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摘 要 本文针对姚桥矿7011工作面的大倾角俯采的特点，从设备选型、回采工艺、防灭火等方面入手，进行全面分析，合理的选择设备配套、回采工艺和独特的防灭火技术，确保了工作面的正常回采，为今后安全回采类似工作面提供了参考资料。
关键词 大倾角 防滑 开放式压注co2
中图分类号：TD822
姚桥煤矿7011工作面位于姚桥矿中央采区下山，东南为7009工作面，东北为袁堂断层防水煤柱线，大倾角俯采段：材料道500m，平均角度12°，最大角度达16°；溜子道700m，平均角度16°最大角度达20°。工作面为低瓦斯，煤层具有自然发火倾向，自然发火期1-3个月，煤层具有强烈爆炸的危险。
一、设备选型
7011工作面采煤机型号为MG-400/930电牵引采煤机，基本支架型号为ZFY-6800/16/28型放顶煤支架，共121台，过渡支架型号为ZFG-7200/18.5/32，共7台，机头4台，机尾3台，端头支架一组，型号为ZT-18560/18/32，前、后部刮板输送机型号为SGZ-800/1050，转载机型号为SZZ-1000/400型桥式转载机，破碎机型号为PCM200重锤式破碎机，一部皮带输送机为DSJ100/80/2×315，二部为DSJ-120/120/2×500，反冲洗过滤站GLZ1200/31.5（10）A，自移式皮带机尾ZY-2700，设备配套从表面上看与其它工作面没有什么特别，但是由于二部皮带输送机有700m下山运输（平均16°），皮带在运输过程中放大滑是最可能发生的事情，如果没有特殊措施，运行安全很难保障，我矿改变了皮带输送机驱动装置的位置，正常情况下，驱动装置在皮带机头架前，紧跟卸载滚筒的后面，为了改变驱动装置的驱动力对皮带的向前拉力，我矿把驱动装置放在了皮带机头架的后部。为了防止皮带放大滑，采用了围包角60°的摩擦托辊，以减少皮带跑偏，增大皮带和托辊的摩擦力，减少皮带自行下滑力，阻碍皮带的放大滑，为了皮带的运行可靠，增加了制动器和一些电器保障措施。
二、工作面俯采的技术要求
1、两道出口的管理
工作面两道出口在没有使用端头支架时，出口的管理难度较大，特别是安全管理，老塘悬顶冒落时，可能冲垮出口的抬棚支护，窜矸伤人。目前我矿在7011工作面机头出口使用了ZT-18560/18/32型端头支架，机尾出口尽量增加过渡支架，减少抬棚支护，这样既减少了工人的劳动强度，又增加了安全系数。如工作面上窜下移造成机尾出口跨度大，要及时增加支架，在加支架不够宽度时，架抬棚时要增加戗柱，一梁两柱，一支一戗，同时老塘侧要悬挂挡矸帘，防止老塘窜矸伤人。另外，生产过程中，两道出口过渡槽处的卧底量是出口管理的重点，如处理不好可能造成出口上飘，形成木楔形压死支架，同时支架后尾压在后部电机齿轮箱上无法生产，因此必须确保煤机在出口处的卧底量，必要时要准备好风镐，采用人工卧底，保证出口向前推移畅通无阻，否则还容易造成出口过渡槽与机头架的连接螺丝推断。
2、回采工艺的正确操作
由于大倾角俯采，工作面从切眼平推到俯采达到下山角度，要有一个过渡阶段，要像掘进一样进入一次、二次甚至三次变坡。根据支架底座的长度，一个长度段一次变坡。从平推到5-6°，再到10°左右，最后达到16°下山俯采。在此过程中，如果角度掌握不好，突然下刹角度过大，可能造成支架推前部输送机时，将溜槽老塘侧掀起，阻碍溜槽的前移，达不到推移步距，易损害推移千斤顶。为了减少过渡段距离，切眼掘进时可将底板向前人为造成一个斜坡，以便尽快进入俯采状态。俯采阶段，煤机的装煤效果一般都不好，这样前溜的浮煤堆积如山，很大程度上阻碍推移前溜。特别是在支架角度和溜槽角度不一致时，推溜更加困难。