王家嶺煤礦不等長綜放工作面開采技術研究

何文東

（晉能集團王家嶺煤業有限公司，山西 保德 036600）

王家嶺井田位于河東煤田北段，井田北界距保德縣城關鎮約6km，地質構造較簡單。井田范圍內賦存 4#、7#、7#上、8#、9#等煤層，首采4#煤層為中厚煤層，采用綜合機械化開采。因受地質條件影響，為了最大程度提高采出率，在18103工作面試驗了不等長綜放工作面開采技術，并獲得成功。工作面在準備的過程中遇到原預留回采巷道失穩，為保障安全生產和資源回收率，決定重新開拓一條專用回采巷道，初采期工作面長度由240m縮短為214.5m，造成工作面布置成不等長工作面，里端短、外端長。

1 工作面概況

18103工作面開采4#煤，煤層平均厚8.6m，傾角2～7°，煤層抗壓強度為8MPa左右。直接頂厚1.4～2.0m，單軸抗壓強度為25～45MPa。基本頂為中粒砂巖、粗粒砂巖，中厚層狀，層理明顯，穩定性較好，單軸抗壓強度為50～90MPa。直接底為砂質泥巖，半堅硬，裂隙發育，過渡性接觸，層厚0.2～1.6m，煤層基本底為灰色中粒砂巖，層厚3.6～5.8m。

18103工作面的開采工藝為綜放，工作面共安裝124/139架綜采支架，支架型號為ZF16000/23/43D。其他配套設備為：MG650/1630-WD型交流電牽引采煤機，工作面前部輸送機為SGZ1000-2×855型，后部輸送機為SGZ1000/2×855型。

2 開采實踐

2.1 連續推采技術

18103工作面由于受地質條件影響，分為初采期和末采期，通過采用增設液壓支架和刮板運輸機的技術，解決不等長工作面開采中的難題。18103里面先開始采煤，里面的結束位置即外面的初采位置，18103里端結束的同時，實現2個工作面的對接，外面投入生產，從而使2個傾斜長度不一致的工作面可以實現連續開采，工作面的接續既達到了最優化，也保證了礦井的正常生產。

2.2 傾料短壁輕放綜采技術

18103初采期切眼長度為214.5m，末采期切眼長度為240m，為了實現工作面的高產和提高煤炭資源回收率，18103里面開采采用輕型放頂煤綜采工藝，全部垮落法管理頂板，工作面每割一刀煤，放一次頂煤。工作面支護選用ZF16000/23/43D型液壓支架，機頭采用ZTC15000/25/50型超前支架，機尾采用ZTC30000/25/50型超前支架，MG650/1630-WD型采煤機割煤，SGZ1000-2×855型前部輸送機運輸割下的底煤，SGZ1000/2×855型后部輸送機運輸回收的頂煤。里端共安設支架124架，外端安設支架139架。考慮工作面的長度變化，工作面在接替過程中，機尾一直保持比機頭超前5m，相應地對應分散工作面壓力，使工作面實現順利接替。接替期間工作面采用單向進刀，單向割煤的方式，支架滯后機組20m開始頂溜移架，實現工作面的正規循環作業。

2.3 工作面機頭支架連接技術

工作面里端回采1276m后，外端工作面增加到240m，需進行支架的連接后繼續回采675m。18103工作面機尾部分為沿空留巷，此巷道用作工作面回風巷和后期支架安裝使用，在里端工作面結束的同時，需在工作面機尾處進行支架連接。新安裝的支架要提前安裝好。為了保證兩個工作面的支架實現正常連接，對開采工作面的切眼長度進行精確計算，確定外面第1個支架的安全位置非常重要。為保證支架成功對接，采取了以下措施：

（1）由于里端安裝的支架為124架，外面安裝139架，里端比外端短25.5m，為了保證支架和輸送機的連接以及工作面的行人，在回風巷口的2個相鄰支架間預留間隙，回風巷以下15架支架緊密安設，支架中心距為1.75m，擠出1.0m的安全距離，對接后再逐步調整對接支架間隙，使支架中心距達到1.75m.

（2）里端和外端平巷運煤系統采用同一運輸系統，需要提前將SGZ1000-2×855型前部輸送機和SGZ1000/2×855型后部輸送機在外端切眼中提前鋪設好，便于連接。

（3）為了保證支架的成功對接，開采到外端切眼位置時（機尾直接推進至1226m時），沿巷道劃1條支架參考線，保證工作面在推采的過程中，機尾處的第一架支架的具體位置相對固定。

（4）在距支架對接30m時，工作面采用單體液壓支柱及π型鋼梁代替超前支架進行工作面的超前支護。首先在超前支架上鋪設π型鋼梁，然后撤去一側超前支架，盡快采用單體液壓支柱支護一側頂板，挑π型梁，再撤去另一側的超前支架，同時采用單體柱頂住π型鋼梁。

（5）開采到距外切眼20m時，工作面機尾開始調斜，保證機尾能夠超前機頭5m的距離，使工作面在對接前小面機尾的支架提前進入外切眼內。支架對接前，為了保證運煤系統的搭接，先深臥外切眼的輸送機機尾，使其有足夠的搭接高度，同時把外切眼后10架支架的后尾梁全部升起，使輸送機機尾能夠有足夠的擺動空間以便順利搭接，保證里面的支架能夠全部進入外切眼。

（6）工作面支架對接前，前端的支架推進到外切眼內時，把機組停到機頭處，工作面開始拆前輸送機機尾和后輸送機，把前輸送機機尾移到外切眼下端，然后重新鋪設前輸送機，鋪設完后把前段支架與前輸送機連接，通過此辦法可以成功的實現支架和運輸機的鋪設連接。

3 結論

不等長輕放工作面開采技術在王家嶺煤礦18103工作面的實踐應用比較成功，開采效果也非常好，提高了王家嶺煤礦的資源采出率，實現了工作面的連續生產，提高開采效率。

對于煤礦井下的特殊地質條件，在進行開采技術的設計時需要根據綜采工作面實際情況，采取合理的巷道布置方式以及相應的回采工藝，來實現煤礦開采的高產高效，提高煤礦市場競爭力。18103工作面的實踐證明這些技術是可行的，開采效果較好，為同類型地質條件的開采提供了參考。