1 概況
永定莊煤業(yè)公司石炭系山4#層8106綜采工作面為該盤區(qū)首采面，在巷道掘進1000多米時接近煤層露頭邊緣附近處，煤層傾角由緩傾斜逐漸增大到130-220，且角度變化快，呈繼續(xù)增大現(xiàn)象，為回采時開采順利，8106工作面在煤層傾角為160處拐切巷圈工作面，工作面煤層傾角在160以上坡度有120m長在開采時為下坡段。8106工作面切巷由于在160坡上，在設備穩(wěn)裝和回采時，液壓支架與刮板運輸機容易下滑；順槽轉載機、皮帶運輸機在斜坡上也容易下滑，同時下坡期間工作面及超前支護的頂板管理等都存在不同程度的問題，嚴重影響正常開采，通過科技管理進行開采。
2 8106工作面基本情況
1.1 地質條件
8106工作面為永煤公司石炭系山4#層工作面，工作面標高為844～886m，地面標高為1210～1275m，地面相對位置位于瓦溝及永定莊后溝煤礦。工作面北部未采，南部為2107巷，西部為山4#層回風巷，上、下層間距為134.8m。由于本煤田整體為一東高西低的單斜構造，故煤田在傾斜上高差較大，根據(jù)煤層賦存條件，設計工作面走向長度為1110m，傾斜長度為150m，平均煤層厚度為2.4m，采高為2.4m，煤層傾角為10～160。（工作面從切巷起往外120米范圍內，煤層俯斜傾角最大為160，120m往外煤層傾角為緩傾斜）。
煤層頂?shù)装迩闆r直接頂為泥巖、粉砂巖，厚度1.59m；老頂為高嶺質泥巖、砂質泥巖、粉砂巖互層，厚度5.8m；直接底為泥巖、粉砂巖，厚度5.79m。
1.2 生產技術條件
采用MG300/700機組，ZZS5600—1.4/2.8支架，SGB—764/400運輸機，SZB —764/132轉載機，PC—110破碎機，DSP—1080/1000皮帶。
本工作面的采煤方法為單一走向長壁后退式，作業(yè)方式“四六”制，三班生產、一班檢修。夜班生產為大三班，也就是三班和四班合并為大夜班。
2 開采技術和開采條件下存在的問題及管理方法
2.1 合理選擇開采方案
采煤方法包括：回采巷道的布置和回采工作面的回采工藝。目前常有的采煤方法主要是長壁式，采空區(qū)為全部垮落法。
2.2 開采存在的問題
山4#層8106工作面切巷在160大傾角斜坡上，工作面設備在穩(wěn)裝與開采時都容易下滑，尤其開采時斜坡上液壓支架支護中心發(fā)生變化，支柱向傾斜方向偏斜，當支架前方懸空時，支架向傾斜方向偏離量增加，支架工作狀況惡化；斜坡上輸送機受本身重力、運煤活動、支架的推移、采煤機牽引爬行的震動、以及工作面底板的作用和其它因素影響，支架與輸送機在推進中互為支點，輸送機下滑必然導致支架的相應下滑，溜槽出現(xiàn)變形，輸送機上采煤機隨著煤層傾斜方向也相應傾斜，重心位置也偏移；以及工作面頂板跨落程度等，都影響工作面的正常推進。
2.3頂板管理方法
為防止在工作面俯斜下坡開采期間造成頂板垮落時推倒支架、運輸機及工作面設備，從管理頂板防推跨型冒頂?shù)臈l件出發(fā)，結合有關單位管理頂板的有效經驗，山4#層8106工作面的頂板管理需注意以下問題：
（1）根據(jù)工作面的巖性和采場壓力等選擇液壓支架型號；
（2）控制采高，使采空區(qū)巖層跨落后及時充填采后空間；
（3）加強地質、礦壓預報的技術管理以及現(xiàn)場管理；
（4）抓好初次放頂，循環(huán)放頂；
（5）加強支架泵站和液壓系統(tǒng)的管理，提高檢修質量，保證完好狀態(tài)，支架能夠達到額定初撐力和有效工作阻力；
（6）加強端頭支護和超前支護的質量和數(shù)量，防止受采動壓力影響，端頭和巷道頂板下沉或漏頂；
3 8106首采工作面開采方案
（1）采煤機防滑防倒實施如下方案
①采煤機采用單向割煤，減少輸送機的下滑力，從尾向頭割頂?shù)叮瑥念^向尾割底刀，避免機道浮煤多，溜子不平。
②采煤機在截割時負荷大，采煤機的牽引速度控制在2—3m/min以內，力求平衡，避免牽引過程中脈沖，采煤機過后及時推溜，靠溜子的彎曲段避免出現(xiàn)采煤機跑車事故。
③由于MG300/700采煤機能較好適應工作面的傾角變化，工作面?zhèn)溆靡慌_液壓安全防滑絞車。
④合理控制采煤機的剎底量，根據(jù)兩巷坡度，尾部推進，每進一刀向下剎120mm，頭部每割一刀向下剎135mm，整個工作面形成斜下坡。
