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[摘 要]福城矿1902N工作面是新矿集团装备的长距离、大采高综采工作面。在实际生产过程中不断摸索实践，形成了一套适合倾斜厚煤层一次采全高综采工艺。本文通过介绍福城煤矿厚煤层一次采全高综采工艺，总结装备配套、生产管理等方面积累的经验。
[关键词]厚煤层 综采设备 自移装置 片帮防治 切顶卸压 工作面俯采
中图分类号：TD823.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0239-01
1 工作面概况
1902N工作面位于+850水平一采区北翼，工作面走向长1690m，倾斜长252m—282m，工作面埋深259.2m-401.2m，对应地面为半固体沙丘，无村庄、建筑物及河流，开采期间对建筑物无影响。
2 开采技术条件
2.1 煤层特征
本工作面开采煤层为九层煤，九层煤为矿井主要可采煤层之一，煤岩性类型为半亮型，工业品牌为气煤，视密度1.4 t/m3。煤层结构复杂，分为上、下分层，其中分层界限为砂岩，厚0.05m～0.25m，为主要标志层；上分层厚度平均1.3m，下分层厚度3.6m，总体平均厚度4.9m。工作面内煤层倾角在12.3°～20°之间，平均煤层倾角18°，煤层倾角从北向南有变大趋势，切眼处煤层倾角最小（12.3°）。煤层有自燃发火倾向；煤尘具有爆炸性。
2.2 开采方法
福城煤矿矿井开拓方式为斜井开拓，1902N工作面位于+850第二水平双翼采区的北面，采用单一走向长壁后退式采煤法综合机械化开采工艺。采用自然跨落法管理顶板，每天两个半班累计生产20h，半班检修4h。工作面双向割煤，端头斜切进刀，追机作业。
2.3 回采装备
选用ZY9000/24/50型掩护式液压支架支护顶板；交流变频调速无链双驱动双滚筒采煤机落煤、装煤，有效截深0.8m，采用直径2.4米的煤机截盘，一次采高达到4.7-4.8米；运输机运输能力为2200T/h，破碎机破碎能力为3000T/h；运输皮带满负荷能力为800T/h；乳化液泵具有自动配比、自动加水、自动检测、自动调架装置；上下两巷采用液压超前支架支护。
3、生产管理
3.1 设备管理
在工作面开采初实行机电设备包机到人，将机电设备正常运转时间与包机人工资挂钩；制定并严格执行日历化检修制度，确保机电设备严格按照日历化检修表进行检修。确保每处机电设备都有负责人、落实人和考核人，极大提高了工人工作积极性，同时极大降低了机电事故率。
传统的综采工作面将煤机、溜子开关、移变等都集中布置在乳化泵站处、泵站一般布置在巷道的中部，随着工作面的正常推进，每天都要组织人员进行盘电缆工作，耗费了大量人力、增加了工作量。通过试验和探索，在工作面下巷使用了设备自移装置。自移装置是通过40T链条、油缸、承载小车、固定在单轨吊梁上；通过油缸的收缩实现调整设备的吊挂高度；通过承载小车实现设备的整体迁移，承载小车下部的槽钢起到了固定各个设备距离的作用。通过槽钢和转载机头的连接，实现了整个装置随着转载机的推进而前移。
3.2 顶板管理
在厚煤层开采过程中，煤壁片帮伤人是工作面的危险源之一。煤壁片帮的机理是工作面煤层在顶板超前压力（超前压力峰值为原应力场的2—4倍）的作用下，靠近工作面煤壁处的煤体出现塑性区（塑性区范围大小与煤体强度及所处的应力状态有关）。随工作面推进，老顶发生周期性垮落，发生在破断岩块的回转失稳导致工作面顶板急剧下沉，通过直接顶破使煤层上部发生变形及破断，造成煤体塑性破坏，形成面面接触的煤块，见图1。塑性区内煤块处于极限平衡状态，顶板稍受扰动即造成煤块滑塌下来造成片帮，片帮严重的地方易引起工作面冒顶，冒顶造成工作面顶板不连续，造成工作面支架受力不均匀，进而可能产生支架歪倒现象，严重时将导致顶板事故。在老顶来压期间是煤壁及端面处于最难控制的时期。
在1902N工作面开采过程中，预防煤壁片帮的方法是提高支架初撑力，及时控顶护帮，加快推采速度，煤壁片帮严重时及时拉超前架支护顶板（见图1）。
3.3 切顶卸压
