復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面回采技術(shù)的探索與研究

吳云軍 張慶華 段成相

摘要：復(fù)雜的地質(zhì)條件是制約煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵所在，而合理的開采技術(shù)和采煤方法則可以有效地解決不同地質(zhì)條件對回采的影響，充分發(fā)揮安全技術(shù)組織措施在生產(chǎn)過程中的作用。現(xiàn)就棗礦集團(tuán)田陳煤礦3下213綜采工作面在復(fù)雜地質(zhì)條件下成功的回采經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)和歸納。

Abstract： Complex Geological conditions are the key to restrict the safe production of coal mine， while reasonable mining technology and coal mining methods can effectively solve the influence of different geological conditions on the recovery of mining， and give full play to the role of safety technical organization measures in the production process. This paper summarizes the experience of 213 comprehensive mining face under complex geological conditions.

關(guān)鍵詞：綜采工作面;復(fù)雜地質(zhì)條件;技術(shù)措施

Key words： comprehensive mining face;complex geological conditions;technical measures

中圖分類號：TD823? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）26-0153-03

1? 概述

我國是世界上煤炭資源最豐富的國家之一，有著上千年的煤炭開采歷史，通過長期對煤炭開采技術(shù)的改進(jìn)和探索，到了現(xiàn)代我國的煤炭開采技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，采煤、掘進(jìn)、地質(zhì)、開拓、支護(hù)、通風(fēng)、提升運(yùn)輸、瓦斯排放、安全管理等等都已具備了相當(dāng)高的技術(shù)水平。但唯一改變不了的就是我國煤炭賦存的地質(zhì)條件。好的地質(zhì)條件下，通過合理布置，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，無疑會造就出高產(chǎn)高效的工作面，但復(fù)雜的地質(zhì)條件下，布置一個高效率的綜合機(jī)械化采煤工作面，也無疑是個挑戰(zhàn)，這就需要有最合理的布局，清晰的采煤工藝過程，特殊地質(zhì)條件下的采煤方法和安全技術(shù)措施。

2? 工作面地質(zhì)概況

3下煤層213綜采工作面位于田陳煤礦南二采區(qū)右翼下部，上方211工作面及213里面均已回采完畢，下部為沖刷帶薄煤區(qū)，煤層賦存較穩(wěn)定，煤層厚度1.0-3.6m，平均2.85m。

3? 影響回采的地質(zhì)條件（圖1）

①工作面總體為一單斜構(gòu)造形態(tài)，地層傾向90°-110°，平均傾角8°。斷層特別發(fā)育，巷道揭露斷層15條（H>0.6m），揭露斷點(diǎn)33處之多，其中F4、F9、F10三條斷層對工作面回采影響最為嚴(yán)重，落差分別為0.8-5m、2-2.7m、1.2-2.1m。F9斷層貫穿全面，又與F4斷層交叉切割，影響回采特別嚴(yán)重，F(xiàn)4、F10斷層在面內(nèi)延伸長度分別達(dá)到160m和240m。

②213工作面受上部211采空區(qū)、下部薄煤區(qū)沖刷帶及工作面斷層的影響，工作面初采時切眼長度為20m，布置16架綜采液壓支架，巷道上端頭采用單體液壓支架配鉸接頂梁進(jìn)行支護(hù)，機(jī)尾下端頭處則隨著工作面的推采，逐漸挺溜子、安裝支架，直至推采到面長達(dá)到134m，全面共安裝91架液壓支架，對正常的循環(huán)生產(chǎn)影響較大，增加了職工的工作量。

③213綜采工作面推采過程中，需過213老巷及211補(bǔ)軌兩條老巷，且老巷中都有大斷層揭露，需提前進(jìn)行套棚、裝頂維護(hù)，并且工作面與老巷推透前后需加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)的管理，及時調(diào)整布置合理的通風(fēng)系統(tǒng)。

4? 不同地質(zhì)條件下采取的回采措施

4.1 過斷層

過斷層期間，工作面應(yīng)嚴(yán)格控制好采高，以保證支架有效支撐頂板和確保煤機(jī)、支架等能夠順利通過。同時加強(qiáng)工作面支護(hù)質(zhì)量的管理，保證支架有良好的支護(hù)狀態(tài)和支護(hù)強(qiáng)度，杜絕支架出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象，是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的必要條件。

