木勇
[摘 要]本文从工作面主要设备配套、选择适宜的回采技术工艺、工作面端头支护控制与管理及工作面的防窜矸措施等几方面，分析介绍大倾角、薄煤层、坚硬湿滑底板等复杂条件下应用机械化开采煤炭的主要技术要点。
[关键词]机械化开采；大倾角；薄煤层；坚硬湿滑底板；技术
中图分类号：TD823.89 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0016-01
引言：作为一个煤炭资源比较匮乏的煤矿，开采大倾角薄煤层是一种必然的选择，因为它占据现有资源的很大一部分。但是，因受到地质条件的限制，采用机械化开采，成本就显得比较高。即使是在投入产出比高、薄煤层的机械化开采效率低，但是也要想办法克服困难而实施机械化开采。要使综采工艺在大倾角、薄煤层、坚硬湿滑底板等复杂条件下能够充分发挥好优越性，并有效克服工作面倾角较大，工作面两端头及顶板破碎对回采安全的影响，就要采取一些必要的技术措施，以增强采煤工作面的安全性，最终实现回采工作面的安全、高效生产的目的。
工作面推进过程中，煤层倾角大于30°的现象也是常有的，若采用传统的炮采工艺开采煤炭，其工作面推进速度太慢。有些地点工作面底板灰岩高低不平且湿滑，单体支柱又难以支设，初撑力不能满足设计要求，加上煤层顶板为泥岩和夹矸时，裂隙发育又容易垮落，这又增加的机械化开采的难度。为加快工作面推进速度，提高矿井回采效率，我们开采此类的工作面，仍采用综采工艺，制定各种保证开采实施的一系列技术措施，确保了综采工艺在矿井大倾角薄煤层坚硬湿滑底板工作面条件下开采的安全、高效推进。
1 工作面主要设备配套
在采用综采工艺时，首先要做好“三机”配套及地面实验，即综采工作面使用双滚筒采煤机、液压支架以及刮板输送机等。实验取得成功后方可进行配套安装，最后再进行应用。
2 选择适宜的回采技术工艺
综采工作面安装完成后，先进行实验生产，找出工作面安全、高效生产的施工顺序，然后按此开采持续推进。对此类大倾角、薄煤层、坚硬湿滑底板等复杂条件下的工作面开采，即工作面多采取上端头斜切进刀，单循环割煤，临架操作，单向推移刮板输送机的方式进行组织生产。采煤工艺即为：割煤→移架→推移刮板输送机。采煤机的进刀方式：采煤机在刮板输送机机尾自开缺口、斜切向刮板输送机机头方向运行的方式进刀，斜切进刀段长度为35m，进刀深度0.6m。具体操作如下：①采煤机向上割透端头煤壁后，按自下而上的顺序推移刮板运输机，使得刮板运输机弯曲段为20m后，将两个滚筒的上下位置调换，再向下进刀。通过20m的弯曲段至35m处时，要使采煤机达到正常截割深度，并按要求推移刮板运输机至平直状态。②将两个滚筒的上下位置进行调换，向上割三角煤直至割透端头煤壁为止。③当割完三角煤以后，要将两个滚筒的上下位置调换，将采煤机空机返回，并进入正常状态下的割煤。
3 工作面端头支护控制与管理
1）工作面安全出口的支护形式。工作面上、下出口顶板均使用合适的液压支架进行支护。其上、下出口直接顶泥岩因受超前压力及风化影响，极易破碎冒落。为保证其顶板的完整性，需要超前工作面支设至少2棵戗柱对泥岩进行支护，同时在工作面内采用放炮方式预留超前出口，单体支柱配合铰接顶梁进行支护。其安全出口的规格是：长×宽=2m×1.2m（见图1）。
2）端头的支护形式。因工作面顺序为下端头，其端头夹矸顶板受风化及超前压力影响容易破碎掉落伤人。而下端头岩石容易受到自重影响，极易掉落，泥岩夹矸掉落后容易造成下端头支架不接顶，会给正常推进带来很大影响，还直接关系到工作面的安全生产问题。由于前期采用的菱形网搭接巷道支护网的方法效果不是很好，后期才采用在工作面下端头进行超前注浆，对围岩进行加固，配合原有菱形网支护，通过这种方式支护，才取得了较好的效果（见图2）。
在工作面端头使用单体液压支柱配合金属顶梁进行支护时，单体液压支柱的间排距与超前支护单体液压支柱的间排距可保持相同，而金属顶梁与超前支护的金属顶梁铰接。当端头压力显现或靠近工作面侧支柱距离第一架液压支架的距离大于0.5m时，可在靠近工作面煤壁侧再敷设一排单体液压支柱配合双楔调角定位顶梁进行加强支护，要至少超前工作面两架顶梁的距离。靠近工作面侧的端头支护，使用双楔调角定位顶梁，而非工作面侧可使用铰接顶梁支护。
3）工作面下端头注浆进行超前支护。因工作面煤层顶板为复合顶板，且在顺槽施工过程中已被破坏了其直接顶的完整性。而直接顶又为易碎泥岩（厚度0.22.0m），所以由于顶板自重的影响，下端头的直接顶极易跨落。采取以上措施还不能完全控制顶板不松散掉落，还应在下端头注浆进行超前支护。
4 工作面的防窜矸措施
采煤工作面因受大倾角的影响，回采時极易发生煤矸片帮下窜的现象。随工作面的不断向前推进，其老顶冒落，老空出水聚集又不易排出，更给安全生产增添了较大压力。对此状况实施了有效的措施进行实验，成功地保证了安全生产、持续推进。对工作面防窜矸的有效措施是：①工作面刮板输送机、采煤机运行期间，刮板输送机司机在巷道内距机头距离不得低于3m。②在工作面割煤期间，除采煤机司机、看电缆人员外，采煤机下方要严禁有其他人员走动。③正对工作面刮板输送机机头处，使用不少于两块的挡煤板挡煤矸，在挡煤板后至少支设2棵挡矸柱，并将挡煤板固定在挡矸柱上。④在工作面刮板输送机机头以上30m范围内，护栏与支架间全部使用双层防矸网，要使该段刮板输送机处于封闭状态。⑤在工作面刮板输送机运输道内，每间隔l5m安设一组防冲栏，在有煤矸沿刮板输送机滑落时能够有效减缓下滑速度，以进一步保障施工安全。
结束语
煤矿大倾角薄煤层坚硬湿滑底板下应用综采技术，能加快回采工作面的推进速度，给矿井安全、高产、稳产提供有力保障。但是，必须采取有效措施克服地质条件差、工作面倾角大、底板湿滑等带来的系列不安全因素，这样才能大大提高回采安全系数，节省人力物力。不同的地质条件环境下，要保证机械化开采的稳步推进，首要要通过实验，找出控制规律，改进操作方法，在安全可靠的基础上尽力提高回采效率。通过不断的技术改进，使回采效率得以大大提高，既降低了吨煤成本，也能提高工效，提高煤炭开采经济效益。
参考文献
[1] 初宗辉，等.薄煤层大倾角双坡度综采开采技术[J].煤矿安全，2008，6：80-81.
[2] 刘江，等.长臂工作面顶板周期下沉量的理论分析与实测研究[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2010.
[3] 刘杨，等.薄煤层采煤机开采工艺的技术改进[J].煤矿机电，2011，3：105-106.
[4] 辛海亭.大倾角薄煤层坚硬湿滑底板综采技术研究与应用[J].中国高新技术企业，2012，05：141-142.
[5] 张辉.不稳定煤层下水平分层采煤法的应用研究[J].山东煤炭科技，2015，5：47-48.endprint