这时可用单体辅助推移前部输送机，将单体一端支在连接头上，另一端在支架前梁上形成70°左右角度，这样既有向前的推力，又有向下的压力，单体的上端要做好防滑防崩的措施，实行远距离供液。为了严格控制支架角度和溜子角度保持在同一平面上，每班的管理人员必须认真测量支架、前溜、煤层的角度，当层位失控，出现下刹角度过大，影响煤机运行时，应利用千斤顶在前溜铲煤板侧挂在支架前梁处吊起垫好，以减少角度，此时要注意吊挂设备牢靠，防止出现意外伤人事故，如角度较小时，要将前溜拉回，煤机重新扫底，以保证下刹角度达到要求。支架前移时，要将支架前方及架间浮煤清理干净，以保证支架与前溜角度相吻合。
3、防灭火的安全管理
注浆是防灭火最常见的方法，在注浆过程中加入凝胶能有效的降低老塘温度，增加注浆防灭火的效果。但俯采工作面一般不易注浆，注浆效果不仅不好，反而引起工作面水害，不利于生产组织，开放式压注co2是解决俯采工作面防灭火最有效的办法，我矿在俯采工作面安装前在工作面两道及切眼内铺设多趟管路，在要害地点留设出口，例如掘进高冒点、断层带等煤易氧化发生煤炭自燃的地点，均留设压注co2的出口。工作面在回采过程中压注co2前要对两道打设密闭墙进行封堵，减少co2直接从两道溢出。开放式埋管压注co2气体释放出口距离工作面要有一个合适的位置，离工作面太靠老塘达不到效果，离工作面太近易溢出。进风侧一般设置两路，释放出口以距工作面为50-60m和80-90m为宜，如果无法保证管口到工作面距离时，要埋设三趟管路，每趟管路间距30-40m陆续拆开，并增加三通阀门，铺设管路要增加1-2组三通阀门，可满足压注的灵活性。压注前要根据工作面的实际风量，充分考虑到压注co2的流量，要保证压注的co2即使全部从老塘泄露，回风流中的co2浓度也不超过1%，以免对工作面人员及回风流中操作人员造成伤害，同时要将地面co2压注装置阀门控制好，保证压注流量。压注co2期间，通风部门要加强对工作面回风隅角、回风巷道co2的监测工作，一旦超标，立即撤人，停止压注工作，保证人员安全。
4、工作面设备的管理和维护
由于是大倾角俯采，煤机向前的倾斜较为严重，在运行的过程中，煤机的重量作用力将主要作用在销排上，对销排的磨损严重，有时把销排啃变形，极易造成煤机掉道，损坏煤机行走轮。因此，必须加强煤机和销排的检修，发现损坏要及时更换，否则造成事故就会影响生产和安全。另外，由于煤机装煤效果不好，且煤机到机头、机尾割煤时煤冲向前方，造成机头、机尾过渡槽前堆煤较多，稍不注意，极易造成过渡槽与机头架的连接螺丝推撸或推断，使运输机不能正常运行。因此，机头、机尾过渡槽前要及时清理干净，不能有杂物阻碍机头、机尾的推移。
在大倾角俯采过程中，由于俯采角忽大忽小难掌握，支架推移千斤顶及加长杆与下刹角度不一致，千斤顶和加长杆憋劲，容易损坏。因此，煤机司机要控制好下刹角度，掌握好层位。再则，由于俯采角度大，后溜在运输过程中造成大煤块、大矸石溢出，特别是大矸石比较坚硬，挤在后溜与支架底座之间，阻碍后溜的拉移，后溜拉不到位，造成支架移不到位。在生产时，来来回回多次移支架对顶板管理极为不利。因此必须及时清除后部溜子溢出的大矸石，且要加强对拉后溜千斤顶和连接装置的检查。
三、实践经验的总结和体会
通过对综放工作面大倾角俯采的技术分析、研究和实践，得到以下几点体会：
1、下顺槽皮带输送机的防滑措施是保證系统正常运转的重点，皮带机头架驱动装置位置的变动和摩擦托辊、制动器的使用是解决皮带放大滑的决定因素。
2、大倾角俯采过程中要保证支架、前溜、底板在同一倾斜面上。
3、加强设备检查、检修，对损坏的设备及时查明原因，找出解决问题办法。
4、两道出口：机头使用端头支架，机尾尽量使用过渡支架取代抬棚支护，增大安全系数，减轻工人劳动强度。
