急倾斜大采高综合机械化开采技术研究与应用

摘 要 上海庙矿区主采煤层煤厚达到5米以上，倾角达到42°，部分地段达到53°，急倾斜大采高综采成套技术是上海庙矿区亟待解决的难题，福城矿1901S首采急倾斜大采高工作面开采成功及经验技术的取得具有较好的借鉴和指导意义。

关键词急倾斜大采高 综采技术

中图分类号：TD8文献标识码： A 文章编号：

福城煤矿南翼采区工作面倾角范围在31°至53°，平均42°，为提高煤炭回收率，延长矿井服务年限，增加经济效益，开采急倾斜煤层是必然的选择；1901S首采急倾斜大采高工作面开采成功及经验技术的取得，对内蒙古上海庙矿区开采急倾斜煤层具有较好的借鉴和指导意义。

1急倾斜综采机械化采煤工作面开采的主要难度

（1）急倾斜大采高工作面的开采成功与否主要在于工作面“五防”（防片帮、防飞矸、设备防倒、防滑、采煤机防跑）安全技术措施好坏。

（2）受采煤机爬坡能力的限制和上行割煤时煤机受力大，一般倾斜工作面（倾角≥25度）都采用单向割煤，即：下行割煤，上行空提煤机。单向割煤往返一次割一刀；缺点：工作面有效开机率较低，工作面产量低、效益低，人员在急倾斜工作面行走困难，无效劳动多。

为达到高产高效，必须合理的提升有效开机率、优化采煤工艺，提高有效劳动时间。

21901S急倾斜大采高工作面开采技术研究

2.1工作面简介

1901S工作面位于+850水平一采区南翼，为南翼急倾斜大采高首采工作面，工作面两巷沿九层煤掘进，上巷延风氧化带折线布置，工作面倾斜长94m-210m，为不等长布置，需延长（或缩短）支架及溜子，工作面最大倾角53°，煤层平均厚4.85米，平均埋深280m。

2.2工作面开采特点

倾角大：平均42°，最大倾角53°。

采高大：平均4.85m，一次采全高，需增加防片帮措施。

工作面为不等长工作面，需提前计算工作面各时期长度，提前蹲设支架，延长支架、溜尾，切眼94m，工作面最长210m，需由最初56个支架延长到119个，再到后来需缩溜子支架，减少到109架。

2.3工作面切眼安装工艺

（1）支架组装：由于受副井高度条件限制，下井支架分为三块（顶梁、底座、掩护梁）分解下送至工作面回风巷组装硐室内组装，需提前在距工作面100m附近开设长× 宽× 高（m）=30× 5× 5的组装硐室，打好两排起吊锚杆组装支架。

（2）支架下送切眼安装由专业队伍进行，采用30吨稳车在切眼底板上直接下滑的方式调头安装。

2.4、1901S采煤方法和工艺

（1）1901S面采煤方法 工作面采用单一走向长壁后退式综合机械化采煤，全部垮落法管理顶板。

（2）采煤工艺 综合机械化采煤，一次采全高，工作面多为单向割煤。

（3）割煤方式 工作面采用双滚筒电牵引采煤机割煤，遥控器操纵，主要采用单向割煤，往返一次进一刀，在上端头煤机采用斜切进刀方式，工作面上端头自开缺口。

（4）移架移溜方式 工作面移架方式为本架操作，单向割煤时，采取分段自下而上顺序移架；采煤机下推割煤时，工作面采用分段停机由下向上的方式进行移架护顶，工作面采煤机上提空机时采取由下向上跟机移溜的方式移溜，移架移溜步距0.8m。

2.51901S面急倾斜大采高工作面三机配套的提出与改进

（1）三机配套设备：采煤机总装机功率为1330KW，滚筒直径2400mm，截深800mm；溜子功率为1050KW，宽1000 mm；工作面支架型号ZY9000/24/50。下超前支架型号ZTC39200/23/42，上超前受延缩支架、溜子影响，采用双排单体支柱支护。

（2）与以往采面三机配套改进：

支架：人行道放置在立柱后方，增加了台阶、人行扶手，支架宽度增加到1.75米增加支架稳定性、增加了二级护帮板、挡矸板，工作阻力增加到9000KN、支护高度增加到5米。

