大采高綜合機械化采煤工藝技術探析

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（西山煤電東曲礦 山西 030200）

引言

從當前我國各種類型的厚煤層開采情況來看，選擇使用分層開采或者放頂煤開采的方式較多，雖然在一定程度上取得了較好的開采效果，但是從這些開采工藝的使用情況來看，設備投入率高、搬家倒面次數較多、開采工藝較為復雜、開采成本相對較高的問題較為突出。而選擇使用大采高的方式進行開采已經成為了很多煤礦選擇的重要方式，從生產實踐來看，較好保證了煤礦開采效果。因此，對大采高綜合機械化采煤工藝技術進行分析有著較為重要的意義。

1.工程概況

XX煤礦目前開采4#煤層，煤層厚度為7m，工作面埋深為450m，煤質相對較為堅硬，從煤層開采情況來看，若選擇使用分層開采或者綜放開采，帶來的工程量增加問題明顯，這就導致了較為明顯的開采成本的增加。因此，為了更好提升煤礦的開采效率和質量，本次設定采取大采高綜采。

2.大采高綜合機械化采煤工藝關鍵技術要點

(1)開采設備選型

由于本次開采的采高達到了7m，為了提升開采的效果，在設備選型時，需要首先考慮開采設備的安全性問題，在保證安全的基礎上，從開采技術指標、開采適應性及經濟性等方面進行綜合考慮。結合本次開采的地質情況，本次開采主要選擇的技術裝備有：

采煤機本次選擇使用MGCL750/1940-GWD型采煤機，選擇使用的支架為大采高掩護式支架，有效支護高度為7.5m，刮板運輸機選擇使用的是雙鏈刮板運輸機，功率為3×1600kW，轉載機選擇使用的是雙鏈轉載機，功率為2200t/h，破碎機也選擇使用的是2200t/h。

(2)開采工藝分析

結合本次開采地質條件和選擇使用的機械設備，本次開采涉及采用大采高綜采開采，具體是一次采全厚走向長壁后退式全部垮落法綜合機械化開采。采煤機完成割煤與裝煤，液壓支架完成巷道支護，刮板運輸機、膠帶機、轉載機完成運煤，采空區選擇使用自然垮落法的方式管理。采煤機選擇使用端部斜切的方式進刀，頂煤由前滾筒割，底煤由后滾筒割。按照先割煤，再移架，最后推刮板輸送機的方式施工。整個施工主要參數見表1。

表1 工作面主要開采參數表

(3)兩端頭垂直過渡技術

從先前的綜采工作面的開采情況來看，在兩端頭開采時，本次采取平緩過渡的方式，這種方式雖然可以完成割煤，但是帶來的煤炭損失量非常大。為了更好的提升煤炭采出率，本次設計采用垂直過渡技術，也就是在端頭架和過渡架之間選擇使用垂直過渡的方式。見圖1。在過渡段開采時，選擇使用的是大臺階過渡支架，這種開采方式，可以保證在采煤過程中圓弧形三角區頂煤可以實現全部開采。根據現場測算表明，僅選擇使用該開采方式，每刀多開采煤炭量超過了58噸，工作面開采完成后，多采出的煤炭量超過了30萬噸。

圖1 兩端頭垂直過渡開采示意圖

(4)頂板控制工藝

由于本次開采的采高非常高，做好頂板控制對于保證開采質量非常關鍵。因此，在本次開采時，采取針對性的措施，對頂板進行了強化支護，更好提升開采質量和效果。

首先，對巷道兩個斷面支護情況進行了針對性的優化，從先前開采設計采用的6m×4.2m，優化為5.2m×4.2m，為了更好提升開采效率，降低開采成本，在保證支護效果的基礎上，錨桿支護從原先設計的6根，調整為5根，長度從最初設計的8m，縮短為6.5m。對巷道支護進行優化之后，巷道支護圖見圖2所示。對于工作面之間的聯絡巷道，為了更好降低巷道采掘量，提升開采質效，從最初設計的50m，調整為150m。通過對巷道支護進行優化調整，在巷道開掘和工作面回采過程中，礦壓顯現情況進行了針對性的優化，從現場實踐來看，綜采回采期間，巷道變形量明顯下降，礦壓顯現相對于先前也有了顯著的降低。

圖2 優化后巷道斷面支護圖

(5)巷道初采期間頂板控制措施

首先，在開采的初采階段，對頂板選擇使用了強制放頂的方式，對頂板支護嚴格做到五個到位，分別為：初撐力必須到位、護幫板必須支護到位、伸縮量必須支護到位、跟進支架必須支護到位、推刮板運輸機必須移送到位。在開采的初次來壓之前，工作面兩個端頭巷道聯絡巷不能進行封閉，主要為了更好的排泄頂板出現颶風時的壓力，最大限度的減少工作面出現的颶風強度。此外，為了更好提升開采安全性，在工作面開采的初期，所有現場施工人員必須戴頭盔。

(6)正?；夭善陂g頂板控制

首先，從設備的保障來看，在生產期間，全面加強對各個設備運行情況的檢查，防止出現設備不正常運行的問題，特別是對出現的支架立柱安全閥出現開啟的問題時，必須進行更換。乳化泵的壓力應當在37.5MPa，同時，本次加入了反沖高壓過濾站，在出現了多個支架初撐力不到位的問題后，技術人員應當停止生產對情況進行全面的查看。

其次，從生產技術來看，除了按照規定將相關的工作舉措落實到位之外，同時應全面做好工作面礦壓觀測，在礦壓來之前，做好預測預報工作，更好技術有效的應對相關的情況。對于工作面是否出現了來壓問題必須嚴格重視，為了更好的應對工作面來壓問題，應當根機邁步移架，特別是對初撐力，必須一次達到25.2MPa。若在來壓的情況下，需要進行移架，則必須采取擦頂移架的方式。在來壓期間，嚴格防止出現二次動架的問題，主要是為了降低冒頂的范圍。

第三，對于工程質量方面。在來壓之前，應當確保工作面開采質量達到最好的情況，保證在來壓時，不需要進行抬刀或者臥刀，確保工作面可以達到快速甩壓。工作面應當沿著底板進行頂板的控制，不論是否處于來壓的情況，必須防止活柱有較大的下縮，防止出現將柱體壓死的問題發生。在進行拉架之前，技術人員必須嚴格注意采高發生的變化，嚴防出現拉超前支架的問題。

3.提升大采高綜合機械化采煤效果的相關措施

在本次開采時，為了更好的保證開采的質量，對現場技術人員進行了全面的培訓提升，通過設計人員和施工人員多次進行技術交底，讓現場施工技術人員能夠精準的掌握本次開采技術要點。同時，全面加強了對各個環節落實情況的嚴格，例如，對于錨桿、錨索支護，技術人員嚴格按照要求將各種類型的支護措施落實到位，這對于保證開采質量和效果非常關鍵。此外，在完成了割煤之后，技術人員進行了深入的總結分析，對開采過程中出現的問題進行了及時研判，結合工作面地質情況，設定了針對性的預防與應對措施，從本次開采情況來看，整體取得了較好的開采效果，為類似工作面的開采提供了一定的借鑒經驗。

4.結束語

綜上分析，全面做好大采高綜采工作對于提升煤礦開采效率與質量有著非常關鍵的作用。但是從當前大采高綜采情況來看，在很多方面還有著較大的提升空間，特別是開采過程中的頂板控制問題，因此，這就需要煤企充分認識到做好大采高綜采工作的重要性，切實從實際情況出發，采取針對性的措施，全面提升大采高綜采工作質效。