论文部分内容阅读
摘要：文章针对大倾角回采综放工作面如何有效控制刮板输送机上窜下滑，提出在工作面上部斜切进刀和支架交错前移推进的技术，通过现场实践，对于大倾角回采支架防倒也采取了有效防倒措施，该技术的成功实施对于类似地质条件的综放工作面具有较强的借鉴意义。
关键词：大倾角；综放工作面；生产工艺；探索
中图分类号：TD714+.4
文献标识码：A
文章编号：1000—8136(2009)32—0019—02
近年来，在地质条件允许的井田建设特大型矿井已成趋势，国内煤矿的生产规模日益向大型化发展，矿井井田面积规模同样也快速增大到100km２以上；采(盘)区尺寸和工作面长度逐步加大，以国产设备为主的工作面顺槽长度一般为2000m～2500m，工作面长度200m～250m。
山西焦煤集团的第4座千万吨矿井——霍州煤电集团吕临能化公司庞庞塔矿，成立于2003年末，是临县人民政府与霍州煤电集团有限责任公司双方合作的成果，井田面积约103km２。2006年矿井改扩建形成300万t的年生产能力，但实际产煤能力却连续两年达不到，经过对生产工艺长期的探索实践，终于2009年8月起实现了日产万吨的目标。
1 综放工作面无法达到日产万吨能力的原因分析
1.1地质条件复杂多变
庞庞塔矿煤层赋存属于缓倾斜和中倾斜煤层，倾角在16°～38°，大部分情形下倾角小于25°，多为缓倾斜煤层，直接顶为一层40cm～50cm泥岩，工作面多有数条甚至10条以上落差2m～3m的断层，局部地段煤层倾角达33°～38°，现有的两个工作面煤层平均厚度分别为6.3m、11.8m，顺槽长度超1000m，工作面长度超200m，这样的地质条件极易打破生产的连续性和均衡性。
1.2机电事故频发
两个工作面机组均为上海产的MG400／930型交流电牵引采煤机，前后刮板输送机为山西产的SGZ-800／750型刮板输送机，支架为郑州产的ZFG6400／18／35H型掩护式液压支架，在使用过程中，采煤机时常发生操作不当造成的故障；前溜子大链链环配件虽为进口高强度备件，却频繁发生断链，曾出现2周内8次断链；液压支架前掩护板有近20％损坏无法更换，这些情形经常造成工作面长时间停产。
1.3支架、溜子上窜下滑
在前两个工作面推进综放工艺探索中，始终无法解决工作面支架与溜子上窜下滑这个大难题，如何对工作面进行适当调斜这个“度”始终把握不好，不断发生支架歪斜、局部距离拉大造成支架歪倒、机头溜子顶住顺槽溜槽无法放煤、溜子上窜机头拉回煤、溜子上窜机尾顶帮无法推溜、机头或机尾安全通道不畅等情形，最终形成综放工艺长期混乱无序、效率低下，甚至不如普综效率高。这一原因是决定综放工作面能否实现正常循环最最至关重要的因素。
1.4两个端头维护管理困难
随着支架溜子的上窜下滑、工作面坡度的变化，两个端头的维护成了非常棘手的难题，当工作面支架溜子上窜时，机头端头管理难度加大，支架不仅发生歪斜、支撑力不够，而且架间距拉大，机头端头顶板维护成了重大安全隐患源；当工作面支架溜子下滑时。机尾端头出现空顶，支架倾倒；当工作面坡度变大时，工作面长度相应变长，溜子长度不够，控顶支架数量不够，给两个端头仍带来维护难题；当工作面坡度变小时，工作面长度相应变短，溜子两端可能顶帮，工作面支架咬架。要处理好这些可预测却无法避免的情形，采取措施不当必将费时费力费工。
1.5工作面过构造无正确应对措施
当工作面遇到断层或其他构造时，可能会出现小量涌水、淋头水、架前冒顶、有害气体突发、粉尘增大，这些涌水、淋头水处理不当，进人煤库可能造成突库事故；架前冒顶处理不好，会扩大冒顶范围，造成重大隐患，对支架、溜子严重损坏，直至工作面无法推进；工作面无法正常循环推进后，将会对支架造成更严重损坏、顶板形成切顶、有害气体大量涌出。总之，过构造不当将造成一系列连续、次生灾害。
1.6前后溜子相对位置控制难
当工作面前后溜子上下相对位置加大时，将给支架、溜子调斜带来长时间难以消除的难度。
2 大倾角综放工艺探索
针对以上各种不利因素，我们通过长期的实践摸索出了一套高效、切实可行的对策。
2.1开切眼时伪斜布置
大倾角工作面在生产时工作面溜子势必下滑，为抵消此下滑量，我们采取开切时，下顺槽超前上顺槽，目前庞庞塔矿综放面煤层倾角平均在16°～18°，下顺槽相对超前量为5m～6m；煤层倾角大于30°时，下顺槽相对超前量需为10m～12m。
