大倾角全层综放面安全回采技术研究

耿合军

摘要：大倾角综放工作面回采一直是煤矿安全回采的一大难题，直接影响工作面支架稳定性，轻则导致支架夹斜，重则造成倒架。不仅影响工作工程质量，而且对工作面回采安全造成严重威胁。本文以鹤煤六矿2123工作面为例，通过对局部综放设备防滑防倒研究，制定了详细的支架防倒防滑措施，在回采实践中得到了良好的应用。

关键词：大倾角；综放面；防倒防滑

1 工作面概况

鹤煤六矿2123工作面位于鹤煤六矿北翼212采区，工作面西南为2814采空区，南部为2142底抽巷，西北为2121采空区，东部为未采区。

工作面长135 m，走向538m，平均煤厚8.6 m，倾角16°，可采储量9.45×106 t。工作面为走向长壁轻型液压支架综放回采，垮落法管理顶板，“两采一准”组织形式。采高2.2m，采用一采一放，多轮放煤，放煤步距0.6m。

1.1 地质构造情况

2123工作面由南至北相继揭露2123F1、2123 F1、DF11、DF13四条断层，落差2.5~5m，最厚处丢底煤4~8m。煤层走向变化较大，产状变化较大，地质构造较为复杂。根据已掌握的地质资料，工作面地质构造主要为高角度正断层及二1煤层底板凹陷，为其成煤时期顶板不均匀沉降和基底不平所造成。

工作面中部发育44-3向斜，向斜轴迹走向23°，由西向东穿过工作面中部，内轴迹延伸长度约140m。受向斜影响，该区域煤层较薄，煤岩层产状变化较大，煤岩体破碎，构造煤发育，回采时出现大坡度仰采和俯采，影响工作正常回采。

1.2 煤层

2123工作面煤层厚度为0.8m～16m，平均8.64m。工作面横跨44-3向斜轴部，工作面表现为两边高中间低,且工作面南部为构造异常带，产状紊乱，受两构造影响，工作面二1煤层产状变化较大，煤层结构复杂，顶底板起伏较大，煤厚分布不均。工作面中部多出发育薄煤带及一处特厚煤层和煤层分叉带等煤层异常带。

2工作面顶板管理

2.1工作面支护

工作面平均斜长135m，采用99架ZF2800/16/24型四柱支撑掩护式轻型液压支架，上、下机头采用6架ZFG3000/19/28型过渡液压支架进行顶板支护。支架中心距1.25 m，最大控顶距为3.6 m，最小控顶距为3.0 m，移架步距为0.6 m，放顶步距为0.6 m。乳化液泵站和液压系统要求完好，压力≥30MPa，乳化液浓度不低于3%~5%。液压支架初撑力要求不低于规定压力的80%。2123工作面支护情况如图1所示。

2.2上下安全口及端头管理

工作面上、下机头各采用3架ZFG3000/19/28过渡液压支架支护。

上、下顺槽距煤壁15 m范围内采用DW-250/100或DW28-250/100单体液压支柱配3.5m箱型梁架设双抬棚，抬棚下支柱要支设在顺槽棚和走向抬棚的交叉点处，每根顺槽棚和走向抬棚必须支设一根单体支柱，保证支撑有力，替棚范围外使用超前支护托梁进行加固，超前支护不少于20m。

上、下顺槽超前替“U”型棚不得少于5m，采用3.5m或4.0m箱形梁配合DW25-250/100或DW28-250/100单体支柱，一梁三柱进行支护，棚距0.6m。

3局部综放设备防滑防倒研究

综放工作面极易因工作面局部构造影响而造成工作面支架的稳定性变差，轻则影响工作面生产，重则造成人员伤亡。因此，综采设备防滑研究是目前大倾角综采工作面亟待解决的一项重要内容。

3.1 事故案例

2123工作面从2016年2月揭露DF11断层，受断层影响，工作面55~75架支架稳定性差，连日发生了多次倒架，倒架面积波及范围最大为20架，累计减少煤炭产量约7240吨，给该工作面的正常回采带来了严重影响。

3.2 原因分析

通过现场观察和分析，认为造成该工作面发生倒架事故的原因主要有：

（1）受断层影响，工作面局部倾角大，前部刮板运输机趋于下滑，牵动支架推拉杆受力被迫沿坡面斜向下偏移，支架推移刮板输送机时又引起输送机下滑量进一步增加，最终使刮板输送机发生窜动，再加上支架自重沿坡面下滑分力，最终导致倒架。支架力学受力如图3-1所示。

（2）工作面55~75架位于断层煤岩交界面附近，这时正进入顶板破碎段，顶板发生局部漏顶，支架上方出现局部空顶。由于支架接顶不严，支架不能形成有效支撑顶板，顶板来压使顶板水平移动发生倒架，从而紧接着造成大面积支架倒架。

3.3支架防倒防滑措施

针对实际情况采取了一下措施防止工作面支架倒滑：

（1）根据地质条件，尽量减少工作面的倾斜角度，合理采用伪倾斜开采，不仅减缓坡度，控制刮板输送机上窜下滑，而且无形增大工作面支架的稳定性。同时按照工作面正规循环制度，规范采煤机司机和支架工操作，提高工作面的正规循环率；

（2）利用支架自身的条件或单体液压支柱强扶倾倒支架。对已经扶正的支架前移时，需先扶后降，然后前移升紧，确保支架初撑力，防止二次倒架；

（3）保证工作面适当采高，严禁超高，漏顶或冒顶造成支架空顶时，要在顶梁上与顶板间背实木料，然后升紧支架，边推进边处理。采用圆木、金属网背顶，防止漏顶，提高顶煤的整体性、稳定性。移架时支架前梁托住圆木，防止顶板破碎掉矸。采用单体支柱配合支架侧护自下而上进行调架，一根单体支柱顶在待调整支架的顶梁上，另一根单体支柱顶在待调整支架的底座上，降下待调整支架立柱，给2根单体支柱同时送液，将支架调整；

（4）加强煤壁、刮板输送机和支架直线管理，并注重对支架侧护系统的检查、检修，确保关键时侧护板能及时发挥防倒架和调架作用；

（5）加强工作面支架防倒千斤顶的管理，支架与后部刮板输送机的连接要可靠，每10架安装一个，坡度大的位置适当加密，平时需注意检查防滑千斤顶与支架和后部刮板输送机的连接是否断开，以及是否有漏液现象发生，如有情况，立即查找原因进行处理；

（6）移架过程中，利用侧护板、调架千斤顶、调架单体以及防倒防滑装置等对支架进行及时调整，移架后，不得出现咬架、爬架等现象，避免支架顶部与顶板出现“线接触”现象。支架调整好后，及时供液升紧，并达到规定的初撑力；

（7）移架过程中，采用带压擦顶移架，支架擦顶前移有效防止破碎顶板发生冒漏、支架下滑或向下倾倒。

4 总结

（1）2123工作面通过采取局部大坡度设备防滑技术和手段，极大地改善了工作面条件，为今后大坡度特厚突出煤层全层综放面安全回采提供了较高的参考价值。

（2）2123工作面采用综放工艺以来，有效地提高了煤炭的采出率，人工吨煤产量为19.12吨/每人，日均产量达2200吨。该工艺操作简单，材料消耗少、吨煤成本低，机械化率高达85%以上。

5 参考文献

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