在1902N工作面开采过程中，出现了回风巷难以维护的现象。究其原因主要有1901N工作面采高大、顶板坚硬，靠近运输巷侧的顶板垮落不完全；采用小煤柱护巷，区段间煤柱为8米；1902N回风巷在开掘顺槽时破坏了原始应力场，在推采1902N大采高过程中，在工作面超前压力和1901N面运输巷侧大面积悬顶造成的应力叠加区作用下，回风巷顶板破碎、非常难以维护。为避免开采1902S过程中出现同样的问题，决定采用人工切顶的方式切断1901S工作面运输巷侧的老顶，达到减轻对1902S回风巷顶板压力作用的目的。通过借鉴其他矿井切顶卸压的方法，大胆摸索研究出了适合本矿井的切顶卸压方法，即在运输巷布置3—5组卸压孔，每组卸压孔有三个超采空侧成30°的切顶眼组成，炮眼间距五米，深度分别为34米、28米、22米。实施切顶卸压后的矿压观测表明此切顶卸压技术参数较合适，明显减小了区段煤柱上的应力。
3.4 工作面俯采
工作面俯采易造成运输机机身倾斜和工作面易拉水碳。针对这种情况，在1902N开采过程中摸索出了符合现场实际的防治措施。防输送机机身倾斜措施：煤机司机顺平底板，溜头溜尾处多回刀扫空机道；在输送机有倾斜趋势前，用单体液压支柱一端压在铲煤板上，另一端支在顶板上，拴好防倒绳，在推溜的同时给液压支柱供液，以控制输送机机身倾斜；倾斜严重时需人工卧机道，用支架通过链条起高输送机机身并用方木垫平中部槽。防止工作面拉水碳措施：煤机停机及时停防尘水；清理架前浮煤；在工作面下部架前垒沙袋将水引采空区。
3.5 防支架咬卡
在大采高、大仰角综采工作面液压支架容易发生咬卡倾倒现象，采取措施加大煤机司机的考核力度，必须割平顶底板，防止支架倾倒，另外加强工作面设备的防滑技术管理，控制输送机的上窜或下滑，也是防止工作面大面积倒架的重要措施；生产班成立专业的调架小组，及时对咬卡倾倒的支架进行调整，使其有效的支护顶板。
4 结束语
厚煤层大功率、高强度、重型化为特点的综机配套技术都是行之有效的建设高产高效工作面取得的成功技术成果。在开采过程中，应根据现场实际情况不断创新，以节省工人劳动率，提高工作效率；虽然采取了很多方法和措施控制顶板事故，但顶板事故率依然存在，掌握矿压规律，需要长期积累矿压实测資料，选择支护形式需要因地制宜的提高支护强度，厚煤层开采还要维护好工作面煤壁，防止煤壁片帮；另外，合理设计区段煤柱尺寸对厚煤层开采顺槽的维护有重要作用。如此全面考虑，厚煤层一次采全高开采技术将更加完善、更加合理。
参考文献
[1] 温运峰，高永格，蔡振禹.对厚煤层综采面煤壁片帮冒顶严重的原因分析[J]山西省煤炭工业局，2004（6）.
[关键词]厚煤层 综采设备 自移装置 片帮防治 切顶卸压 工作面俯采
中图分类号：TD823.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0239-01
1 工作面概况
1902N工作面位于+850水平一采区北翼，工作面走向长1690m，倾斜长252m—282m，工作面埋深259.2m-401.2m，对应地面为半固体沙丘，无村庄、建筑物及河流，开采期间对建筑物无影响。
2 开采技术条件
2.1 煤层特征
本工作面开采煤层为九层煤，九层煤为矿井主要可采煤层之一，煤岩性类型为半亮型，工业品牌为气煤，视密度1.4 t/m3。煤层结构复杂，分为上、下分层，其中分层界限为砂岩，厚0.05m～0.25m，为主要标志层；上分层厚度平均1.3m，下分层厚度3.6m，总体平均厚度4.9m。工作面内煤层倾角在12.3°～20°之间，平均煤层倾角18°，煤层倾角从北向南有变大趋势，切眼处煤层倾角最小（12.3°）。煤层有自燃发火倾向；煤尘具有爆炸性。
2.2 开采方法
福城煤矿矿井开拓方式为斜井开拓，1902N工作面位于+850第二水平双翼采区的北面，采用单一走向长壁后退式采煤法综合机械化开采工艺。采用自然跨落法管理顶板，每天两个半班累计生产20h，半班检修4h。工作面双向割煤，端头斜切进刀，追机作业。
2.3 回采装备
选用ZY9000/24/50型掩护式液压支架支护顶板；交流变频调速无链双驱动双滚筒采煤机落煤、装煤，有效截深0.8m，采用直径2.4米的煤机截盘，一次采高达到4.7-4.8米；运输机运输能力为2200T/h，破碎机破碎能力为3000T/h；运输皮带满负荷能力为800T/h；乳化液泵具有自动配比、自动加水、自动检测、自动调架装置；上下两巷采用液压超前支架支护。
3、生产管理
3.1 设备管理
