2018年第5期（总第152期）2018年5月
技术研究
大采高综采作业关键技术分析刘新平（吕梁市离石区安全信息中心，山西吕梁033000）
摘要：结合具体工程实际，综合分析煤壁片帮防治和作业面端头同巷道割煤过渡技术，总结了大采高综采作业中确
保回采安全性和生产高效性的有效手段，希望能够为其他矿井相似工程的开展提供一定的借鉴与参考。关键词：矿井；大采高；综采作业；关键技术中图分类号：TD823文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2018)05-0131-02
KeyTechnicalAnalysisofFullyMechanizedOperationwithLargeMiningHeight(LishiSecurityInformationCenterofLvliang,Lvliang033000,Shanxi,China)
Abstract:Combiningconcreteengineeringpractice,thispapermadecomprehensiveanalysisofpreventionandtreatmentforcoalwallribspallingandcuttingcoaltransitiontechnologyofthecodirectionalroadwayinworkingfaceendandsummedupeffectivemeanstoensurethesafetyandefficiencyofproductioninthecomprehensiveminingoperation,whichhopedthatitcanprovidesomereferenceforsimilarprojectsofothermines.
Keywords:mine;largeminingheight;comprehensiveminingoperation;keytechnology
LIUXinping
0引言
厚煤层大采高回采工艺作为一种高效的煤炭回采技术，随着矿井生产规模不断增加，其应用范围也获得了持续增长，为矿井生产效益的增加提供了积极助推。针对其开展进一步的深入研究，总结更加高效的应用方式，将成为煤矿产业获得长久可持续发展的必然需要[1-3]。1工程概述
1251回采面是两沟矿井下第五盘区作业面，主采12#煤层，煤层厚度介于6.2m~8.9m之间，厚度均值7.5m，煤层倾角2毅，结构简单，变异系数仅18.65%，煤体容重1.32t/m3，煤层埋深34m，回采作业中瓦斯涌出量绝对值为3.85m3/t，粉尘具备爆炸危险。1251回采面设计长度320m，推进长度2300m，采高设计7m，综采面北侧巷道为主运输巷，巷道两侧均为实体煤，运输机布设于临近作业面的巷道内侧；南侧巷道为回风巷道，沿1250作业面采空区布设，中间留有厚度20m的隔离煤柱。应用中，首先每间隔一台液压支架于顶梁下部布设油缸一台，油缸长度2800mm，其活柱伸缩长度最大2500mm，能够将片帮防护网吊挂在间隔煤壁500mm处，活柱伸出速度为40mm/s，油缸的控制通过配套的PM32控制器进行操控，每5台支架布设一片防护网。在油缸活柱的一端增设卡槽用以储网仓的固定，并确保其能够在卡槽内沿作业面左右移动，避免拉架作业时不在一条线上而损毁储网仓。储网仓的功能是对防护网进行卷存，其材质为PVC材料，储网仓内设有固定卷轴，通过电机运动实现卷网作业，电机电源为作业面照明供电。片帮防护网选用双层阻燃塑料网，制作材质为聚乙烯，网孔为菱形，长宽尺寸均为3mm，网片长宽尺寸为10.5m伊7m。作业中，为避免卷网作业时防护网过轻引起卷网作业不均，应当在防护网下端增加适度的配重。下图1和图2所示分别为片帮防护网布设主视图和侧视图。油缸自动卷网机储网仓阻燃塑料网
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2.1大采高作业关键技术分析
作业面片帮防治技术伴随回采作业面采高的增加，回采面煤壁片帮现象随之加剧，若无法对其进行有效的防治，将对生产作业安全性造成严重威胁。7m大采高综采作业面除去使用支架护帮板对煤壁片帮加以防治外，还通过布设片帮防护网对片帮进行治理。收稿日期：2018-04-04