過斷層時煤機(jī)要放慢速度，有大塊矸石時要及時人工破碎，嚴(yán)禁利用煤機(jī)與刮板輸送機(jī)來破碎矸石。頂板破碎時及逮頂煤地段帶壓擦頂移架，將支架前梁略降，離開頂板，將支架直接向前拉，直至抵住煤壁，有效地控制頂板掉落。及時跟機(jī)移架，減小空頂時間。片幫時及時拉超前架，對歪斜、咬架、蹬空的支架要及時調(diào)整。斷層處必須將溜子順成較緩的坡度，保證煤機(jī)能順利通過。過斷層下盤托頂煤開采時，一般逮頂煤不得超過5架，頂煤冒落要及時用木料將頂板裝實(shí)。裝頂工作應(yīng)安排專人指揮，觀察好頂板。降架時，支架的斜下方嚴(yán)禁有人，操作人員要觀察好頂板、煤幫及支架的安全牢固情況。進(jìn)入煤壁機(jī)道工作時，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問頂”制度，及時找掉危巖懸矸，同時也應(yīng)閉鎖工作面輸送機(jī)，關(guān)閉本架及相鄰5個支架的截止閥。移架前，要清理好架間、底座上的浮煤和障礙物，堅(jiān)持拉線移架，確保支護(hù)質(zhì)量。升架時要注意側(cè)護(hù)板的伸出情況，防止升架損壞側(cè)護(hù)板或出現(xiàn)壓架、爬架等現(xiàn)象。移架工應(yīng)站在架箱內(nèi)，面向煤壁操作，禁止腳蹬在底座前，架前、架間不得有任何人進(jìn)行作業(yè)或停留。

過斷層期間用風(fēng)鉆或煤電鉆對斷層進(jìn)行適當(dāng)挑頂或臥底時，嚴(yán)格執(zhí)行打眼放炮有關(guān)規(guī)定，因斷層落差大，需鋪網(wǎng)逮頂炭支護(hù)時，上網(wǎng)前要首先將頂梁上的浮煤、浮矸徹底清理干凈，將金屬網(wǎng)與二寸鐵管用鐵絲連接牢固，然后操作支架立柱和平衡千斤頂使相鄰三個支架的頂梁前端略離頂板，工作人員將二寸鐵管和金屬網(wǎng)塞入頂梁上方，所有人員躲到安全地點(diǎn)，然后升起支架頂梁將管子擠緊。降架上網(wǎng)時，要設(shè)專人觀察頂板、煤幫壓力情況，嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，找掉危巖懸矸。上網(wǎng)時工作面輸送機(jī)必須停電閉鎖，金屬網(wǎng)嚴(yán)禁拐刮支架任何部位。開輸送機(jī)時可以站在輸送機(jī)擋煤板外聯(lián)網(wǎng)，停機(jī)站在輸送機(jī)上聯(lián)網(wǎng)時，工作面輸送機(jī)必須停電閉鎖。聯(lián)網(wǎng)時要設(shè)專人觀察頂、幫和支架情況，嚴(yán)格敲幫問頂制度，及時找掉危巖懸矸，用鐵絲將金屬網(wǎng)連接在一起，鐵絲用網(wǎng)鉤擰緊，擰結(jié)不得少于三圈，摘鉤后把鐵絲頭壓入網(wǎng)孔以防傷人。進(jìn)入機(jī)道聯(lián)網(wǎng)時嚴(yán)禁人員操作聯(lián)網(wǎng)地點(diǎn)的支架，并關(guān)閉本架截止閥。鋪網(wǎng)時不得漏鋪及留有空隙，上、下網(wǎng)片要順茬聯(lián)接，壓茬長度不小于300mm，網(wǎng)扣間距不大于200mm。在采煤過程中，煤機(jī)割煤速度要放慢，每架掛一個手拉葫蘆，聯(lián)網(wǎng)后及時用其將網(wǎng)吊好，不得妨礙司機(jī)通過;煤機(jī)司機(jī)要盯緊前后滾筒，嚴(yán)禁割網(wǎng)。拉架時要看清金屬網(wǎng)有無拐、刮現(xiàn)象，如有要先處理好后再拉架。拉架時降架要適中，以不擁金屬網(wǎng)為宜，拉完后及時將支架升緊。