在工作面开采初实行机电设备包机到人，将机电设备正常运转时间与包机人工资挂钩；制定并严格执行日历化检修制度，确保机电设备严格按照日历化检修表进行检修。确保每处机电设备都有负责人、落实人和考核人，极大提高了工人工作积极性，同时极大降低了机电事故率。
传统的综采工作面将煤机、溜子开关、移变等都集中布置在乳化泵站处、泵站一般布置在巷道的中部，随着工作面的正常推进，每天都要组织人员进行盘电缆工作，耗费了大量人力、增加了工作量。通过试验和探索，在工作面下巷使用了设备自移装置。自移装置是通过40T链条、油缸、承载小车、固定在单轨吊梁上；通过油缸的收缩实现调整设备的吊挂高度；通过承载小车实现设备的整体迁移，承载小车下部的槽钢起到了固定各个设备距离的作用。通过槽钢和转载机头的连接，实现了整个装置随着转载机的推进而前移。
3.2 顶板管理
在厚煤层开采过程中，煤壁片帮伤人是工作面的危险源之一。煤壁片帮的机理是工作面煤层在顶板超前压力（超前压力峰值为原应力场的2—4倍）的作用下，靠近工作面煤壁处的煤体出现塑性区（塑性区范围大小与煤体强度及所处的应力状态有关）。随工作面推进，老顶发生周期性垮落，发生在破断岩块的回转失稳导致工作面顶板急剧下沉，通过直接顶破使煤层上部发生变形及破断，造成煤体塑性破坏，形成面面接触的煤块，见图1。塑性区内煤块处于极限平衡状态，顶板稍受扰动即造成煤块滑塌下来造成片帮，片帮严重的地方易引起工作面冒顶，冒顶造成工作面顶板不连续，造成工作面支架受力不均匀，进而可能产生支架歪倒现象，严重时将导致顶板事故。在老顶来压期间是煤壁及端面处于最难控制的时期。
在1902N工作面开采过程中，预防煤壁片帮的方法是提高支架初撑力，及时控顶护帮，加快推采速度，煤壁片帮严重时及时拉超前架支护顶板（见图1）。
3.3 切顶卸压
在1902N工作面开采过程中，出现了回风巷难以维护的现象。究其原因主要有1901N工作面采高大、顶板坚硬，靠近运输巷侧的顶板垮落不完全；采用小煤柱护巷，区段间煤柱为8米；1902N回风巷在开掘顺槽时破坏了原始应力场，在推采1902N大采高过程中，在工作面超前压力和1901N面运输巷侧大面积悬顶造成的应力叠加区作用下，回风巷顶板破碎、非常难以维护。为避免开采1902S过程中出现同样的问题，决定采用人工切顶的方式切断1901S工作面运输巷侧的老顶，达到减轻对1902S回风巷顶板压力作用的目的。通过借鉴其他矿井切顶卸压的方法，大胆摸索研究出了适合本矿井的切顶卸压方法，即在运输巷布置3—5组卸压孔，每组卸压孔有三个超采空侧成30°的切顶眼组成，炮眼间距五米，深度分别为34米、28米、22米。实施切顶卸压后的矿压观测表明此切顶卸压技术参数较合适，明显减小了区段煤柱上的应力。
3.4 工作面俯采
工作面俯采易造成运输机机身倾斜和工作面易拉水碳。针对这种情况，在1902N开采过程中摸索出了符合现场实际的防治措施。防输送机机身倾斜措施：煤机司机顺平底板，溜头溜尾处多回刀扫空机道；在输送机有倾斜趋势前，用单体液压支柱一端压在铲煤板上，另一端支在顶板上，拴好防倒绳，在推溜的同时给液压支柱供液，以控制输送机机身倾斜；倾斜严重时需人工卧机道，用支架通过链条起高输送机机身并用方木垫平中部槽。防止工作面拉水碳措施：煤机停机及时停防尘水；清理架前浮煤；在工作面下部架前垒沙袋将水引采空区。
3.5 防支架咬卡
在大采高、大仰角综采工作面液压支架容易发生咬卡倾倒现象，采取措施加大煤机司机的考核力度，必须割平顶底板，防止支架倾倒，另外加强工作面设备的防滑技术管理，控制输送机的上窜或下滑，也是防止工作面大面积倒架的重要措施；生产班成立专业的调架小组，及时对咬卡倾倒的支架进行调整，使其有效的支护顶板。
4 结束语
厚煤层大功率、高强度、重型化为特点的综机配套技术都是行之有效的建设高产高效工作面取得的成功技术成果。在开采过程中，应根据现场实际情况不断创新，以节省工人劳动率，提高工作效率；虽然采取了很多方法和措施控制顶板事故，但顶板事故率依然存在，掌握矿压规律，需要长期积累矿压实测資料，选择支护形式需要因地制宜的提高支护强度，厚煤层开采还要维护好工作面煤壁，防止煤壁片帮；另外，合理设计区段煤柱尺寸对厚煤层开采顺槽的维护有重要作用。如此全面考虑，厚煤层一次采全高开采技术将更加完善、更加合理。
参考文献
[1] 温运峰，高永格，蔡振禹.对厚煤层综采面煤壁片帮冒顶严重的原因分析[J]山西省煤炭工业局，2004（6）.