悬移支架大倾角炮采工作面工艺探讨-结论

论文导读：坏，也将导致底板岩层沿工作面倾斜方向向下滑移。底板的这种滑移、破坏使大部分支架失去了理想的支撑基础，降低了支护体系刚度，增强了支架失稳破坏的趋势。影响底板破坏的因素主要有煤层倾角、支架与底板岩层间的摩擦等。16091工作面煤层倾角平均为32°，由于本工作面煤层倾角大，增强了底板失稳、滑移、破坏的趋势。底板摩擦因
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【摘要】：通过对大平煤矿16091工作面大倾角煤层回采期间整体悬移支架所遇到的难点及问题进行了分析，分析支架稳定性和参数配置，采取带压拉架、防止下滑等技术，加强滚碴管理等综合性防护技术措施，有效解决了大倾角给回采带来的诸多不利影响，确保了采面的安全生产
【关键词】：悬移支架大倾角 回采工艺 探讨
1 前言
大平煤矿位于新密、登封两市交界处的香山脚下，矿井开拓方式为立井单水平上下山开拓，主采二1煤层。为提高工作面支护装备水平，逐步淘汰单体柱π型钢工作面支护，降低工人劳动强度，确保工作面安全生产，大平煤矿在16091工作面投入使用整体顶梁组合悬移液压支架，从顶板管理上和安全效益方面都取得了明显的效果。但是受地质构造影响，该工作面最大坡度到底43°。平均坡度在32°左右。对工作面的安全回采和产量组织影响极大。
2 工作面及支架配置

2.1工作面概况

16091工作面北有16071工作面采空区，西邻16采区三条下山，东至经线38435500附近，南部为矿井未开采区域。该工作面煤层结构简单，局部发育0.1m夹矸。煤层赋存不稳定，厚度变化较大，在0.5～5.5m之间，平均煤厚

2.5m。煤层摘自：学术论文格式模板www.7ctime.com

倾角20°～43°，平均倾角32°可推进长度390m，平均工作面长度80m。

2.2工作面支架配置

该工作面机头共安装5架4m长的ZH2000/16/24Z型整体顶梁组合悬移液压端头支架，其余全部为

2.8m长的ZH2000/16/24Z型整体顶梁组合悬移液压支架基本支架。

3悬移支架在大倾角开采技术特点
在大倾角煤层中使用悬移支架进行回采，具有以下开采技术特点如下:
3.1由于工作面倾角较大，顶板破断垮落岩块将沿底板向工作面下部采空区滑、 滚，走向长壁开采时在工作面倾斜方向形成不均匀充填特征， 从而导致工作面不同区域矿压显现不同。
3.2 在大倾角煤层采用悬移支架回采，存在“支架 -围岩”系统的不稳定性，特别是会出现大倾角形成的大变形，倾斜方向的动荷载，采场支架的下滑倾倒等问题。
3.3随着煤层倾角的逐渐增大，围岩对支护系统的稳定性要求变得更加明显，所以在整个支护系统的布置上，既要考虑其支护阻力的大小，更要注意其整体稳定性控制。
4大倾角煤层悬移支架炮采关键技术

4.1“支架 -围岩”相互作用关系

通常所说的采场“支架 -围岩” 相互作用体系即“ 老顶 -直接顶 -支架 -底板 ”系统。在这个系统中，支架与围岩是相互作用相互影响的，围岩的运动状态影响支架的工作状况和承载特性，而支架的工作状况又反过来影响到围岩稳定性的控制效果。因此把“支架 -围岩”看作是一个相互作用和共同承载的力学体系，合理调节和处理“支架 -围岩”相互作用关系，是大倾角煤层悬移支架炮采取得成功的关键。

4.2支架受力状况分析

在工作面整个支护系统中，液压支架是维护采场安全生产的结构物，是控制围岩稳定的主要手段。

4.3支护系统稳定性控制措施

就采场支护系统而言，工作面支护的直接对象是直接顶岩层，通过直接顶间接地对老顶的活动起一定的控制作用。在整个支护系统中，支架并不是孤立存在的，而是处在一个由围岩组成的支护体系之中，因此该支护体系的整体稳定性与工作面顶底板的运移、破坏及支架固有的结构与参数有密切关系。

