楊布升
(大同煤礦集團雁崖煤業(yè)公司,山西 大同 037003)
大同煤礦集團雁崖煤業(yè)公司三盤區(qū)8106工作面走向長度為1900m,傾向長度為230m。工作面回采煤層屬侏羅紀煤層,煤層平均厚度為3.5m,煤層平均傾角為3°。工作面無偽頂,直接頂為4.5m厚的粉砂巖,基本頂為8.7m厚的粗砂巖。8106工作面采用走向長壁后退式綜合機械化采煤法,全部垮落法管理采空區(qū)頂板。8106工作面回采范圍距切巷120m處及420m處揭露F15、F17兩條逆斷層,由該兩條斷層組成的地塹構(gòu)造對8106工作面回采影響最大,造成120~420m處煤層走向坡度發(fā)生變化,其中120~180m段煤層下山坡度為13°,180~270m段煤層下山坡度為18°,270~420m段煤層下山坡度為11°,420m以外煤層坡度趨于穩(wěn)定。由于受煤層坡度變化影響,工作面回采至120m處采用大傾角俯采工藝,俯采過程中出現(xiàn)很多回采難題,如工作面裝煤效果差、液壓支架倒架、移溜困難等,不僅影響工作面回采效率,加快設(shè)備損壞,而且很容易發(fā)生重大煤礦安全事故。對此綜采二隊通過技術(shù)例會,分析了工作面大傾角俯采時主要存在的問題,并根據(jù)實際生產(chǎn)情況提出了若干項對策措施,確保8106工作面安全穩(wěn)定生產(chǎn)。
(1)8106工作面回采120~420m段平均煤層坡度為15°,當采煤機在裝煤時,受重力的影響不能完全將煤矸石推入溜槽。在進行刮板輸送機推進時輸送機處于運煤狀態(tài),輸送機溜槽無存煤空間,致使采煤機不能完全將煤炭裝入溜槽,造成工作面余煤被擠在刮板輸送機與煤壁之間以及輸送機下方,從而大大降低了工作面裝煤、運輸能力。
(2)由于8106工作面裝煤效果差,刮板輸送機與煤壁之間以及刮板輸送機下方浮煤較多,在推移刮板輸送機時輸送機會被抬高,從而造成刮板輸送機推移距離不夠以及出現(xiàn)上漂現(xiàn)象,若不及時采取措施,很容易導(dǎo)致事故發(fā)生。
(3)刮板輸送機推移不到位以及出現(xiàn)上漂現(xiàn)象,會造成工作面三機配套空間無法匹配,造成工作面采煤機割煤時滾筒偏向采空區(qū)側(cè),割煤不到位,液壓支架端面距出現(xiàn)負值,致使?jié)L筒割頂梁。
(4)8106工作面在俯采時煤層傾角較大,工作面液壓支架在自身重力的作用下以及受采空區(qū)矸石下滑力的作用下,支架沿煤層傾斜方向存在一個分力,在該分力的作用下液壓支架在移架時會向工作面煤壁傾倒。
(5)在俯角期間轉(zhuǎn)載機及皮帶機機尾在自身重力的作用下向巷道低洼處下滑,設(shè)備列車穩(wěn)裝困難,同時很多設(shè)備精密配件在重力作用下發(fā)生扭曲、變形現(xiàn)象,造成設(shè)備損壞率高,降低設(shè)備使用壽命。
(6)8106工作面在俯采期間施工人員及機械設(shè)備在自身重力作用下,在工作面煤壁方向?qū)a(chǎn)生一個分力,該分力阻礙了人員及機械設(shè)備正常運行,從而加大了工作面安全管理。
為解決俯采期間裝煤效果差問題,綜采二隊通過研究決定對原采煤工藝進行優(yōu)化。采用采煤機單向割煤,增加裝煤工序。即工作面采煤機上行空刀裝煤,下行割煤,往返進一刀。同時將原采煤工藝中推溜方式也進行優(yōu)化,優(yōu)化后推溜方式采用采煤機返空刀裝煤后停止采煤機作業(yè),然后由機頭向機尾方向進行推移輸送機,從而確保了刮板輸送機推移方向與運煤方向一致,保證了工作面落煤后能夠及時運走,避免了刮板輸送機與煤壁之間以及輸送機下方堆積浮煤現(xiàn)象。
工作面在俯采期間及時清理支架間及架腳浮煤,確保推溜、移架后支架與輸送機在一條直線上。一旦發(fā)現(xiàn)刮板輸送機出現(xiàn)上漂,及時對該地段底板進行人工掏低槽煤,將刮板輸送機進行下落;同時采煤機司機應(yīng)嚴格按照俯采工作面作業(yè)要求進行采煤,控制采煤機割煤范圍,避免出現(xiàn)留底煤現(xiàn)象。
(1)端頭支架傾倒預(yù)防措施;由于端頭支架處于順槽巷中,支架梁端前無任何支撐物體,所以采用支架自身操作控制端頭支架傾倒相對困難,一般采用斜打單體柱支撐支架的方法預(yù)防端頭支架傾倒。在推拉端頭支架時,在支架頂梁下方斜打一根單體柱,采用擦頂帶壓移架,在移架期間慢慢將單體柱升起,從而抵消支架下滑分力達到制止支架傾倒和翻轉(zhuǎn)的目的。
(2)工作面支架傾倒預(yù)防措施;在移工作面支架前,先將支架伸縮梁伸出并頂住工作面煤壁,在移架時采用帶壓擦頂移架方式,同時慢慢收縮伸縮梁,在此期間煤壁對伸縮梁將產(chǎn)生一個向采空區(qū)方向分力,同時頂梁產(chǎn)生的摩擦力也向采空區(qū),這兩個分力的合力作用將抵消工作面支架下滑力,從而防止支架傾倒。
為防止俯采時順槽巷轉(zhuǎn)載機及輸送機機尾出現(xiàn)下滑現(xiàn)象,可在轉(zhuǎn)載機兩側(cè)各施工一排地錨,地錨垂直巷道底板布置,地錨間距為轉(zhuǎn)載機移動步距,工作面俯采時采用鋼絲繩將轉(zhuǎn)載機及輸送機機尾固定在地錨上,同時采用大鏈將轉(zhuǎn)載機機尾與端頭支架相連,從而可有效控制轉(zhuǎn)載機及輸送機機尾下滑。
(1)設(shè)備列車外移前必須確保設(shè)備列車各部件連接完好,絞車鋼絲繩無斷股、磨損,同時應(yīng)提前準備好絞車壓柱、擋車圓木、各種電纜、液管、控制線等移放設(shè)備列車需用的材料和臺回柱絞車。
(2)移動設(shè)備列車時,將列車上兩臺高壓變壓器進行分閘,并將列車上所有電氣設(shè)備開關(guān)打至零位,斷電后將開關(guān)上采煤機、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機等七根負荷線依次拆下并加長電纜。
(3)設(shè)備列車在外移時按三步進行移放,首先移放兩臺高壓變壓器,然后將剩余設(shè)備分兩次移放,為防止下坡前移列車時出現(xiàn)快速下滑現(xiàn)象,設(shè)備列車下坡時在列車前方5m處支設(shè)兩根擋車戧木,直至列車下放坡底。
8106工作面受地質(zhì)構(gòu)造影響煤層傾角變化區(qū)域,在俯采期間采取了一系列安全技術(shù)措施,保證了工作面裝煤效果,解決了刮板輸送機上漂、轉(zhuǎn)載機下滑、液壓支架傾倒等難題,取得了顯著成效。