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大倾角工作面回采技术研究

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  摘要:本文研究了进行大倾角工作面开采的回采技术,涉及到的技术问题主要包括采煤工艺、调斜以及作业技术措施等几个方面。
  关键词:大倾角工作面;采煤工艺;调斜;作业技术措施
  0 引言
  本文以大倾角工作面为基础,对工作面的异常区以及构造异常区进行重点分析,并对大倾角工作面的采煤工艺以及进行作业时采取的技术措施等进行研究。
  1 工作面的地质条件
  该工作面的地质构造简单,为单斜构造,煤层底板倾角变化较大。使用坑透探测的方法对工作面探测进行的过程中,发现异常区有四处。第一处为工作面的回风巷测点0~1以及进风巷测点0~2,距离切巷分别在590m~600m以及580m~600m范围内,通过分析认为产生异常的原因是这一区域属于构造破碎带,因此影响了回采过程;第二处异常区位于工作面的回风巷测点35~38,进风巷测点32~35,距离切巷分别在220m~250m和250m~280m范围内,通过分析认为产生异常的原因是在这一区域煤厚及岩性都发生了改变,并且地质构造方面,存在断层和破碎带,因此影响了回采过程;第三处异常区位于工作面回风巷测点48~49.5以及进风巷测点45~47,这些测点分别位于距离切巷105m~120m和130m~150m的范围内,通过分析认为产生异常的原因是在这一区域,煤厚发生变化,岩石的岩性改变,出现了破碎带等,这些因素都影响了回采过程;第三处异常区位于工作面回风巷测点52~59,进风巷测点54~56,两者位置分别为距离切巷10m~80m以及40m~60m的范围内,通过分析认为产生异常的原因是在这一区域,煤厚发生变化,岩石的岩性改变,出现了破碎带等,这些因素都影响了回采过程。
  在掘进回风大巷的时候,查出的异常区为构造异常区,总共有四个,其中进风大巷中有三个,回风大巷中有一个。第一处异常区位于在进风大巷内203m~210m处,构造异常表现为顶板有下落现象,开采到此处时煤层开始变薄,这一构造对回采的影响程度不大;第二处异常区位于进风大巷内425m~433m范围内,此处的构造异常表现状态与第一处相同;第三处异常区位于进风大巷内530m~570m处,这一异常区揭露的长度较长,构造异常表现状态与第一处和第二处都相同;第三处异常区位于回风大巷470m处,这一处的构造异常表现为陷落柱,这一构造对回采的影响程度较大。另外通过在异常区布置钻孔进行物探,发现回风大巷一侧某些钻孔里有矸石出现。
  通過对回风大巷进行掘进过程中地质情况的探测,发现该矿煤层倾角比较大的区段是从360m处开始,直到工作面的切眼区段,平均倾角在15°以上且最大倾角为30°。
  2 大倾角工作面适用的采煤工艺
  因该综采工作面的煤层倾角存在较大以及很小两种情况,所以应当根据这种地质构造来选择相应的采煤工艺[1]。最终选出两种工艺:第一种采煤工艺是双向割煤法。适用于工作面倾角小于10°的情况,采煤机进刀方式为斜切进刀,使用其两端头割三角煤,顶板支护使用液压支架。随着采煤机向前割煤液压支架向前移架。
  当工作面倾角大于10°时,采煤机使用单向割三角煤的回采工艺,下行割煤,采高要小于3.5m且截深为0.8m,沿顶留底。使用这一方法割煤时,在支护方面要及时伸前探梁、护帮板进行护顶和护帮。在采煤机进行回采的过程中,要根据煤层的厚度变化以及工作面倾角的变化及时调整采高。
  3 工作面调斜
  ①在进行回采时,运输大巷的推进长度要超于回风大巷,超前的推进长度要根据高差进行调整,设备的稳定要根据设备在循环步距内的向上推移量与下滑量相互抵消来保持;②禁止工作面一端旋转的情况,采煤机的机尾保持不动时,而从机头一直旋转,进行割煤调整的过程,会使得支架发生互相挤压,造成支架推移连接耳的损坏,有的时候会损坏采煤机的行走轮,甚至发生冒顶等事故;③在采煤过程中,各个部门应当明确分工,做好工作面的调斜工作,以保证采煤过程的安全;④进行回采时的巷道推进时,要保持进风大巷比回风大巷超前10m~15m,这一超前长度随着两条大巷的高差增加而增加,并根据实际情况进行调整;
  4 大倾角工作面的作业方法
  该工作面回采时,由于煤层不平缓,在走向和倾向上均有起伏。因此必须使用防倒和防滑的千斤顶移动大坡度工作面上的支架和刮板输送机;采煤机应当有防滑措施,比如加设齿轨内的防滑棍,当采煤机停止运行时,要将其下滚筒切入煤帮上等;另外,支架上也应当加设斜拉千斤顶,以防止侧倒,进行移架时,要调正支架的位置,保证与顶板和底板是垂直的。
  5 结论
  本文介绍了大倾角工作面的基本情况,研究了该工作面在大倾角条件下的回采技术,包括采煤的工艺方法、调斜措施和该工作面的技术措施等。最后得出结论:当工作面倾角大于10°时,采煤机使用单向割三角煤的回采工艺,下行割煤,采高要小于3.5m且截深为0.8m,沿顶留底。进行回采时的巷道推进时,要保持进风大巷比回风大巷超前10m~15m,这一超前长度随着两条大巷的高差增加而增加,并根据实际情况进行调整;另外要防止工作面一端旋转的情况出现。最后针对煤层的走向及倾向的起伏现象,制定了在大倾角煤层条件下使用支架以及采煤机等设备进行作业的技术措施。
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