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摘要：本文主要介绍了大倾角综采工作面留软底开采技术研究与应用，为今后有类似条件的工作面开采提供借鉴意义。
关键词：大倾角、留软底开采、垫架保证支护质量
中图分类号：P618.11
山东能源新矿集团华丰煤矿位于山东省宁阳县华丰镇境内，井田位于徂莱、蒙山两大分水岭之间。井田走向长度7.7km，倾斜宽度2.14km，平面形状不规则，面积约为16.5km2。井田煤系岩石为石炭二迭系上石炭太原组和下二迭同山西组，总厚350m，含煤24层，其中可采及局部可采7层煤层（1、4、6、11、13、15、16层煤），可采煤层总厚度平均12.05m。现矿井主采煤层为4、6层。矿井采用斜井多水平开拓，共分6个水平，六水平已开采至-1180m。
由于十一層煤底板以下有一层0.5m厚的粘土岩，开采后在洗选厂很难洗选。为保证我矿煤质质量，决定在开采期间采用留软底施工。在留软底期间为保证工作面支架状态及支护质量，防止工作面运输机下滑，主要进行了以下技术研究。
一、工作面概况
21106综采工作面位于后组二采区第四水平第二区段，上平巷位于-550水平，下平巷位于-645水平。工作面上为21105工作面采空区；下为后组未开拓区；东为已开采的21106炮采工作面采空区；西为F52断层煤柱。上平巷走向长度670.2m，下平巷走向长度686.8m，工作面倾斜平均长度170m，工作面的斜面积为115345m2。
由于工作面煤层高度平均1.6m，夹矸厚度0.1m，在开采期间无法满足工作面的正常割煤高度，在过去生产中采取了割软底托正顶板施工，割软底厚度平均0.3m。软底为粘土岩深灰色，块状质不纯，质软，具可塑性，遇水易膨胀，裂隙发育，有少量动物化石，厚度0.3-1.4m（平均0.5m），不稳定，有时相变为灰色泥质胶结粉砂岩。
二、合理调整生产工序保证留底煤正常开采
1、工作面开采第一茬时，为保证工作面煤机的正常割煤高度，在施工时，先采取了割顶施工，然后进行了抬溜子，抬溜子一茬高度不大于0.1m，防止割支架，底板每次抬高不大于0.1m，严禁出现台阶。
2、工作面割软底后，为保证工作面正常生产防止大面积破顶现象影响生产，项目部决定采用由下向上留设软底的方法施工，每一茬对20个支架进行破顶施工，保证工作面正常生产。
3、为保证留软底试验效果，在施工过程中，严格按照由下向上的方法进行移架，主要对工作面留软底范围内的支架进行防滑、防倒处理，防止溜子及支架下滑。
三、留软底时的相关技术措施
1、工作面倾角平均33°，工作面支架重心向下偏移，下滑力大，由于下部2组液压支架安装有防滑千斤顶，且一般情况下上部支架稳定性较好。为防止支架下滑拉架后及时打开侧护板和底调千斤顶，撑住支架防止下滑。
2、及时调整支架状态，在生产过程中保持仰斜开采状态，仰角控制在5～7°。在移架过程中来抵消支架重力在倾斜方向上的分力，防止支架下滑。
3、现场施工过程中，强了化支架的管理与正规操作。使支架有足够的初撑力，防止倒架。操作时，要按顺序“带压擦顶”移架；并正确使用好侧推和底调装置，严格按正规操作保证工程质量。
4、由于工作面底板为三灰，底板遇水易膨胀，在正常生产过程不能满足支架初撑力时，重点加强了保证支架状态的措施。
（1）必须减少工作面生产过程中的多余用水量，保持底板干燥，增加底板强度，保证支架初撑力达到要求。
（2）当底板松软仍达不到要求时，对工作面支架进垫架处理。垫架时，将所垫支架两边支架升牢，初撑力不小于24MPa，然后打开侧护板和上一支架侧护板，然后进行降架，当底座和底板留有间隙后，开始向底座下装填矸石，保证支柱初撑力符合要求。
（3）当上下两个支架均达不到初撑力时，采用支柱进行垫架，垫架时，在顶梁上采用2.5m单体支柱打在前板上，并拴好防倒绳勾，支柱达到初撑力后打开侧护板和上一支架侧护板，然后进行降架，当底座和底板留有间隙后开始向底座下装填矸石来保证支架初撑力。
