復雜地質條件中厚煤層不等長綜采技術研究

摘要：結合海孜煤礦762工作面的實際情況，通過分析論證，提出了762不等長工作面采用綜采與炮采聯合的回采工藝，現場實踐取得了顯著的技術經濟效益，為類似條件下工作面的安全高效開采提供了借鑒。

關鍵詞：復雜地質條件；中厚煤層；不等長綜采

一、引言

海孜煤礦86采區賦存有7號煤、8號煤、9號煤3層煤，其中8號煤極不穩定，局部和9號煤合并，僅7號煤、9號煤可采，地質構造極其復雜，煤層起伏變化大。采區首采面為762工作面，原先按炮采工作面準備，回風巷按腰線跟煤施工，運輸巷按中線施工，致使工作面形成后不等長，里段走向長150 m，傾斜長平均140 m，外段走向長290 m，傾斜長為105m，如圖1所示。為改善工作面作業環境，提高單產和勞動效率，確保安全生產，決定86采區首采面762不等長工作面采用綜采與炮采聯合工藝。

二、工作面概況

762工作面為86采區7號煤層首采工作面。總體為NE向單斜構造，煤巖層產狀為10o∠4o～21o，平均傾角為14o，煤厚0. 6～3.1 m，平均1.95 m。工作面在掘進過程中共揭露6條斷層，其中落差大于2.0 m有2條，工作面內部發育隱伏斷層，斷層附近煤巖層產狀變化較大，順層滑動現象明顯，巖石破碎。

三、采煤工藝

根據762工作面地質狀況，里段走向長150 m范圍內工作面傾斜長變化頻繁，采用傳統的加架及縮架次數較多，大大制約工作面單產。因此決定工作面下部105 m長綜采段安裝70架ZY4600-13/28型綜采支架，SG2730/400型輸送機；上部采用炮采，用DW31-180/100X型單體液壓支柱配合HDJB-1200型金屬鉸接頂梁套80棚，棚距為（500±50）mm，一梁一柱中定位、“三四”排管理頂板，輸送機為SGW40改一Ⅱ型。

四、生產技術及要求

（一）綜采面刮板輸送機機尾與炮采面刮板輸送機機頭間的搭接

①根據同類工作面的回采經驗，工作面曾采取炮采面機尾與綜采面機尾搭接，倒開車的方式進行回采；此方法僅適宜較短的工作面回采；如果炮采工作面過長，刮板輸送機鏈條容易斷，影響工作面生產，從而制約綜采工作面產能的發揮。

②根據762工作面的地質條件，設計兩種方案：一是綜采面機尾處臥底，將綜采輸送機機尾臥到底板一定深度，炮采面刮板輸送機機頭及過渡槽段用“#”字形木垛墊高，保證炮采面刮板輸送機機頭與綜采面機尾搭接，以不拉回頭煤為準。二是將炮采面刮板輸送機機頭直接架到綜采面輸送機機尾上，用螺栓固定。

③方案比較。第一種方案易操作，不受工作面高度的限制，兩部刮板輸送機相互獨立，不受限制。第二種方案不易操作，受工作面高度限制，工作面采高小時，搭接處難管理，影響工作面移架、推溜。通過兩種方案論證比較，采取了第一種方案，此方案在762不等長綜采工作面回采過程中得到了充分驗證，此方案切實可行。

（二）綜采面機尾第一架與炮采面車窩頂板管理

①綜采與炮采銜接處屬于應力集中區，為加強頂板管理，此處增加支護強度。上部炮采面車窩最下方一棚與綜采面最上方一架支架距離不得超過300mm，炮采車窩下幫三棚用4m長的對子梁配合DW31-180/lOOX型單體支柱一粱四柱加強支護，棚距為（500±50）mm，對子梁間距為100mm，邁步式前進，并且用塘柴、笆片或板皮均勻過嚴頂板，支柱穿鞋支設，保證支柱初撐力不小于50kN/根。

②由于工作面煤機上滾筒割不到最上方兩架，為有利于臥綜采機尾及移車，綜采面機尾兩架采取超前使用走向棚管理頂板，一架兩棚，每棚用￠200mm×2000mm的半圓木配合DW31-180/lOOX型單體支柱，頂梁一端搭接在支架上不小于200mm，另一端貼煤壁用單體支柱支設，頂板破碎時用木料配合笆片過嚴頂板，確保煤幫支柱初撐力不低于50kN/根。

③上部炮采面車窩采空區側及時回柱，保持車窩與綜采機尾支架放頂線一齊。回柱前不正規支柱進行整改，并按規定要求在采空區側采取“先支后撤”的原則支設一排一梁三柱順山對接挑棚進行加強支護。

④爆破后或割煤后及時過頂支護頂板。上部炮采面車窩對子梁采取邁步式前進對頂板進行支護，并用塘柴、笆片或板皮均勻過嚴頂板后，方可攉煤，禁止空頂作業；綜采面機尾液壓支架采取帶壓移架的方法，同時打開降柱和移架手把，當支架擦頂前移時停止降柱，使破碎矸石滑向采空區，移架到規定步距后，停止移架，并立即升柱，盡量縮小頂板暴露的時間和面積。

通過炮采面車窩最下方三排使用對子梁邁步式前進支護，大大改善了炮采面車窩與綜采面支架之間的銜接處頂板安全狀況。

（三）綜采面與炮采面的工序安排

1、循環進度

綜采面每個循環進度為0.6m，炮采面每個循環進度為1.2m。為了保障工作面正常推進速度，采取炮采面一日三循環進尺3.6m，三班生產，每班一個循環；綜采面一日六循環進尺3.6m，兩班生產一班檢修。

2、工序安排

炮采工藝流程：打眼一裝藥一爆破落煤一掛梁過頂支護一裝煤一刮板輸送機運煤一移置刮板輸送機一補設支柱一回柱放頂。

工作面每班開工首先進行炮采段爆破采煤作業，待上部炮采面出完煤、抵車、補好正規支柱后，下部綜采面方可進行割煤，割煤的同時上部炮采面進行采空區回柱工序。

通過優化勞動組織，科學安排各工序，上部炮采面推進度保障了下部綜采面的正常推進，解決了不等長綜采工作面炮采制約綜采推進度的問題，大大提高了工作面的單產。

五、主要成果

①成功解決了綜采面刮板輸送機機尾與炮采面刮板輸送機機頭間的搭接問題。

②綜采面機尾第一架與炮采面車窩頂板得到了有效管理，實現了工作面安全生產。

③通過工作面的安全順利回采，探索出了一套綜采面與炮采面同采的合理工序。

六、經濟、社會效益

通過762不等長綜采工作面的成功回采，為后續不等長綜采工作面回采提供了借鑒。僅此工作面就多回收出煤炭資源22 680 t，創造效益約794萬元。工作面里段如按等長綜采工作面設計，需要重新補做一條回風巷，而將工作面改為不等長綜采工作面，綜采面、炮采面同步回采，節約回風巷掘進工程量150 m，節約資金約22.5萬元。同時解決了綜采工藝與炮采工藝各工序之間的銜接問題。

參考文獻：

[1]徐永圻.煤礦開采學 中國礦業大學出版社，1998

[2]錢鳴高、石平五、許加林. 礦山壓力與巖層控制中國礦業大學出版社，2010（2）

作者簡介：

趙剛（1975 -），男，漢族，安徽淮北人。現在淮北礦業集團有限責任公司海孜煤礦技術科從事煤礦開采技術工作。