采煤机：要求爬坡能力大于53°，遥控器远距离操作。

乳化泵：首次配置带变频器控制的智能大流量乳化泵（500L/min）。

运输机、转载机和破碎机增加运输能力和破碎能力。

4工作面安全开采保障措施

4.1防飞矸设施

防飞矸设施是急倾角工作面保证安全生产的主要安全措施之一；在管理防飞矸问题上主要采取以下设施：机道捕矸皮带；机道与人行道间的挡矸网；人行道内分段设置的挡矸网。

4.2防片帮措施

（1）支架设计二级护帮板，煤机割煤后及时打开二级护帮板，可有效护帮2.3米左右高度。

（2）支架两立柱间附上1.2米高的钢筋网进行防飞矸、防片帮，每3个支架留一安全出口，保证人员检修时由机道进入人行道的畅通方便。

（3）采煤机机身外侧加挡矸板，防止片帮煤矸由煤机上方滚出机道下窜，出现飞矸事故

4.3溜子防滑措施

（1）为减少工作面溜子下滑，提前将工作面调成伪斜仰采，根据工作面倾角大小，使工作面与下顺槽夹角达到95°-98°，抵消工作面下滑量。

（2）面溜子每6-8节加一个防滑油缸，推溜时松开油缸，移溜后收紧油缸，逐一进行移溜收紧油缸，可有效防止面溜子下滑。

（3）面溜子链子需掐紧涨紧。如果出现溜子链子松，采煤机上割煤时将溜槽间隙拉大，造成溜子下滑，这种情况难以控制溜子下滑。

4.4支架防滑防倒措施

（1）支架防倒重点在于下端头支架，下端头采高必须有效控制好，支架不能超高使用，一旦支架不够高，将造成工作面倒架歪架。

（2）下端头必须使用好防倒油缸，防止支架倒架；下端头支架顶梁上安装防倒油缸，支架后连杆加工安装油缸链子，可灵活调动下端头支架，有效防止工作面支架下滑倒架。

4.5煤机的防滑措施

（1）主要靠煤机自身爬坡能力，调研使用大功率大爬坡能力的采煤机

（2）煤机上割煤或上提机时，及时在下方移溜或降架防止煤机防跑。

（3）停机检修时，在齿轨上插入防滑销子，把煤机以下支架护帮板打成垂直状态，同时将煤机以下溜子推移到位以防止煤机下滑。

（4）定期更换煤机液压闸，避免液压闸不起作用，造成跑机。

（5）定期检查齿轨固定及磨损情况和煤机滑靴情况，防止采煤机掉刀跑机。

（6）操作煤机尽量不在煤层倾角大段调整煤机速度或停机。

（7）每次煤机至两端头时，及时更换煤机刀子，减少煤机割煤阻力。

5开采工艺优化

（1）双向割煤是综采工作面实现高产高效有效的采煤工艺，该面采煤机自重大80多吨，在急倾斜工作面生产，采煤机滑靴受力大、极易损坏滑靴，加之飞矸易伤人、采煤机跑机等不安全问题，大倾角工作面常常采用单向割煤，无法实现分段追机平行作业，严重制约工作面高产高效开采。针对以上问题，我矿在上全各种防飞矸设施后，在不影响采煤机行走的前提下用厚钢板加固采煤机滑靴，提高采煤机滑靴的强度，试用了采煤机下行割煤时分段追机作业，上行割煤时采用分段停机移架移溜作业，实现了双向割煤，减少了职工上下工作面的次数，提高了工作面有效开机率，提高了原煤产量和经济效益。

6结论

1901S急倾斜大采高工作面自投产以来，通过优化改进采煤工艺和落实“五防”（防片帮、防飞矸、溜子防滑、支架防倒、采煤机防跑）安全措施，大幅提升了工作面有效开机率，工作面实现了安全、高效、稳产目标。

作者简介：苏晓军（1973年9月-），男，山东新矿内蒙福城矿业公司工程师

刘玉传（1971年3月-），男，山东新矿内蒙福城矿业公司 助理工程师

许磊（1980年2月-），男，山东新矿内蒙福城矿业公司 助理工程师