新工藝、新設(shè)備在不規(guī)則綜采工作面中的應(yīng)用

【摘 要】本文以鐵能公司曉南礦N1-1405工作面回采實踐為依據(jù)，論述了不規(guī)則工作面扇形轉(zhuǎn)角回采工藝和回采過程中使用替棚支架作為超前支護邊采邊加支架所采用的各種特殊的施工工藝，為替棚支架在不規(guī)則工作面中的應(yīng)用和回采技術(shù)管理方面總結(jié)出了寶貴經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】綜采工作面；不規(guī)則工作面；替棚支架；設(shè)備對接

鐵煤集團曉南礦自1982年開始綜合機械化開采以來，已有30多年的歷史，綜合機械化采煤工藝得到了迅速發(fā)展，但隨著礦井機械化開采程度的加大，礦井服務(wù)年限在逐年縮短，為提高資源回收率，礦井、采區(qū)邊界煤柱或受地質(zhì)構(gòu)造影響的煤層的開采被排上日程，由于受自然地質(zhì)條件的影響，又要考慮資源的回收率，這些工作面常被布置成不規(guī)則形狀，給綜合機械化開采技術(shù)的應(yīng)用帶來難度，同時煤礦職工逐漸老齡化、退休等自然減員現(xiàn)象也給生產(chǎn)帶來很大的困難。研究和探索在不規(guī)則綜采工作面使用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，對于提高礦井資源回收率，提升回采工效、延長礦井服務(wù)年限具有重要意義。

1.工作面概況

N1-1405工作面位于曉南礦北一采區(qū)西南部，南為大興井田；北部以北一14層皮帶、軌道、回風中巷與N1-1401工作面（未開拓）相鄰；東以F35-1號斷層為界與曉南礦南翼采區(qū)SW1407工作面相鄰；西部以F2斷層為界與大興井田相鄰。工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，為單斜構(gòu)造。工作面最大傾斜長度179m，走向長度660米，受斷層影響，回風巷從切眼往前70米段巷道成弧形布置，從開切眼往前495米處，回風巷向工作面外側(cè)偏移3o，與開切眼成93o夾角。工作面形成后，運輸巷超前回風巷70米。

2.回采工藝

2.1巷道布置及支護形式

N1-1405工作面沿煤層的走向布置。采區(qū)內(nèi)布置一條材料上山與二水平北一運輸石門相通，運順通過北一14層皮帶中巷聯(lián)系二水平北翼皮帶暗斜井。回順通過北一14層回風中巷與二水平北翼集中回風上山相通。工作面巷道均沿煤層頂板布置，運輸巷沿采區(qū)邊界布置，回風巷受斷層影響，呈不規(guī)則布置；運輸巷、回風巷均采用錨桿金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。運、回順超前支護20m均為為雙排共6組ZT9200-22/42型替棚支架，兩排替棚支架間距2.4m。

2.2采煤方法及巷道布置

N1-1405工作面采用走向長壁后退式全部垮落法控制頂板綜合機械化采煤方法，采用端部斜切進刀，雙向割煤，往返一次進兩刀的割煤方式；采用MG400/940-WD型電牽引采煤機割煤；ZZ6400/24/47型液壓支架支護頂板；SGZ800/800型刮板輸送機、 SZZ/800/315型轉(zhuǎn)載機運煤。

2.3特殊回采工藝的技術(shù)管理

2.3.1初采工作面的調(diào)斜

針對回風巷標高底于運輸巷20米，回采過程中為防止輸送機下滑，需采取回風巷超前運輸巷10～15米的偽傾斜開采方式，所以開采初期需大幅度調(diào)整兩順開采進度，采取以輸送機機頭為軸心的轉(zhuǎn)角開采，為防止工作面在轉(zhuǎn)角過程中輸送機機頭因轉(zhuǎn)角縮進工作面而影響向轉(zhuǎn)載機卸煤和運輸機機尾前安全出口的寬度，在工作面最初設(shè)計時，回風巷從開切眼往前70米段巷道向外成弧形布置，工作面在轉(zhuǎn)角開采時，保證工作面的長度不變。通過實踐，此種設(shè)計方案在實際應(yīng)用中取得了良好的效果 ，對工作面初采調(diào)試階段的順利開采起到了重要作用。