4.2 液壓支架的安裝

液壓支架的安裝是一個非常關(guān)鍵的過程，它需要軌道的整改，絞車的安裝，液壓管路的安裝，更需要維修及安裝時各工種的協(xié)作配合，每一個環(huán)節(jié)都不容忽視。①當(dāng)支架底座在前，頂梁在后進(jìn)入組裝硐室時，先將前梁、頂梁利用生跟在專用起吊棚上的5個3噸千不拉將其吊起。②利用7.5kW絞車將底座拖到吊起好的前梁、頂梁正下方，調(diào)整好前后立柱及掩護(hù)梁，然后進(jìn)行組裝。③利用千不拉將整個支架重心調(diào)正，用2個2噸千不拉配合6分繩扣將支架與平板車封牢運(yùn)出。④起吊時，必須先認(rèn)真檢查側(cè)護(hù)板與側(cè)推千斤頂?shù)穆?lián)結(jié)是否牢固，起吊棚是否牢固可靠、各聯(lián)結(jié)裝置是否可能自行滑移、脫落，否則必須先處理。組裝完畢后用千不拉調(diào)正支架重心時平板車必須固定牢，用推拉千斤頂配合小鏈調(diào)正支架重心時，嚴(yán)禁使用鉤子作連接裝置，同時起吊梁上的千不拉不能提前摘除，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離供液，嚴(yán)禁人員站在組裝好的支架上進(jìn)行任何操作，其他人員躲到安全地點(diǎn)。⑤液壓支架提到位后，剎住閘把，用木料將平板車周圍墊平墊穩(wěn)，并利用5分繩扣配合卸扣，在道上將平板車生上根，人員閃到安全地帶，緩緩松車，待生根裝置漲緊后，在液壓支架下側(cè)及面前側(cè)各打一根支撐單體支柱，防止支架下車時歪斜、下滑。⑥在支架下車后移動的線路上鋪上木料，將下頭17kW回柱絞車勾頭配合圓環(huán)鏈及與之配套的連結(jié)環(huán)與液壓支架底座相連，漲緊回絞繩。⑦整改好礙事的柱棚，待一切準(zhǔn)備就緒，確認(rèn)無誤后，將封車用具解除，人員閃到安全地段，將支架拖下平板車，接通各種管路，將支架升到合適高度，最后利用17kW絞車配合滑子、單體將支架調(diào)正。

支架遷移過程中，人員躲開繩路，站在安全的地點(diǎn)操作，凡礙事的柱棚在整改時嚴(yán)格執(zhí)行“先支后回，敲幫問頂”制度，逐棚逐棵替除，嚴(yán)禁大面積空頂作業(yè)。支架移過后及時按原支護(hù)方式支護(hù)。上齊各種銷軸，連接龜頭，調(diào)正、找平墊好底板，升實(shí)支架，最后關(guān)閉本架供液總截止閥，清理衛(wèi)生。清晰、合理的安裝計(jì)劃是支架安裝的關(guān)鍵所在。

4.3 過老巷（老巷及中間巷）

過老巷前要提前對其進(jìn)行維護(hù)，通常采用單體液壓支柱配合鉸接頂梁進(jìn)行維護(hù)。維護(hù)時嚴(yán)格堅(jiān)持敲幫問頂制度，找掉危巖懸矸，單體確保初撐力（不小于90kN），穿大鐵鞋，拴齊防倒繩。派專人每班檢查支護(hù)情況，及時更換損壞卸液的單體。單體支柱必須垂直于頂?shù)装澹⒋虺芍本€。

當(dāng)回采到老巷時，工作面此處支架必須及時拉超前架，伸出支架伸縮梁，挑起護(hù)幫板。并確保支架的直線性，以保證用足夠的支護(hù)強(qiáng)度。回采過程中要嚴(yán)格控制好采高，防止支架超高使用。人員在老巷內(nèi)工作，嚴(yán)禁操作老巷處的支架，并關(guān)閉此處支架的總截止閥。煤機(jī)距老巷15m時，老巷內(nèi)的人員必須撤到安全地點(diǎn)，否則必須停止煤機(jī)運(yùn)行。發(fā)現(xiàn)老巷內(nèi)的壓力增大，棚梁變形或斷裂時要及時更換或補(bǔ)打支柱維護(hù)，及時調(diào)整支架，防止歪架、咬架。調(diào)整支架與老巷的夾角，減小暴露面積，防止上竄下滑。專人清挖老巷中水溝，防止堵塞，防止水沖巷道。發(fā)現(xiàn)老巷內(nèi)的壓力增大、棚梁變形或斷裂時，要及時更換或補(bǔ)打支柱加強(qiáng)維護(hù)。

4.4 工作面生產(chǎn)組織

由于工作面初采只有20m，無法采用正常的進(jìn)刀方式，只能采用穿梭采煤方法，移溜時不一次移到位，移溜步距一般為0.2-0.3m，以減小溜子彎曲度。煤機(jī)來回穿梭割煤，及時跟機(jī)移架，煤機(jī)割不透端頭時采用人工打眼放炮開缺口的方法，停機(jī)時將溜子、支架調(diào)整成直線，機(jī)身處拉超前架，使用好護(hù)幫板。及時調(diào)整勞動組織，優(yōu)化人員結(jié)構(gòu)，超前處理，有效減小挺支架、溜子，過斷層等情況對生產(chǎn)的影響。

5? 結(jié)語

在煤礦生產(chǎn)實(shí)踐中，針對不同的地質(zhì)條件制定合理的、有效的安全措施，可以使安全生產(chǎn)達(dá)到事半功倍的效果。通過加強(qiáng)安全技術(shù)措施的貫徹和執(zhí)行，可以及時處理工作面回采過程中的安全隱患，提高工作面的回采率，增強(qiáng)職工的安全系數(shù)，這不僅是213綜采工作面成功回采、高效回采的主要因素，而且也是整個煤礦系統(tǒng)高產(chǎn)高效的關(guān)鍵所在。（圖1）

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