【作者简介】
孙凯（1972-），男，安徽萧县人，高级工程师；中国矿业大学能源学院采矿系毕业，现任中煤能源大屯煤电公司姚桥煤矿副矿长。
关键词 大倾角 防滑 开放式压注co2
中图分类号：TD822
姚桥煤矿7011工作面位于姚桥矿中央采区下山，东南为7009工作面，东北为袁堂断层防水煤柱线，大倾角俯采段：材料道500m，平均角度12°，最大角度达16°；溜子道700m，平均角度16°最大角度达20°。工作面为低瓦斯，煤层具有自然发火倾向，自然发火期1-3个月，煤层具有强烈爆炸的危险。
一、设备选型
7011工作面采煤机型号为MG-400/930电牵引采煤机，基本支架型号为ZFY-6800/16/28型放顶煤支架，共121台，过渡支架型号为ZFG-7200/18.5/32，共7台，机头4台，机尾3台，端头支架一组，型号为ZT-18560/18/32，前、后部刮板输送机型号为SGZ-800/1050，转载机型号为SZZ-1000/400型桥式转载机，破碎机型号为PCM200重锤式破碎机，一部皮带输送机为DSJ100/80/2×315，二部为DSJ-120/120/2×500，反冲洗过滤站GLZ1200/31.5（10）A，自移式皮带机尾ZY-2700，设备配套从表面上看与其它工作面没有什么特别，但是由于二部皮带输送机有700m下山运输（平均16°），皮带在运输过程中放大滑是最可能发生的事情，如果没有特殊措施，运行安全很难保障，我矿改变了皮带输送机驱动装置的位置，正常情况下，驱动装置在皮带机头架前，紧跟卸载滚筒的后面，为了改变驱动装置的驱动力对皮带的向前拉力，我矿把驱动装置放在了皮带机头架的后部。为了防止皮带放大滑，采用了围包角60°的摩擦托辊，以减少皮带跑偏，增大皮带和托辊的摩擦力，减少皮带自行下滑力，阻碍皮带的放大滑，为了皮带的运行可靠，增加了制动器和一些电器保障措施。
二、工作面俯采的技术要求
1、两道出口的管理
工作面两道出口在没有使用端头支架时，出口的管理难度较大，特别是安全管理，老塘悬顶冒落时，可能冲垮出口的抬棚支护，窜矸伤人。目前我矿在7011工作面机头出口使用了ZT-18560/18/32型端头支架，机尾出口尽量增加过渡支架，减少抬棚支护，这样既减少了工人的劳动强度，又增加了安全系数。如工作面上窜下移造成机尾出口跨度大，要及时增加支架，在加支架不够宽度时，架抬棚时要增加戗柱，一梁两柱，一支一戗，同时老塘侧要悬挂挡矸帘，防止老塘窜矸伤人。另外，生产过程中，两道出口过渡槽处的卧底量是出口管理的重点，如处理不好可能造成出口上飘，形成木楔形压死支架，同时支架后尾压在后部电机齿轮箱上无法生产，因此必须确保煤机在出口处的卧底量，必要时要准备好风镐，采用人工卧底，保证出口向前推移畅通无阻，否则还容易造成出口过渡槽与机头架的连接螺丝推断。
2、回采工艺的正确操作
由于大倾角俯采，工作面从切眼平推到俯采达到下山角度，要有一个过渡阶段，要像掘进一样进入一次、二次甚至三次变坡。根据支架底座的长度，一个长度段一次变坡。从平推到5-6°，再到10°左右，最后达到16°下山俯采。在此过程中，如果角度掌握不好，突然下刹角度过大，可能造成支架推前部输送机时，将溜槽老塘侧掀起，阻碍溜槽的前移，达不到推移步距，易损害推移千斤顶。为了减少过渡段距离，切眼掘进时可将底板向前人为造成一个斜坡，以便尽快进入俯采状态。俯采阶段，煤机的装煤效果一般都不好，这样前溜的浮煤堆积如山，很大程度上阻碍推移前溜。特别是在支架角度和溜槽角度不一致时，推溜更加困难。这时可用单体辅助推移前部输送机，将单体一端支在连接头上，另一端在支架前梁上形成70°左右角度，这样既有向前的推力，又有向下的压力，单体的上端要做好防滑防崩的措施，实行远距离供液。为了严格控制支架角度和溜子角度保持在同一平面上，每班的管理人员必须认真测量支架、前溜、煤层的角度，当层位失控，出现下刹角度过大，影响煤机运行时，应利用千斤顶在前溜铲煤板侧挂在支架前梁处吊起垫好，以减少角度，此时要注意吊挂设备牢靠，防止出现意外伤人事故，如角度较小时，要将前溜拉回，煤机重新扫底，以保证下刹角度达到要求。支架前移时，要将支架前方及架间浮煤清理干净，以保证支架与前溜角度相吻合。
