魏志春(永城煤电控股集团登封煤业有限公司丰阳煤矿河南登封452470)
中图分类号：TD821文献标识码：A文章编号：41-1413（2012）01-0000-01
摘要：丰阳煤矿综放工作面设备倾倒、下滑的机理分析和现场情况观察，总结出大倾角综放工作面设备防倒、防滑的原因，提出解决方法，为综采工作面生产解决了一大难题。
关键词：大倾角三软煤层;初采;综采放顶煤;设备防倒防滑技术
随着资源整合的开展，整合矿井需要大幅度提高产量，而增产的关键在于发挥综采机械化程度高的优势。大倾角三软煤层等复杂的煤层赋存条件使综采适应性面临着巨大挑战，综放工作面设备的受力比单一倾斜工作面受力要复杂得多，设备的倾倒、下滑、移架困难、矸石滚落等问题给工作面的生产带来很大的困难。因此，提高产量就必须首先解决大倾角三软煤层综采技术难题。
1、工作面概况
主采二1煤层，平均煤厚4m，煤的容重1.38t/m³，煤层平均倾角32°，局部倾角40°，煤质较松软，煤层的坚固性系数f=0.39，直接顶的单轴抗压强度为51.77MPa，抗拉强度为5.51MPa；直接顶类型为Ⅱ类中等稳定顶板，根据老顶分级指标确定老顶级别为Ⅱ级，直接顶的冒落高度为8m。直接底的单轴抗拉强度为61.79MPa，抗拉强度为1.46MPa，直接底属于Ⅱ类软底板。由于受地质构造等影响，局部底板为较软（Ⅲ类）和中硬（Ⅳ类）底板。煤层顶板岩层多为细中粒砂岩直接压煤，局部有伪顶，岩性为泥岩或砂质泥岩，底板岩性以中粒砂岩为主，局部为泥岩、砂质泥岩，是典型的“三软”煤层。
2、工作面配套设备及技术参数
根据煤层采高以及赋存条件，液压支架需满足以下基本要求：（1）三软煤层松软破碎，液压支架支护强度不宜过大，以免造成顶煤的进一步破碎；三软煤层顶板压力反映强烈，液压支架要有足够的工作阻力，但是初撑力不宜过大，因为支架反复支撑顶煤，顶煤容易破碎，造成冒顶。（2）由于该二1煤层的伪顶、直接顶强度较低，随采随落，要防止放煤过程中出现大量矸石现象；底板岩性强度较低；在底座前端设置抬底装置，当出现插底时利用抬底座千斤顶，使支架拉移后被抬起。（3）减小相邻液压支架间的间隙，增加支架间的密封性，减少架间煤矸下漏。（4）因为二1煤层倾角较大（倾角为32°），支架容易歪斜，要求液压支架具有良好的防滑特点，所以在开采时要具有防滑防倒装置。（5）工作面要有足够的支护断面，应优先考虑支护断面较大的支架；根据煤层厚度的变化要求具有足够的伸缩量，使液压支架能够顺利移架。故工作面选用ZF3600/16/24型液压支架。
煤壁落煤采用MG170/410-WD型交流电牵引采煤机，机械落煤，采高2.1m,截深0.6m，沿底板割煤。放煤靠支架尾梁摆动挤碎顶煤、伸缩插板放煤。
运输系统：工作面为SGZ630/264型前后部刮板运输机，工作面下顺槽铺设1部SGB620/80T刮板运输机和1部DSJ800/40/2×55型伸缩皮带，3部胶带输送机转运到主斜井强力皮带机，拉至地面煤场。
同时设置乳化液泵站、喷雾泵站、移动变电站和组合开关，采用KTC101通讯、控制一体化系统对工作面的前部刮板机、后部刮板机、乳化泵站、清水泵站进行集中控制，检测并显示采煤机的开停状态，并实现进行过程中的设备过载报警。
3、初采问题分析
该工作面采取倾斜长壁采煤法，全部跨落法控制顶板，压力大造成煤墙松软，煤墙片帮严重；顶底板松软，设备下沉、冒顶严重。工作面初采向前推进过程影响工作面的安全和产量主要表现在三个方面：（1）煤墙片帮严重，顶板破碎，底板下沉，容易导致液压支架倒架。（2）坡度大底板软移架过程中容易造成支架下滑、倒架、下沉，移架阻力增大造成移架困难。（3）刮板机上下窜现象造成前后刮板机机尾底槽回头煤量大，增加设备运行阻力、缩短其使用寿命，使支架错茬、倾斜，采煤机必须挑顶或卧底，这样容易造成顶板破碎和底板不实，移架过程中，支架高度需随底板提高或降低，如果支架高度超高将达不到支护要求，支架高度超低将被压死。
4、防范技术措施
4.1采煤机运行要求：下行割煤时利用下滚筒割底刀煤，上行割煤时利用上滚筒割底刀煤等方法来控制底板的高度一致，为减小推前部刮板机的阻力，割煤时严格要求禁止丢底煤，割底板，松软出垫实。
4.2液压系统要求：确保液压及液压系统完好，无漏夜窜液现象，乳化液配比达到规定3%—5%要求，防止浓度不适影响液压系统正常工作或造成液压元件损坏。为保证支架的支护强度，要求乳化泵压力不得低于30MPa，并对工作面所有液压支架逐架进行详细检修，确保每组支架处于正常状态。
4.3移架措施：（1）为保证液压支架的稳定性，移架时先将支架的护帮板和伸缩梁伸出，顶牢煤壁，同时将邻架侧护撑紧，然后再采取带压擦顶的移架措施，移架时同时慢慢收护帮板和伸缩梁，这样煤壁对支架产生的支撑力和侧护板及顶板对支架产生的摩擦力均指向采空区，以抵消支架重量、前后刮板机下滑和架后落矸产生的下滑力，改变了支架的受力状态，从而防止支架的倾倒和下滑。（2）在移架和拉后溜之前，安排人员对架前架后的浮煤清理干净，减少支架和后溜的移设阻力。（3）移机头架的顺序是3#、1#、2#,移3#架以2#架为导向，防止下滑，移1#架以2#架为掩护防止窜矸；移机头、机尾支架架时，应先检查三角区梁柱、上下出口的托棚、抬棚是否安全并撤离人员；支架若出现咬架、挤架、倒架时，应掌握好拉架顺序并及时处理，不能硬拉硬拽。
4.4支架下滑及倒架措施：（1）将工作面布置为伪斜，使支架垂直煤壁，减小工作面实际倾角；（2）严禁超高采煤，支架无法正常接顶时，工作面每隔5架设有1个防倒千斤顶，用圆环链连千斤顶斜拉，一端连在上方支架底座上，一端连在下放支架顶梁上；（3）控制推刮板输送机的顺序，自始至终地由下向上移架和推移刮板输送机，来调整输送机的位置；（4）相邻支架底座支架之间设置防滑千斤顶，以有初撑力的支架为支点，调整相邻支架的位置；（5）推移杆全程导向，推移杆和底座间隙控制在10mm～20mm（单侧）。在任意位置，推移杆和底座间间隙不变，控制输送机下滑；（6）采用间隔移架，增加支架对煤层顶底板的摩擦力，采取措施，保持端头支架的稳定性。
5、结语
通过以上措施的实施，优化了大倾角三软煤层综放工作面初采工艺，改变了生产被动局面，保证了职工的安全，确保了整合矿井大倾角三软煤层综放工作面安全生产，为矿井的持续健康稳定发展起到了重要作用，经济效益显著。
参考文献：
[1]樊运策.综合机械化放顶煤开采技术[M].北京：煤碳工业出版社，2003
[2]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2011