近距離煤層動壓影響綜采工作面回采工藝改進

王喜明 王喜寶 韓瑋杰

（大同煤礦集團有限責任公司煤峪口礦，山西 大同 037041）

1 概況

煤峪口礦井田范圍內煤層賦存比較復雜，其中14#層410盤區屬近距離煤層開采，14#層410盤區81012綜采工作面由綜采一隊負責開采，采用走向長壁后退式采煤方法，兩順槽為拱形斷面，采用U29五節可縮性金屬棚、錨桿、錨索、鋼帶聯合支護，頂板管理采用自然垮落法。工作面推進過程中，由于層間距太小，巷道動壓顯現明顯，工作面兩順槽原支護變形嚴重，在生產期間不但需要經常棚頂維護頂板，還導致工作面端頭支架沒有足夠行程。為了工作面能夠更順利推進，必須對綜采工作面的回采工藝進行改進。

2 改進方案

2.1 超前支護的變更

按原設計，兩巷超前支護為工作面煤壁線向外30m范圍采取超前加強支護，采用DZ35-30/110型單體液壓支柱加裝防倒裝置。

在實際開采過程中，為有效降低回采期間巷道頂板壓力影響，開采前在巷道未變形時就提前采取措施。具體為：在U29五節可縮性金屬棚支護區域范圍加長單體液壓支柱支護有效范圍，變更為工作面運輸順槽煤壁線向外200m、回風順槽向外40m超前加強支護。支護形式采用每個U29五節可縮性金屬棚下支設一根單體液壓支柱，并支設成一條直線。

圖1 超前支護圖

2.2 端頭支護方式的變更

（1）原設計端頭采用邁步抬棚方式支護，需要端頭維護工、支架工、機組司機等多人配合才能完成邁步行走，其中一個工種若配合不好或者用力不一樣，則在不同步作業時，會導致鋼梁掉下傷人。

（2）改進支護方式后，在U29棚梁下支護單體柱，既節省了時間，在回替單體液壓支柱時只需要兩名端頭維護工即可完成替換柱。便于現場操作，降低勞動強度。

圖2 端頭支護方式

2.3 端頭支架選型的變更

（1）原設計工作面中間支架采用ZZS-5600型液壓支架，適應煤厚1.4～2.8m；兩端頭支架采用ZZS-6000支架各1架，行程高度在1.7～3.7m。兩巷因為受近距離開采影響，U29可縮性金屬棚在壓力大時易發生棚梁下縮、扭曲變形。在U29棚不變形時，按照巷道4.5（寬）×3m（高），ZZS-6000型的端頭支架有足夠的行程，但在受壓力影響棚梁下縮后支架行走困難。

（2）變更端頭支架選項，中間架和端頭架全部采用ZZS-5600支架，當巷道壓力大發生棚梁下縮變形時，將ZZS-5600支架的后期行程滿足相關要求。

2.4 采煤工序的變更

受近距離煤層開采影響，工作面機道頂板破碎，部分支架前梁端冒落高度超標，端面距增大，需要支架工超前移架，以便更好地維護機道頂板。

經技術人員研究及現場試驗，提出了在工作面壓力顯現區域實行超前移架等工藝。在工作面壓力顯現區域超前移架時，將采煤機兩滾筒都降至底板位置，沿工作面底板先將超前移架范圍內的煤壁底部割通，然后將采煤機返開至原來位置，并由支架工將超前移架范圍內的刮板輸送機推出，待支架工操作完成后，再將采煤機頭或機尾滾筒升起，開始割超前移架范圍內的煤壁頂部。圖3所示。

2.5 端頭U29棚加強維護

兩端頭直角煤體由于受采動影響，在采煤機割通該處實煤后，片幫嚴重，頂板的少量煤層和碎矸留不住，極易發生漏頂事故。

在維護時，要充分對端頭3架支架端面距范圍內進行加強支護，將工字鋼的一端放置在冒落區支架靠頭側的其他支架上，用該支架前梁將其升緊，但該支架的前梁必須嚴密接頂。伸入該支架上工字鋼搭接長度不得少于1m。另一端必須伸至順槽巷完全接頂，在其下支設單體液壓支柱，使工字鋼完全固定。根據實際情況，使工字鋼傾斜于工作面，工字鋼與冒落區支架前梁的最大間距不得大于1.5m；將工字鋼或長方木垂直工作面方向，一端放置在工字鋼上，另一端放置在支架上，間距不大于10cm，用雙股8#鉛絲將工字鋼與其上放置的工字鋼或長方木捆緊捆牢，形成假頂，做假頂結束后移架。

圖3 采煤工藝示意圖

移架時，前梁上固定工字鋼一端的支架必須等冒落區其他支架移到位后才可前移；移冒落區其他支架時，必須將支架降下至完全離開人工所做假頂后再移架。

移架后，將支架升起至能接頂即可，不得強升，避免將所做假頂頂翻；當工作面兩端頭直角煤體冒落嚴重，不好控制時，可采取注馬麗散的方法提前進行粘結。

2.6 設備列車布置

原設計一般設備列車距工作面50m距離。由于工作面的皮帶順槽承受的壓力較大，巷道支護的U29拱形支架損壞變形嚴重，開采過程中移動串車比較困難。

為減少影響，需要采取提前移動的方式，設備列車提前行走，與工作面保持200m距離；移動設備列車的部分平板車輪對改用小輪對，降低串車高度，為串車移動創造更有利的條件。

3 應用效果

（1）通過超前、端頭、采煤工序、支架、設備列車移動等環節的改進，在巷道壓力大發生棚梁下縮、扭曲變形時，仍保證了工作面有效推進，保持日均割8刀煤。

（2）新的施工方案用工少，節省時間，操作方便，提高生產效率。