3、防灭火的安全管理
注浆是防灭火最常见的方法，在注浆过程中加入凝胶能有效的降低老塘温度，增加注浆防灭火的效果。但俯采工作面一般不易注浆，注浆效果不仅不好，反而引起工作面水害，不利于生产组织，开放式压注co2是解决俯采工作面防灭火最有效的办法，我矿在俯采工作面安装前在工作面两道及切眼内铺设多趟管路，在要害地点留设出口，例如掘进高冒点、断层带等煤易氧化发生煤炭自燃的地点，均留设压注co2的出口。工作面在回采过程中压注co2前要对两道打设密闭墙进行封堵，减少co2直接从两道溢出。开放式埋管压注co2气体释放出口距离工作面要有一个合适的位置，离工作面太靠老塘达不到效果，离工作面太近易溢出。进风侧一般设置两路，释放出口以距工作面为50-60m和80-90m为宜，如果无法保证管口到工作面距离时，要埋设三趟管路，每趟管路间距30-40m陆续拆开，并增加三通阀门，铺设管路要增加1-2组三通阀门，可满足压注的灵活性。压注前要根据工作面的实际风量，充分考虑到压注co2的流量，要保证压注的co2即使全部从老塘泄露，回风流中的co2浓度也不超过1%，以免对工作面人员及回风流中操作人员造成伤害，同时要将地面co2压注装置阀门控制好，保证压注流量。压注co2期间，通风部门要加强对工作面回风隅角、回风巷道co2的监测工作，一旦超标，立即撤人，停止压注工作，保证人员安全。
4、工作面设备的管理和维护
由于是大倾角俯采，煤机向前的倾斜较为严重，在运行的过程中，煤机的重量作用力将主要作用在销排上，对销排的磨损严重，有时把销排啃变形，极易造成煤机掉道，损坏煤机行走轮。因此，必须加强煤机和销排的检修，发现损坏要及时更换，否则造成事故就会影响生产和安全。另外，由于煤机装煤效果不好，且煤机到机头、机尾割煤时煤冲向前方，造成机头、机尾过渡槽前堆煤较多，稍不注意，极易造成过渡槽与机头架的连接螺丝推撸或推断，使运输机不能正常运行。因此，机头、机尾过渡槽前要及时清理干净，不能有杂物阻碍机头、机尾的推移。
在大倾角俯采过程中，由于俯采角忽大忽小难掌握，支架推移千斤顶及加长杆与下刹角度不一致，千斤顶和加长杆憋劲，容易损坏。因此，煤机司机要控制好下刹角度，掌握好层位。再则，由于俯采角度大，后溜在运输过程中造成大煤块、大矸石溢出，特别是大矸石比较坚硬，挤在后溜与支架底座之间，阻碍后溜的拉移，后溜拉不到位，造成支架移不到位。在生产时，来来回回多次移支架对顶板管理极为不利。因此必须及时清除后部溜子溢出的大矸石，且要加强对拉后溜千斤顶和连接装置的检查。
三、实践经验的总结和体会
通过对综放工作面大倾角俯采的技术分析、研究和实践，得到以下几点体会：
1、下顺槽皮带输送机的防滑措施是保證系统正常运转的重点，皮带机头架驱动装置位置的变动和摩擦托辊、制动器的使用是解决皮带放大滑的决定因素。
2、大倾角俯采过程中要保证支架、前溜、底板在同一倾斜面上。
3、加强设备检查、检修，对损坏的设备及时查明原因，找出解决问题办法。
4、两道出口：机头使用端头支架，机尾尽量使用过渡支架取代抬棚支护，增大安全系数，减轻工人劳动强度。
【作者简介】
孙凯（1972-），男，安徽萧县人，高级工程师；中国矿业大学能源学院采矿系毕业，现任中煤能源大屯煤电公司姚桥煤矿副矿长。