2.2生产过程中的调斜方法
这是确保综放正常生产最重要的一环，需多种手段同时进行，才能收到实效，一是始终保持上下顺槽的相对超前量，并根据倾角变化及时调整超前量的大小；二是割煤进刀方式的调整，采取由机尾(上顺槽)进刀，割至机头后空刀上行，然后继续下一循环下行割煤，以此来平衡稳固支架溜子下滑趋势；三是移架时采取错位移架，以每10架为一批次，首批移架位置选择靠近机头或机尾，支架溜子微量下滑时先移机尾，支架溜子微量上窜时先移机头，以此来消除支架溜子大幅上窜下滑。
2.3支架的防倒防滑措施
做好支架的防倒防滑才能管理好工作面的顶板，应采取的措施一是坚持带压拉架，只要是拉架千斤顶能拉动的情况下，就不要再向下落支架，尽量不使支架与顶板脱离；二是坚持从上向下移架，移架时，打开下架侧护板收缩本架侧护板，使支架移动时，有向上的空间，以抵消其下滑量；三是根据前部槽的上下移动情况，及时调斜就能防止前部槽的上窜下滑，也能调整支架的平衡状态；四是及时调整支架与后都槽连接链的长度肋止后部槽下滑带动支架后尾下滑；五是及时调整支架状态，架间距不能超过30cm，当发现支架有翻倒趋势时，必须立即用侧护板或单体柱进行调整，否则，使其发展到一定程度，就难以控制；六是必须确认支架有足够的初撑力，否则轻则煤壁片帮，重则发生冒顶；七是顶板破碎时必须及时打眼注浆，使碎顶人工凝为一体，避免冒顶；八是尽可能避免随工作面倾角变化工作面长度变化时，增减溜槽，造成该处顶板无法即时维护。
2.4端头的支架位及置顶板控制
端头维护的好坏，将直接影响工作面的劳动量的大少，加强端头管理一是采用高强度的端头架，增加维护的强度、跨度；二是机头端头架与过渡架、中间架至少要有两个变坡点。机头处尽可能放缓坡度，使端头架与过渡架处于同一坡度，达到对端头顶板的最大支护强度；三是在把握好调的基础上，机尾尽可能不用、少用单体柱维护，必要时可在副巷预埋综放液压支架，推进适当位置后在增加工作面机尾增加掩护式支架。
3 结论
大倾角综放工作面开采过程中出现问题的较多，只要能找准影响核心工艺的原因，采取合理措施，注意控制住顶板、溜子上窜下滑，就能大大减少机电事故，实现生产的连续性和均衡性，从而实现预定的目标效益。
关键词：大倾角；综放工作面；生产工艺；探索
中图分类号：TD714+.4
文献标识码：A
文章编号：1000—8136(2009)32—0019—02
近年来，在地质条件允许的井田建设特大型矿井已成趋势，国内煤矿的生产规模日益向大型化发展，矿井井田面积规模同样也快速增大到100km２以上；采(盘)区尺寸和工作面长度逐步加大，以国产设备为主的工作面顺槽长度一般为2000m～2500m，工作面长度200m～250m。
山西焦煤集团的第4座千万吨矿井——霍州煤电集团吕临能化公司庞庞塔矿，成立于2003年末，是临县人民政府与霍州煤电集团有限责任公司双方合作的成果，井田面积约103km２。2006年矿井改扩建形成300万t的年生产能力，但实际产煤能力却连续两年达不到，经过对生产工艺长期的探索实践，终于2009年8月起实现了日产万吨的目标。
1 综放工作面无法达到日产万吨能力的原因分析
1.1地质条件复杂多变
庞庞塔矿煤层赋存属于缓倾斜和中倾斜煤层，倾角在16°～38°，大部分情形下倾角小于25°，多为缓倾斜煤层，直接顶为一层40cm～50cm泥岩，工作面多有数条甚至10条以上落差2m～3m的断层，局部地段煤层倾角达33°～38°，现有的两个工作面煤层平均厚度分别为6.3m、11.8m，顺槽长度超1000m，工作面长度超200m，这样的地质条件极易打破生产的连续性和均衡性。
1.2机电事故频发
两个工作面机组均为上海产的MG400／930型交流电牵引采煤机，前后刮板输送机为山西产的SGZ-800／750型刮板输送机，支架为郑州产的ZFG6400／18／35H型掩护式液压支架，在使用过程中，采煤机时常发生操作不当造成的故障；前溜子大链链环配件虽为进口高强度备件，却频繁发生断链，曾出现2周内8次断链；液压支架前掩护板有近20％损坏无法更换，这些情形经常造成工作面长时间停产。
1.3支架、溜子上窜下滑