作者简介：刘新平，1978年生，男，山西吕梁人，2016年毕业于太原理工大学采矿工程专业，助理工程师。
配重刮板运输机挡煤板
图1片帮防护网布设主视图
在作业面完成防护网的加装后，其不仅能够对液压支架前部的煤壁片帮现象起到良好的防护效果，同时·131·
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自动卷网机
活柱油缸
煤壁
阻燃塑料网
配重
刮板运输机挡煤板
图2片帮防护网布设侧视图
对支架护帮板间的片帮煤起到积极的防护效果，能够对作业面压力过大引起的片帮现象产生有效的阻隔效果，避免煤块飞溅对作业人员安全造成危害[4]。2.2作业面端头同巷道割煤过渡技术7m的大采高作业面采高几乎为两侧巷道高度的两倍，在回采作业时，作业面两侧端头同煤巷的平缓过渡需要较长的过渡距离，这会导致“三角区”产生大量遗煤，这不仅会导致煤炭资源的无端浪费，也极易为采空区自燃现象的发生埋下安全隐患。为实现这一问题的有效解决，7m大采高作业面两侧端头同煤巷选用垂直过渡的方式，其作业示意图如图3所示。采煤机在回采面内部维持正常的回采高度进行割煤作业，当其移动至机头端8#支架时开始降低回采高度，移动至机头端4#支架时采高降低至5.8m，并保持这一高度通过4#支架，并在4#支架和3#支架间选用垂直过渡的割煤方法，进一步降低采高至3.6m巷道高度），随后保持这一回采高度直至切割完作业面端头。机尾垂直过渡割煤作业同机头方法一致。4#支架大侧护板垂直过渡台阶3#支架刮板机图3大采高作业面端头垂直过渡作业示意图
通过选用垂直过渡割煤工艺能够实现煤炭资源回收率的显著提升，相较于传统平缓过渡需要在距离端头25m处降低采高的方法，采用垂直过渡割煤工艺可以在距离回采面端头10m处开始降低采高（如图4所示）。这会使得采用垂直过渡回采工艺能够多切割图4阴影部分的顶煤。式(1)和式(2)分别为平缓过渡作业和垂直过渡作业时的遗留SS顶煤截面积计算公式：1=1/2a(h-H)，(1)2=1/2d(b-c)+cd，(2)式(1)～式(2)中，S1为平缓过渡作业遗留顶煤截面积，m2；S2为垂直过渡作业遗留顶煤截面积，m2；a为作业面端头平缓过渡段长度，通常为30m；h为综采面采高，m；H为综采面煤巷高度，m；b为作业面端头垂·132·
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直过渡段长度，通常为10m；c为综采液压支架高度，m；d为垂直过渡作业在采煤机移动至过渡支架前所降低高度，通常为0.5m。垂直c
过渡线平缓过渡线
a
图4综采面不同端头割煤回收作业对比示意图
式(3)为垂直过渡作业相较平缓过渡作业多回收顶煤量计算公式：Q=(S的顶1-S煤量，2)L籽，(3)式(3)中，Q为多回收t；L为综采面推移长度，m；籽为密度，t/m3。结合上述公式可计算求得大采高作业面端头过渡中使用垂直过渡工艺能够比采用平缓过渡工艺多回收煤炭资源60×104t，表明垂直过渡工艺能够显著提升矿井生产综合效益，避免不必要的煤炭资源浪费[5-7]。3结语
a)大采高综采面的煤壁片帮防治作业中通过增设片帮防护网，可以在不增加作业复杂性和强度的同时提高回采作业的安全性，有效防治作业面片帮导致的煤矿飞溅的情况，为作业人员及设备的安全提供了更加有效的保证；b)在大采高综采作业中采用垂直过渡的方式进行作业面端头同巷道的过渡，不仅能够有效简化作业流程，降低操作难度，同时相较于传统的平缓过渡工艺，大幅提升资源回采率，减小了采空区遗煤自燃现象的发生概率；c)有效的大采高综采回采工艺对于矿井综合效益的提升有积极帮助，矿井管理者应当重视相关工作，积极组织专业技术力量开展针对性探究，从而总结出具有良好适应性的大采高综采工艺，为矿井的长久发展奠定良好基础。参考文献：1］张有喜.厚表土层下富水顶板特厚煤层集约化开采关键技术与
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（责任编辑：季鑫）
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