合理搭接，严禁拉回头煤，防止回头煤过多造成大溜下滑。

4 结 语

尽管15103综采工作面倾角大、构造发育，但通过合理分类施策，综合应用上述各项措施，最终确保工作面顺利推进，圆满完成了年度生产任务指标，并且为今后大倾角及构造发育的综采工作面安全生产提供了经验。