（2）工作面液壓支架的防倒防滑方式
①支架在穩(wěn)裝時，每架后部與地環(huán)用大鏈連接好，預防下滑。在開采時，將支架與地環(huán)摘開，支架前座箱底剎方木增加摩擦力，支架在工作中保持正確的支護狀態(tài)，與頂?shù)装逯卫喂?，防止下滑倒架，要隨時調整由于圍巖運動而帶來的支架偏離正確位置的移動量，保證支架正確的空間位置和良好的支護狀態(tài)，支架由尾向頭逐架前移，要一次拉全程，避免重復支撐破壞頂板。拉架時降架高度不能大于相鄰支架側護高度的2 /3，避免由于降架過程多出現(xiàn)咬架現(xiàn)象。
②確保足夠的初撐力，加強支架的正常維修和預防維修，確保支架完好。
③防滑裝置為在每一架主頂梁下戧一根角度為65?的單體，采用遠距離控液，以防支架在斜坡推進中支架互相絞擠，防倒裝置為每兩架之間用牢固可靠的防倒鏈連接。
（3）工作面刮板輸送機的防滑方式
①為防止工作面輸送機下滑及推進中將溜槽立起，在輸送機每隔一定距離安裝一組防滑千斤，一端與輸送機連接，另一端用錨鏈與支架連接。
②輸送機頭尾用大鏈和地環(huán)連接牢固，推移輸送機時先從下端后到上端，但不能同時松開頭尾錨固裝置，移完后及時緊固。
（4）順槽轉載機、皮帶的防滑方式
①轉載機尾部用地環(huán)將千斤、大鏈與破碎機底部固定，利用千斤的伸縮完成轉載機行走。在轉載機尾部兩側每隔3m分別打一組地環(huán)并用鋼絲繩固定。
②皮帶尾部用地環(huán)將千斤、大鏈與破碎機固定，在皮帶兩側下坡段每隔3m分別打一組地環(huán)并用鋼絲繩固定。
（5）上下端頭、兩巷超前維護段的管理
上下端頭、兩巷單體支柱迎山支設，且防倒防墜齊全可靠，上下端頭初撐力達到90KN，兩巷超前支護段達到50KN。
（6）工作面頂板的管理
加強超前支護和放頂工作，工作面推進到12m后，及時完成初放。工作面在俯斜開采時，嚴格控制采高在2.2m以內，以便降低采空區(qū)垮落高度，使采空區(qū)巖石能及時充填滿古塘，及時消除古塘懸板，提前松動老頂，減弱周期來壓強度，防止因周期來壓催壞支架和輸送機。
（7）礦壓觀測
工作面進行支護質量動態(tài)監(jiān)測，在每一個支架上安裝一塊YHB光控數(shù)字壓力表，進行液壓支架支護阻力的監(jiān)測，確保架架初撐力合格。在工作面內設置三區(qū)五線進行總觀測，分別安裝在工作面頭、中、尾、頭中、尾中。每一個測線支架前后柱安裝一塊礦用數(shù)字壓力表，由專職工人在檢修班觀測工作面支護質量與頂板動態(tài)，每天將礦壓數(shù)據(jù)采集到地面，由計算機進行綜合分析和數(shù)據(jù)處理。
觀測內容有初撐力、工作阻力、頭尾進度、泵站壓力、乳化液配比、機道頂板、古塘垮落、煤壁片幫、端頭支護、超前壓力、端面距、巷道頂板變化情況等內容。
工作面至開采完畢，直接頂初次垮落步距為19米。周期性來壓共15次，來壓步距變化在50—40m之間，平均47m。來壓顯現(xiàn)明顯。工作面來壓前，工作阻力4442.5KN，來壓后最大工作阻力5508.1KN，老頂來壓后每隔3-8天出現(xiàn)一次P-T曲線出現(xiàn)二次增阻，安全閥開啟。周期來壓，來壓期間煤壁片幫最深0.3—0.5m。經過分析認為是由于該面在回采過程中，采空區(qū)頂板巖層結構經歷穩(wěn)定—失穩(wěn)定—再穩(wěn)定的周期，導致周期來壓，工作面頂板顯現(xiàn)明顯。
4 推廣大傾角工作面俯斜的開采工藝和方法
大傾角俯斜工作面在穩(wěn)裝設備和開采時，采用以上管理方法，工作面實現(xiàn)安全生產，工作面從投產到下到坡底僅用20天順利推進120m大傾角俯斜開采，回收煤炭5.8萬余噸，到達緩傾斜煤層，初放及回采期間，沒有發(fā)生冒頂、倒架事故，安裝的防滑防倒設施效果非常好，從設備穩(wěn)裝到操作使用，科學合理，安全可靠，非常適用于井下大傾角煤層的回采工作面開采，取得了很好的經濟效益，其開采工藝和方法完全可以推廣到以后類似工作面的開采。
作者簡介：
馬建雄，男，1963年出生，1988年畢業(yè)于原大同礦務局工大，助理工程師，現(xiàn)在同煤集團永定莊煤業(yè)公司技術科副科長，一直從事技術管理工作。