2.3.2工作面調(diào)斜扇形回采施工工藝

（1）調(diào)斜扇形回采分為準備、調(diào)采、調(diào)整三個階段，合理調(diào)整機頭、機尾的推進度。

（2）準備階段，做好相關(guān)生產(chǎn)管理記錄，準確掌握工作面推進度；將相關(guān)材料、設(shè)備準備到位，工作面安裝防滑千斤頂缸；工作面采高保持平穩(wěn)，防止采高起伏大造成頂板不穩(wěn)定；加強設(shè)備檢修，提高開機率，尤其是液壓支架的管路、立柱、側(cè)護板等，以保證工作面轉(zhuǎn)角回采中的各環(huán)節(jié)銜接正常。

（3）調(diào)采階段，以運輸機頭為中心，單獨推進機尾并保證工作面成直線，利用液壓缸控制運輸機狀態(tài)，隨時調(diào)整工作面支架狀態(tài)。本階段重點是控制好輸送機的下滑量，調(diào)整好轉(zhuǎn)載機與輸送機搭接，同時也要防止支架擠、咬現(xiàn)象發(fā)生。

（4）調(diào)整階段，主要是以一般調(diào)采為主，期間調(diào)整好運順和回順超前量，將工作面調(diào)整到正常狀態(tài)。

2.3.3斜回順段邊采邊加支架施工工藝

工作面正?；夭赏七M495m后進入斜回順，回順側(cè)開始邊采邊加支架。斜回順長度191m，平均28.5m加一組液壓支架，共計6組支架，見下圖。

待接支架提前安裝在斜回順的硬幫側(cè)，安裝支架前計算好對接支架的位置，在擺放支架的位置提前拉底，凈高達到3.3m，支架擺放到位后將支架升起使其達到初撐力，有效支護頂板。

生產(chǎn)過程中受采動影響，回順巷道有兩幫移近及底鼓現(xiàn)象，提前在替棚支架前開幫、拉底，保證超前支護段巷道高度不低于3.3m，寬度不低于4.7m。工作面回采初期回順拉底量較大，平均深度達到1.6m?；仨樌壮鲐浭褂眯⌒凸伟遢斔蜋C配合自制加工電滾筒小皮帶向工作面刮板輸送機上貨。電滾筒小皮帶安裝在兩排替棚支架中間位置。

當超前支護進入斜回順后，為了替棚支架硬幫側(cè)留有待接支架的空間，提前將小型刮板輸送機和電滾筒小皮帶拆除，拉底改用人工出貨。替棚支架防倒千斤頂換成1.1m長的千斤頂，硬幫側(cè)替棚支架拆除護臂板及護臂千斤頂，使替棚支架與硬幫之間的寬度不小于1.8m，兩排替棚支架間行人寬度不小于1.5m。超前支護外待接支架之間頂板破碎區(qū)域補打錨索補強支護，超前支護內(nèi)待接支架之間靠硬幫側(cè)增加一排單體點柱，單體距離硬幫1.0m，柱距0.9m。工作面后端頭架與硬幫距離超過1.0m時，補打一排單體點柱，超過1.5m時，補打2排單體點柱，柱距均為0.9m。當工作面支架與待接支架平行后，開始刮板輸送機加中部槽、對接支架作業(yè)。保證設(shè)備長度與工作面產(chǎn)度相適應(yīng)。

3.結(jié)束語

（1）N1-1405工作面實現(xiàn)了不規(guī)則工作面復(fù)雜地質(zhì)條件下的安全、高效開采，新的支護設(shè)備、新的施工工藝得到成功應(yīng)用，為今后類似工作面的開采積累了寶貴經(jīng)驗。

（2）工作面斜切眼的設(shè)計并成功回采共多回收煤炭資源2.3萬噸，直接經(jīng)濟效益11多萬元。

（3）超前支護替棚支架作為一種新型的支護技術(shù)，在使用、維護方面還有很多需要完善、改進的地方，對于不同的礦井、地質(zhì)條件、不同的工況，其使用形式會有很大變化 ，還有很多問題有待進一步研究、探討。

（4）隨著礦井的開采，每個礦井都將面臨著保護煤柱、采區(qū)或礦井邊界、地質(zhì)構(gòu)造帶等邊緣煤炭資源的回收問題，研究和探索不規(guī)則工作面新工藝、新設(shè)備的應(yīng)用，并有針對性地制訂相關(guān)措施，對提高資源的回收率、提高回采工效，延長礦井的服務(wù)年限、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。