大倾角综放仰采工艺探索与实践

摘要：探讨了大坡度综采放顶煤工作面在仰采管理中的问题及处理方法

关键词：大倾角  综放  仰采工艺

鹤煤（集团）公司二矿3802工作面倾角26°-38°，平均32°。工作面走向长度（平均）420m，切眼长度68m。由于地质构造等因素，距工作面切眼（上端252m,下端280m）有一拐点。在拐点处工作面仰俯角发生很大的变化，按推进方向，拐点以前处于俯采，其俯角约8°左右；拐点以后改变为仰采，其仰角约为14°左右，仰采走向长度98m。目前该工作面仰采已推进五十余米，根据在仰采阶段回采所遇到的各种问题归纳起来有以下几个方面。

一、大倾角综放仰采顶板管理

从事大倾角综放仰采最关键的技术难题是顶板管理和支架的防倒、防滑。在实际操作过程，首先必须控制煤墙质量，因为在仰采时，煤墙易发生片帮，如果片帮得不到控制，则顶板在片帮后产生局部顶板压力过大给支护带来困难；其次则是支护强度，如果支护强度低于规定值，则顶板易产生下沉，不便管理。

1、液压支架在顶板管理中出现下滑、尾梁倒架、咬架、挤架，原因分析：

⑴、液压支架（尾梁）下滑。在大倾角煤层中，控制支架下滑的主要途径是，支架必须是有足够的初撑力，且顶板垂直，接顶严实。以及采取伪斜开采的方法。当工作面处于仰采阶段时，液压支架受力情况发生很大的变化，既要受煤层倾向下滑力，又受仰采角度下滑力，在这两个下滑合力的作用下液压支架尾易发生下摆，产生向下的滑动。出现这种情况时解决的方法可采取加大伪斜开采幅度，减缓工作面及仰采角度，同时在移架操作时，要严格执行带压擦顶移架，移架要一次到位，严禁大起大落，防止架间流煤，支架移到位后，立即起紧顶梁，不得出现后立柱初撑力低于规定值的80%，否则将出现接顶不实，造成顶梁倾倒及尾梁下滑。

⑵、液压支架挤架。当支架出现下滑时，滑动侧护板在下滑力的作用下，将会产生收缩，如果相邻支架稳定状态较差，将会出现几组支架同时下滑。顶梁滑动，侧护在较大下滑力的作用下，收缩量累计增加，造成支架间距减少，而形成挤架。

⑶、当局部产生挤架后，其上部支架间距将自然增大。在移架过程中，由于支架处于活动状态，稳定性较差，在下滑力和支架重心分力的作用下，顶梁易偏向架间距超宽的方向向下倾倒，由此支架会产生错台。当错台高度超过支架顶梁厚度时，咬架、倒架将接踵而至。

2、防止液压支架下滑、挤架、咬架的处理措施

液压支架在仰采过程中，易出现下滑、挤架、咬架和倒架，从而影响工作面的正常推进。对此应采取相应的措施控制此类现象的发生。

防止措施：⑴必须严格按规定采高（我矿使用液压支架架型为ZF2400/16/24ZC型，最大高度为2.4m，最低高度为1.6m，最佳工作高度为2±0.1m），按底板倾角和底板仰角，沿底割煤，严禁出现挑顶或卧底过量。

⑵、根据仰采时煤墙易出现片帮的特点，割煤移架，严格执行跟机移架操作，同时割煤后应及时推出伸缩梁，做好及时支护，护好暴露的顶板及煤墙。

⑶、移架操作必须严格执行带压擦顶移架，严禁支架大起大落其降架高度不得超过100mm，移架前必需清静推移杆滑道及架前、架间浮煤，以减少移架阻力。移架时活动侧护收缩量以能顺利移架为原则，不得将活动侧护板一次收完，防止架间流煤。

⑷、移架过程中，必须做到伸缩梁的收缩量与移架速度相适应，避免出现借移架力压缩伸缩梁收缩现象，否则易产生人为片帮。

⑸、液压支架移动到位后，必须立即推出前、后立柱，使顶梁与顶板有效接触，且能达到规定的初撑力要求。

⑹、液压支架移动到位后，活动侧护板必须立即推出，同时确保支架中心矩达到1.250m±0.05m，均匀布置。

⑺、伪斜开采是防止支架下滑及上窜的有效措施。根据我矿3802工作面仰采实践，下端头超前上端头控制在6m较为合适，既能抵消支架在推移程中产生的下滑累计误差，又能保证支架与前部槽处于垂直状态。