在前两个工作面推进综放工艺探索中，始终无法解决工作面支架与溜子上窜下滑这个大难题，如何对工作面进行适当调斜这个“度”始终把握不好，不断发生支架歪斜、局部距离拉大造成支架歪倒、机头溜子顶住顺槽溜槽无法放煤、溜子上窜机头拉回煤、溜子上窜机尾顶帮无法推溜、机头或机尾安全通道不畅等情形，最终形成综放工艺长期混乱无序、效率低下，甚至不如普综效率高。这一原因是决定综放工作面能否实现正常循环最最至关重要的因素。
1.4两个端头维护管理困难
随着支架溜子的上窜下滑、工作面坡度的变化，两个端头的维护成了非常棘手的难题，当工作面支架溜子上窜时，机头端头管理难度加大，支架不仅发生歪斜、支撑力不够，而且架间距拉大，机头端头顶板维护成了重大安全隐患源；当工作面支架溜子下滑时。机尾端头出现空顶，支架倾倒；当工作面坡度变大时，工作面长度相应变长，溜子长度不够，控顶支架数量不够，给两个端头仍带来维护难题；当工作面坡度变小时，工作面长度相应变短，溜子两端可能顶帮，工作面支架咬架。要处理好这些可预测却无法避免的情形，采取措施不当必将费时费力费工。
1.5工作面过构造无正确应对措施
当工作面遇到断层或其他构造时，可能会出现小量涌水、淋头水、架前冒顶、有害气体突发、粉尘增大，这些涌水、淋头水处理不当，进人煤库可能造成突库事故；架前冒顶处理不好，会扩大冒顶范围，造成重大隐患，对支架、溜子严重损坏，直至工作面无法推进；工作面无法正常循环推进后，将会对支架造成更严重损坏、顶板形成切顶、有害气体大量涌出。总之，过构造不当将造成一系列连续、次生灾害。
1.6前后溜子相对位置控制难
当工作面前后溜子上下相对位置加大时，将给支架、溜子调斜带来长时间难以消除的难度。
2 大倾角综放工艺探索
针对以上各种不利因素，我们通过长期的实践摸索出了一套高效、切实可行的对策。
2.1开切眼时伪斜布置
大倾角工作面在生产时工作面溜子势必下滑，为抵消此下滑量，我们采取开切时，下顺槽超前上顺槽，目前庞庞塔矿综放面煤层倾角平均在16°～18°，下顺槽相对超前量为5m～6m；煤层倾角大于30°时，下顺槽相对超前量需为10m～12m。
2.2生产过程中的调斜方法
这是确保综放正常生产最重要的一环，需多种手段同时进行，才能收到实效，一是始终保持上下顺槽的相对超前量，并根据倾角变化及时调整超前量的大小；二是割煤进刀方式的调整，采取由机尾(上顺槽)进刀，割至机头后空刀上行，然后继续下一循环下行割煤，以此来平衡稳固支架溜子下滑趋势；三是移架时采取错位移架，以每10架为一批次，首批移架位置选择靠近机头或机尾，支架溜子微量下滑时先移机尾，支架溜子微量上窜时先移机头，以此来消除支架溜子大幅上窜下滑。
2.3支架的防倒防滑措施
做好支架的防倒防滑才能管理好工作面的顶板，应采取的措施一是坚持带压拉架，只要是拉架千斤顶能拉动的情况下，就不要再向下落支架，尽量不使支架与顶板脱离；二是坚持从上向下移架，移架时，打开下架侧护板收缩本架侧护板，使支架移动时，有向上的空间，以抵消其下滑量；三是根据前部槽的上下移动情况，及时调斜就能防止前部槽的上窜下滑，也能调整支架的平衡状态；四是及时调整支架与后都槽连接链的长度肋止后部槽下滑带动支架后尾下滑；五是及时调整支架状态，架间距不能超过30cm，当发现支架有翻倒趋势时，必须立即用侧护板或单体柱进行调整，否则，使其发展到一定程度，就难以控制；六是必须确认支架有足够的初撑力，否则轻则煤壁片帮，重则发生冒顶；七是顶板破碎时必须及时打眼注浆，使碎顶人工凝为一体，避免冒顶；八是尽可能避免随工作面倾角变化工作面长度变化时，增减溜槽，造成该处顶板无法即时维护。
2.4端头的支架位及置顶板控制
端头维护的好坏，将直接影响工作面的劳动量的大少，加强端头管理一是采用高强度的端头架，增加维护的强度、跨度；二是机头端头架与过渡架、中间架至少要有两个变坡点。机头处尽可能放缓坡度，使端头架与过渡架处于同一坡度，达到对端头顶板的最大支护强度；三是在把握好调的基础上，机尾尽可能不用、少用单体柱维护，必要时可在副巷预埋综放液压支架，推进适当位置后在增加工作面机尾增加掩护式支架。
3 结论
大倾角综放工作面开采过程中出现问题的较多，只要能找准影响核心工艺的原因，采取合理措施，注意控制住顶板、溜子上窜下滑，就能大大减少机电事故，实现生产的连续性和均衡性，从而实现预定的目标效益。