大倾角中厚煤层综采工作面开采技术.doc

大倾角中厚煤层综采工作面开采技术 大倾角煤层”的说法是我国煤炭行业在上个世纪90年代前后提出的。这是采煤机械化由缓倾斜向倾斜再向更大倾角煤层发展的必然结果。而至于究竟什么是大倾角煤层，目前还没有公认的很明确的解释和统一的定义。从检索到的文献来看，大倾角煤层一般多指30°～55°倾角的煤层，而在此煤层内布置的工作面叫大倾角工作面，实际上通常把45°以上煤层定义为急倾斜煤层。 一、大倾角煤层开采的现状： 35°以下倾角的倾斜煤层、60°以上的急倾斜8m以上的厚煤层综采技术成熟，设备选型合理，工作面单产高。 35°～60°倾角的中厚煤层被国内外视为难采煤层，开采这种煤层时，职工劳动强度大，安全性差，煤炭回收率低，产量工效低，万吨掘进率高。综采工作面“三机配套”选型困难，工作面液压支架防倒防滑、运输机防滑、工作面下出口的可靠支护和防护、防止煤矸下滚下窜伤人等一系列重大难题不好解决。 由于大倾角急倾斜中厚煤层倾角大、地质条件复杂等因素影响，采煤机械化的发展远较缓倾斜煤层缓慢，因此，国内急倾斜煤层目前仍以炮采为主，主要的采煤方法：倒台阶式采煤法；仓储采煤法；钢丝绳锯采煤法；伪倾斜柔性掩护支架采煤法等。 二、采煤工艺及主要问题 工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤法，主要设备有采煤机、刮板输送机、液压支架、转载机、破碎机、乳化液泵站、喷雾泵站等组成。其主要特点是需要正确处理采煤机、刮板输送机和液压支架沿工作面下滑，以及液压支架倾倒的问题，同时还应该防止工作面飞矸伤人的问题。 三、大倾角综采工作面回采采取措施： 1、采煤工艺的措施： 1）工作面伪斜推进。人为使工作面的下端头超前上端头，工作面呈伪斜推进，可有效的防止输送机与支架的下滑，一般情况下伪斜角度一般不超过6°。 2） 上行顺序推移输送机。无论采煤机是上行还是下行割煤，推移输送机都必须依上行顺序推移。上行时，滞后割煤，上行顺序移架、推移输送机。 2、采煤机防滑方案 1） 目前大部分采煤机均为无链牵引采煤机，该种采煤机需配置液压防滑制动装置。 2） 采煤机上行割煤时，要使两滚筒全部降至底，再停牵引。下行割煤时，要使滚筒切入煤壁后再进行停机。 3） 如果支架有歪倒倾向时，要及时调整，防止支架进一步歪倒。 3、 刮板输送机防滑方案 1） 锚固刮板机，利用锚固装置，如液压锚固站或单体液压支柱等，锚固刮板输送机的机头和机尾。移动机头和机尾时只能暂时撤移锚固装置，待机头和机尾移动后立刻设置好锚固装置。 2） 设置防滑千斤顶，工作面每隔10～15米设置一个防滑千斤顶，其一端与刮板机中部槽连接，另一端与液压支架底座相连（如图1所示），推移刮板输送机时将防滑千斤顶拉紧。 图1刮板机防滑图 4、液压支架防倒、防滑方案（50°大倾角）。该支架与掩护式支架相似，但顶梁朝向工作面，与中间架垂直，支架中部设有挡矸板；行走方式为通过安装在底座上的调架梁的作用横向移动，但特殊情况下会在顺槽内设置绞车帮助其移动。端头支架在整体综采中起三个作用，分别是：1）支护端头顶板2）防止中间架歪倒3）提供人行安全通道。靠近下端头支架处设置挡矸帘（为锁链结构，挂在支架顶梁特定的安装位置上），缓冲上部下来飞矸的冲击力。挡矸帘对缓冲小块矸石较为有效，对大块矸石作用不大。 1） 排头支架防滑，其作用是防止支架下滑，调节架间距，当支架下滑时，使支架复位。其结构采用兜角式和平拉式（如图2所示）。 2）平拉式，调架千斤顶的两端安有连接头，连接头与支架的底座相连，通过调架千斤顶的推拉实现调架。 3）排头支架防倒，其作用是如果支架歪倒时，把支架扶正，其结构采用斜拉式。（如图3所示）。 5、 工作面防飞矸方案 1）增加刮板输送机挡煤板的高度，防止飞矸从工作面飞出，保护了操作人员的安全。 2）在支架前立柱之间安装防护网,用来阻挡小块煤的飞出,保护操作人员的安全。 6、其它 1）采煤机采用本机操作和遥控操作相结合，在无特殊情况下，采用遥控操作。 2）为了便于操作人员行走，在液压支架上配有人梯和扶手。 图2排头支架防滑图 图3排头支架防倒图 大倾角急倾斜煤层开采的特点： 1、大倾角急倾斜煤层顶板受力分析，由于煤层倾角大，顶板垂直层面的重力被分解为沿顶板倾斜方向的下滑力，顶板法线方向的分力。煤层倾角越大，沿倾斜方向的下滑力越大，而垂直层面方向的作用力越小。因此，作用在工作面支架上的压力变小，支架的稳定性降低，容易倾倒。由于倾角大，垂直层面的作用力变小，在顶板岩性相同时，急倾斜煤层的顶板比缓倾斜煤层顶板难于冒落，冒落步距会增大。由于沿倾斜方向的作用力增大，底板岩层的稳定性降低。为此在开采急倾斜煤层时，不仅顶板会发生移动和冒落，而且底板也可能发生移动滑底。 2、急倾斜煤层工作面采下的煤块和垮落的矸石会沿底板自动下滑，简化了工作面的装运工作。但下滑的煤块和矸