（4）垫架后，保证推移千斤顶于底座落差不大于0.1m。
5、留软底范围内必须班班检查支架初撑力，保证支架初撑力不小于24MPa。留软底期间必须保证溜子平直，减少工作面额外用水量。
四、处理倒架、咬架等特殊施工措施
1、首先观察清楚挤架、歪架、咬架、倒架的现场情况，根据现场情况采取可行性措施进行处理。
2、处理时不少于3人操作，一人操作，一人配合调架，另一人监护并观察支架顶梁和尾梁，防止操作时出现咬架，发现操作失误立即停止，待重新观察作出正确判断后再进行施工。
3、处理前，应停止运输机和采煤机，并停电闭锁，按专人看管开关；必须对上下支架进行二次补液，保证初撑力满足要求；将上下相邻支架的总片阀打到“零”位，插牢片阀限位装置，防止发生误操作。
4、由现场施工经验丰富的职工进行操作处理，跟班助理、班组长或安监员现场进行安全监护。
5、处理支架挤架时，选取间隙较大的支架开始施工，移架时使用好每个支架的侧护板和底调，调整每个支架的架间距，保证架间隙符合规定。
6、处理支架咬架时，在咬架的支架上方先选取架间隙较大的支架开始移架，调整支架的架间隙。施工到咬架的支架时，要使咬架的上方两组支架架间隙足够大，采用单体支柱配合上顶咬架上方支架，收两组支架的侧护板千斤顶，当拉开支架间隙后及时升架，使支架顶梁平整。
7、当支架出现倒架，向下倒架采取自上而下施工，要先从倒架上方选择支架间隙大的支架开始，移架时使用底调千斤顶和顶梁侧护板千斤顶，相互配合调整所倒支架；卸载该支架初撑力的同时，给侧护千斤顶供液，同时收回上一支架的侧护板，使支架顶梁、尾梁上移，升架前给上一支架底调千斤顶供液，向下顶推其底座，使支架底座下移调整支架。向上歪斜施工方法相反。
8、处理支架咬架、歪架、挤架和倒架时，必须保证液压管路完好。泵站压力符合要求。
五、结论：
通过对留软底开采研究，使我矿煤质质量有了很大提高，保证了工作面留软底的安全开采，为以后有类似条件下的综采工作面留软底安全开采提供了经验。
关键词：大倾角、留软底开采、垫架保证支护质量
中图分类号：P618.11
山东能源新矿集团华丰煤矿位于山东省宁阳县华丰镇境内，井田位于徂莱、蒙山两大分水岭之间。井田走向长度7.7km，倾斜宽度2.14km，平面形状不规则，面积约为16.5km2。井田煤系岩石为石炭二迭系上石炭太原组和下二迭同山西组，总厚350m，含煤24层，其中可采及局部可采7层煤层（1、4、6、11、13、15、16层煤），可采煤层总厚度平均12.05m。现矿井主采煤层为4、6层。矿井采用斜井多水平开拓，共分6个水平，六水平已开采至-1180m。
由于十一層煤底板以下有一层0.5m厚的粘土岩，开采后在洗选厂很难洗选。为保证我矿煤质质量，决定在开采期间采用留软底施工。在留软底期间为保证工作面支架状态及支护质量，防止工作面运输机下滑，主要进行了以下技术研究。
一、工作面概况
21106综采工作面位于后组二采区第四水平第二区段，上平巷位于-550水平，下平巷位于-645水平。工作面上为21105工作面采空区；下为后组未开拓区；东为已开采的21106炮采工作面采空区；西为F52断层煤柱。上平巷走向长度670.2m，下平巷走向长度686.8m，工作面倾斜平均长度170m，工作面的斜面积为115345m2。
由于工作面煤层高度平均1.6m，夹矸厚度0.1m，在开采期间无法满足工作面的正常割煤高度，在过去生产中采取了割软底托正顶板施工，割软底厚度平均0.3m。软底为粘土岩深灰色，块状质不纯，质软，具可塑性，遇水易膨胀，裂隙发育，有少量动物化石，厚度0.3-1.4m（平均0.5m），不稳定，有时相变为灰色泥质胶结粉砂岩。
二、合理调整生产工序保证留底煤正常开采
1、工作面开采第一茬时，为保证工作面煤机的正常割煤高度，在施工时，先采取了割顶施工，然后进行了抬溜子，抬溜子一茬高度不大于0.1m，防止割支架，底板每次抬高不大于0.1m，严禁出现台阶。