4.4顶板稳定性控制

直接顶的厚度:老顶岩层对工作面顶板压力的影响主要取决于直接顶的厚度，也就是说，老顶离煤层越远，即直接顶厚度越大，破断后形成的缓慢下沉式平衡的可能性也越大。顶板来压期间，应增大支架的初撑力和工作阻力，确保支护到位，支架基本垂直顶底板支设，迎山角不超过3°～5°，不得有退山现象，要确保与顶板接触严密，不允许空顶，移架必须一次到位，避免反复支撑顶板。

4.5支架本身

支架自身固有的结构及参数对整个支护系统的稳定性有显著影响，主要有支架的初撑力、工作阻力及支架底座宽度、支撑高度和支架重量等。支架的初撑力、工作阻力:由支架的受力状况分析可知，为了控制支架下滑，从提高支架整体稳定性角度出发，支架必须保证一定的初撑力，并在工作时充分利用工作阻力。该工作面所选支架型号为ZH2000/16/24Z，支护强度满足顶板压力的要求。为提高支架的初撑力，应保持支架处于完好状态，不漏液、串液、不自动卸载，并及时检查供液管路，减少泵站压力损失。

4.6底板稳定性控制

大倾角煤层开采后不仅引起工作面顶板岩层的移动和破坏，也将导致底板岩层沿工作面倾斜方向向下滑移。底板的这种滑移、 破坏使大部分支架失去了理想的支撑基础，降低了支护体系刚度，增强了支架失稳破坏的趋势。影响底板破坏的因素主要有煤层倾角、支架与底板岩层间的摩擦等。16091工作面煤层倾角平均为32°，由于本工作面煤层倾角大，增强了底板失稳、 滑移、破坏的趋势。底板摩擦因数μ:底板摩擦力越大，支架需要的抗滑力就会越小。为提高底板摩擦力，现场可采取以下措施:及时清理工作面浮煤，避免因浮煤引起底板与支架底座之间摩擦力的减小，及时处理顶板淋水，并定期检查支架乳化液管路及各部位密封情况，以防因水的原因而降低了底板摩擦系数。
5安全防护措施

5.1防止煤墙片帮措施。

该工作面平均坡度32°，并且煤层赋存不稳定，容易出现片帮事故，为避免煤墙片帮问题的出现，在回采过程中采用旧皮带进行煤墙闭帮，控制每次放炮的个数和装药量，并且在炮后及时伸出前伸梁进行护顶，有效的控制的煤墙片帮的发生。

5.2防止舍帮窜碴措施，

移架时一般采用“带压移架”，即同时打开降柱及移架手把，及时调整降柱手把，使破碎矸石滑向采空区，移架到规定步距后立即升柱。放顶前及放煤后及时挡好老塘门，放煤过程中放煤口下方严禁有人，以防碴块滚出伤人。生产过程中要求用皮带挡在溜子上，每10m设置一组，并在工作面老塘侧设置挡矸闸栏，发现滚矸现象或不安全隐患要及时发出信号进行躲避，以防碴块滚落伤人。

5.3 行人上下防滑措施

由于工作面在回论文导读：
采过程中全部沿底回采，坡度较大且底板较为光滑，人员在上下和操作过程中容易滑倒造成人身事故，在工作面采用长1.5m的防滑梯固定在底板上，并根据需要连接成多组，并在每架上安装行人抓手（直径20㎜的棕绳）方便人员上下。
6结论
6.1大倾角煤层悬移支架开采技术的核心是工作面支护系统的稳定性。随煤层倾角增大，上覆岩层重力的切向分力增大而法向分力减小，因此工作面支护系统所受的工作载荷变小，而引起支护系统失稳的外载加大，所以，工作面岩层控制的重点不仅仅是提高支护系统的工作阻力，还应加强支护系统的整体稳定性。
6.2采场支架并不是孤立存在的，而是处在一个由围岩组成的支护体系之中，该支护体系的整体稳定性与工作面顶底板的运移、 破坏及支架固有结构与参数有密切关系。
6.3大倾角煤层开采后不仅引起工作面顶板岩层的移动和破坏，也将导致底板岩层在一定范围的移动和破坏。
6.4 辅助安全技术的采取是实现大倾角工作面安全回采的必要措施，随着工作面的回采，总结出适应大倾角回采的方法和防范措施，便于其它大倾角工作面回采进行借鉴。
作者简介：张亚鹤 （1982.8—），男，河南泌阳人，汉族，2010年毕业于河南理工大学，现任大平矿生产技术科副科长。