復雜地質條件下薄煤層不等長工作面開采技術研究

穆彥鵬

Study on Mining Technology of Unequal Length Face in Thin Coal Seam under Complicated Geological Conditions

摘要：在實際生產過程中，為了有效開采煤炭資源，同時常因采煤工作面受臨近采空區以及掘進過程中發現斷層等地質構造的影響，最初所設計的矩形工作面不能滿足生產要求。在這種情況下，不等長工作面應運而生。在推進過程中，不等長工作面會出現減架或者加架的情況，這就要求拆除或者增加工作面部分支架及相關設備，保證工作面最大限度的開采煤炭資源及正常回采，此次實踐對該種工作面布置方式、綜采工藝進行了探索，為后續類似條件下綜采工作面開采方式選擇提供了一定的借鑒。

Abstract： In the actual production process， in order to extract coal resources effectively， often due to the influence of faults and other geological structures found in the mining area near the goaf and the excavation process， the rectangular work surface originally designed cannot meet the production requirements. In this case， unequal work surfaces emerged. In the process of advancement， there will be cases where the length of work face will be reduced or increased. This will require dismantling or adding some of the work surface support and related equipment to ensure maximum coal mining and normal mining of the work surface. The layout of the working face and the comprehensive mining technology were explored， which provided a reference for the selection of mining methods for the fully mechanized face under similar conditions.

關鍵詞：薄煤層；復雜地質條件；不等長工作面；支架增減

Key words： thin coal seam；complex geological conditions；unequal length face；support increase and decrease

中圖分類號：TD327 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）15-0161-02

0 引言

近年來，礦井開采深度增加和煤炭資源減少的趨勢愈加明顯，基于這種趨勢，為了充分利用回收礦井的煤炭資源，使礦井的服務年限更長，相關專家學者做了大量的探索及研究，尤其是在采區工作面布置方面[1-2]。一般情況下，在設計時都會等長直線布置工作面，然而在實際生產中由于諸多原因的限制，很難做到按設計要求布置工作面[3-4]。郭二莊礦22210工作面便面臨此問題，該工作面受到臨近采空區以及斷層的影響，無法布置成等長直線工作面，需布置成不等長工作面，而不等長工作面由于長度不一致及煤層厚度變化較大，導致其回采工作困難重重。基于此，我們做出了大量研究探索，發現采取一定措施此類工作面也能夠保證煤炭資源回收率，并且還能更有效緩解礦井銜接競爭局面，如此不僅保證了工作面順利回收，同時也為類似工作面回采積累了豐富經驗，具有良好的經濟效益和社會效益。

1 工作面概況

22210工作面主采2#煤，煤層厚度0.3-2.0m，平均厚度1.3m，屬薄煤層開采。該工作面不等長，而造成不等長的原因是受到上部22208工作面采空區及下部F11斷層及斷層防水煤柱的影響。

該工作面周圍幾乎都是斷層，在風、運巷和切眼掘進時，一共出現斷層11條，之間的落差在0.7-4.0m范圍內，其中有兩條斷層對回采的影響較大，其余斷層的影響較小。該面運巷里部揭露火成巖侵入帶一處屬于復雜地質條件，寬度3.0m左右，對回采存在一定影響。

2 項目實施

2.1 巷道布置

22210工作面巷道布置以及四鄰關系如圖1所示，中間長，兩端短，切眼處長度為126m，但該長度并不固定的，隨著工作面的不斷推進，它可以適當加長，最長可達156m，同時隨著采面的逐漸減少，它也可以依據情況適度降低，最低降至57m。外部工作面平均傾角7°，工作面里部平均傾角15°，最大傾角20°。

2.2 技術分析

工作面準備工作完成后，在逐漸推進的過程中其長度會發生相應變化，先變長后變短，這意味著在回采期間需要適當的增減支架。由于增減支架必然需要一定時間，為節約該時間，可在支架搭建的最初階段將工作面長度考慮在內，在工作面較長的地方提前將支架布置好，如此一來推進到該位置時無需停工再行搭建支架，施工效率更高。地測部門負責距對接位置20m左右時在風巷給出定位線，并且為了防止支架上竄下滑，應結合工作面傾角大小，合理調整工作面傾斜度。在距對接位置10m位置時，為了工作面機尾能順利延接支架，應將接架的間距控制在130mm內。

隨著回采的不斷進行，工作面先回被推進到最大位置，之后逐漸減小長度。每減少1.5m工作面，機尾架推進到巷中位置時，就需要先在機尾處減去輸送機溜槽，再撤去綜采支架。需要注意的是，為保證減去支架的運輸通道暢通，需要先在風巷備修段暫時打設2道順峒抬梁，待完成支架撤離后，再將其恢復到3道順峒抬梁。

由于22210工作面施工存在的一些特點，比如推進速度快等，容易造成一些安全事故，為保證生產安全，應結合過往施工經驗在一些容易出現安全隱患的地方提前做好預防安全措施，包括在必要的地方使用叢柱支護等。

2.3 應用效果

該不等長工作面從生產開始到回收結束一共歷時13個月。通過綜采工藝并合理增減支架，發現和過往同水平采區工作面相比，該成果實施期間工作面月單產更高，不僅創造了當時冀中能源薄煤層回采記錄，還多采出了煤炭資源，施工兼具高效、安全特點，順利完成了本次回采任務。

3 結語

不等長工作面的回采其實是一個復雜的系統工程，各工序的銜接要求非常嚴密，初期方案制定后必須制定詳細的工程安排，進行周密的生產組織，確保施工工程質量。尤其是不等長工作面機械化開采的成功，擴大了不規則工作面的回采方式，對地質條件復雜的礦井工作面提質增效，延長工作面可采期，減少安拆環節，提高煤炭資源回收率具有重要的意義。

參考文獻：

[1]李家卓，譚文峰，郭忠平.復雜地質條件下無煤柱護巷技術[J].礦業工程研究，2011，3（26）：7-10.

[2]于智卓.大傾角、復雜地質條件下綜采工作面不等長調斜開采實踐[J].煤炭工程，2011（4）：7-9.

[3]錢四發.不等長綜采工作面回采實踐[J].煤礦開采，2006，11（1）：32-34.

[4]陳密武，韓大勇，賈永輝.不等長綜采工作面的回采方法[J].煤炭技術，2005，24（4）：62-64.