⑻、伪斜开采不仅能减缓坡度控制上窜下滑，同时也无形中增大了工作面支架的稳定性（在工作面倾角稳定情况下）。当工作面煤墙由于节理发育造成煤体松软时，在仰采阶段更易产生片帮，顶煤易流，片帮走向沿梁、倾向增大。如果控制不当，很有可能发生片帮、冒顶，在顶梁与顶板间失去工作阻力情况下（空顶）挤架、咬架、到架随即发生。此情况下应采取以下措施：

⑴、发生片帮时，应超前移架，即在未割煤时将支架先移到位，同时推出伸缩梁，尽可能地使伸缩梁接触煤体，若片帮较为严重，应在架前加打套棚，控制好煤墙及顶板，防止片帮延伸。

⑵、片帮段支架移到位后，采煤机割煤采取架下割煤，此状态下割煤，严禁挑顶，否则将割切坏顶梁。架下割煤可预留伞檐，待再次移架时，用支架伸缩梁推掉伞檐，但必须保证支架顶梁有效接触面积，片帮段支架在移到位后，为增加支架的稳定性，可采取不放煤进行控制，防止出现因放煤造成空顶，使支架失去平衡。

⑶、当支架出现挤架、咬架、倒架时。应立即根据现场实际情况，采取收缩或推出活动侧护板与单体柱配合进行预调支架顶梁、尾梁、泵箱，调整支架状态。

①、挤架、咬架、倒架的处理：首先检查相邻支架活动侧护板推出状况；其次应依据挤、咬、倒架方向，确定调整顺序，一般情况下采取自上而下，处理过程严格执行边处理边移架的原则，切忌原地处理，因为此状态下易产生流煤形成空顶。

②、为防止上述现象重复出现，调整后应对所调支架加打单体柱（戗柱），只有在走向正常后方可撤销戗柱。

二、上、下端头顶板控制

根据工作面实际情况和液压支架特点，两端头无端头支架，采取特殊支护形式进行控顶，即两端头使用3.6m∏形梁与DZ-2.2型单体柱配合使用，经支护强度计算（作业规程有计算方法）和《煤矿安全规程》规定，两端头均采用对棚支护，每对梁下六根单体柱，即两梁六柱支护，棚距0.6m均匀布置。

1、采上、下安全口时，必须根据仰采角度，沿底放炮落煤，其采高必须与支架采高相符。

2、安全支护采用架设顺山棚，棚距0.5m，一梁两柱支护，∏形梁对棚随推进托起顺山棚园木。

3、单体柱支设应根据工作面倾斜角度和仰斜角度，既要使单体柱在倾斜方向上有一定的迎山角，又要使单体柱在仰斜的方向上有一定的迎山角，只有满足此两角度的要求，其两端头支护受力方能在初撑力条件下达到规定的支护强度。单体柱支护受力如图所示：

4、端头支护与液压支架及两巷支护的衔接（连锁）。

⑴、工作面最上端和最下端支架与端头的衔接，采取安全口所架顺山木棚，接近支架的园木必须搭接到支架顶梁上，其搭接长度视顶梁宽度而定。

⑵、上、下两巷与两端头必须形成连锁棚，即上安全口最上端顺山棚园木或下安全口最下端顺山棚园木，必须有效地与两巷替棚衔接，且高度与采高一致，并在衔接处架设安全抬棚，二梁六柱支护。

5、上、下顺槽超前支护顶板管理

⑴、由于受采动压力的影响，以及仰采角度的限制，上、下顺槽支护易变形。受以上两种因素的影响，工字钢梯形棚受力后向下赶棚现象尤为突出，同时柱腿沿仰斜角度向倾斜方向下滑。

⑵、巷道变形给运输设备、通风行人、维修管理带来很大的困难。

⑶、为克服因受采动压力造成巷道变形问题，在替棚时应采取增大断面的方法，即替棚与扩帮兼顾。替棚时，所用木梁长度不能低于原工字钢梁长度，所用单体柱柱腿应向两帮外蹬，以增加支护有效角度，同时初撑力必须达到规定要求不低于90KN。替棚后必须背好帮顶，严禁出现空帮空顶，而造成应力集中，使局部棚梁受力较大，以防止赶棚重复出现。

根据以上经验，在结合工作面具体情况，因地制宜，采取有效措施，从而排除、解决影响生产的各种因素，使工作面走向正规作业循环。