2、工作面割软底后，为保证工作面正常生产防止大面积破顶现象影响生产，项目部决定采用由下向上留设软底的方法施工，每一茬对20个支架进行破顶施工，保证工作面正常生产。
3、为保证留软底试验效果，在施工过程中，严格按照由下向上的方法进行移架，主要对工作面留软底范围内的支架进行防滑、防倒处理，防止溜子及支架下滑。
三、留软底时的相关技术措施
1、工作面倾角平均33°，工作面支架重心向下偏移，下滑力大，由于下部2组液压支架安装有防滑千斤顶，且一般情况下上部支架稳定性较好。为防止支架下滑拉架后及时打开侧护板和底调千斤顶，撑住支架防止下滑。
2、及时调整支架状态，在生产过程中保持仰斜开采状态，仰角控制在5～7°。在移架过程中来抵消支架重力在倾斜方向上的分力，防止支架下滑。
3、现场施工过程中，强了化支架的管理与正规操作。使支架有足够的初撑力，防止倒架。操作时，要按顺序“带压擦顶”移架；并正确使用好侧推和底调装置，严格按正规操作保证工程质量。
4、由于工作面底板为三灰，底板遇水易膨胀，在正常生产过程不能满足支架初撑力时，重点加强了保证支架状态的措施。
（1）必须减少工作面生产过程中的多余用水量，保持底板干燥，增加底板强度，保证支架初撑力达到要求。
（2）当底板松软仍达不到要求时，对工作面支架进垫架处理。垫架时，将所垫支架两边支架升牢，初撑力不小于24MPa，然后打开侧护板和上一支架侧护板，然后进行降架，当底座和底板留有间隙后，开始向底座下装填矸石，保证支柱初撑力符合要求。
（3）当上下两个支架均达不到初撑力时，采用支柱进行垫架，垫架时，在顶梁上采用2.5m单体支柱打在前板上，并拴好防倒绳勾，支柱达到初撑力后打开侧护板和上一支架侧护板，然后进行降架，当底座和底板留有间隙后开始向底座下装填矸石来保证支架初撑力。
（4）垫架后，保证推移千斤顶于底座落差不大于0.1m。
5、留软底范围内必须班班检查支架初撑力，保证支架初撑力不小于24MPa。留软底期间必须保证溜子平直，减少工作面额外用水量。
四、处理倒架、咬架等特殊施工措施
1、首先观察清楚挤架、歪架、咬架、倒架的现场情况，根据现场情况采取可行性措施进行处理。
2、处理时不少于3人操作，一人操作，一人配合调架，另一人监护并观察支架顶梁和尾梁，防止操作时出现咬架，发现操作失误立即停止，待重新观察作出正确判断后再进行施工。
3、处理前，应停止运输机和采煤机，并停电闭锁，按专人看管开关；必须对上下支架进行二次补液，保证初撑力满足要求；将上下相邻支架的总片阀打到“零”位，插牢片阀限位装置，防止发生误操作。
4、由现场施工经验丰富的职工进行操作处理，跟班助理、班组长或安监员现场进行安全监护。
5、处理支架挤架时，选取间隙较大的支架开始施工，移架时使用好每个支架的侧护板和底调，调整每个支架的架间距，保证架间隙符合规定。
6、处理支架咬架时，在咬架的支架上方先选取架间隙较大的支架开始移架，调整支架的架间隙。施工到咬架的支架时，要使咬架的上方两组支架架间隙足够大，采用单体支柱配合上顶咬架上方支架，收两组支架的侧护板千斤顶，当拉开支架间隙后及时升架，使支架顶梁平整。
7、当支架出现倒架，向下倒架采取自上而下施工，要先从倒架上方选择支架间隙大的支架开始，移架时使用底调千斤顶和顶梁侧护板千斤顶，相互配合调整所倒支架；卸载该支架初撑力的同时，给侧护千斤顶供液，同时收回上一支架的侧护板，使支架顶梁、尾梁上移，升架前给上一支架底调千斤顶供液，向下顶推其底座，使支架底座下移调整支架。向上歪斜施工方法相反。
8、处理支架咬架、歪架、挤架和倒架时，必须保证液压管路完好。泵站压力符合要求。
五、结论：
通过对留软底开采研究，使我矿煤质质量有了很大提高，保证了工作面留软底的安全开采，为以后有类似条件下的综采工作面留软底安全开采提供了经验。