辛置煤礦綜采工作面調斜及末采工藝實踐

宋 迎，師云龍

(霍州煤電集團有限責任公司辛置煤礦，山西 霍州 031400)

0 引言

辛置煤礦位于山西省臨汾盆地北沿，霍州南端，礦井始建于1952年，最初設計生產能力為90×104t/a，后經技術改造、裝備升級，礦井生產能力得到大幅提高，2013年礦井生產能力核定為280×104t/a。礦井采用混合式開拓方式，東南兩區分區開采，東區開采太原組10號煤層，煤層平均厚度2.6 m。東四采區10-422工作面回采期間為防止刮板輸送機上竄下滑，采用調斜工藝將刮板輸送機機頭逐漸調整至超前機尾5 m[1-3]。為確保少丟煤并有效保護采區系統巷道，必須在末采時使刮板輸送機與停采線平齊，因此末采前必須對工作面調斜。

1 調斜施工思路

1.1 初采初放期間

10-422工作面初采前，為防止工作面刮板輸送機在推采過程中出現上竄下滑，要采取措施使機頭機尾合理調斜，按正副兩巷落差定，低的一側超前調斜。由于工作面機尾比機頭低(機尾要超前)，傾角在2°～16°，如果刮板輸送機上竄，將造成機組機頭搭接不合理、機頭割不透或者刮板輸送機拉回煤[4-6]，且正巷端頭標高低于副巷端頭標高(正巷端頭標高505 m，副巷端頭標高532 m)，因此工作面開始初采初放時要進行調斜。根據現場地質條件，依據調斜計算公式得出調斜距離為5 m，即推進10～15 m后保證正巷超前副巷5 m，這樣可以保證長時間采煤機通循環作業，如刮板輸送機繼續下滑機尾最多可超前機頭8～10 m。刮板輸送機上竄時為防止正巷安全出口寬度不夠甚至向轉載機煤柱側灑煤現象，可控制機頭快機尾2～3 m[7-9]。為保證在調斜過程中尺寸掌握合理，在工作面兩端頭沿巷道分別標定推進度，采煤機司機每班割完煤后，安排專人根據標線判斷刮板輸送機上竄或下滑量，當工作面出現上竄下滑的趨勢時，及時采取有效措施進行控制。在調斜過程中，應保證工作面的工程質量，保持支架不歪、不咬、不擠、移架過程中及時調整支架[10-13]。

1.2 末采期間

10-422工作面末采時，因先前初采時采取了調斜施工，為保證綜采工作面末采結束時煤壁線與計劃停采線平齊，需要再次使用調斜工藝對工作面進行調斜施工。采取按比例插刀作業的方式逐漸調整工作面角度，逐步實現回采刮板輸送機與停采線平行后再推進，減少工作面無計劃丟煤。為保證工作面推進至正巷1號導線點、副巷12號導線點前20 m處停采，停采線前10.2 m(17個循環)開始鋪網上繩工作，因此在副巷推進至12號導線點前45 m開始調斜，工作面平面布置如圖1所示。調斜施工過程中，若工作面刮板輸送機下滑(往機頭方向)，可單向推移刮板輸送機：即往機尾割煤時，沿工作面傾斜方向，從機頭往機尾方向順序移架、推溜；往機頭割煤時，等采煤機開至原進刀位置，然后依次從機頭往機尾方向推溜(拉架隨著割煤順序進行，推溜則要單獨單向進行)。若刮板輸送機上竄(往機尾方向)，則按反方向采用至上而下移架、推溜方式。

圖1 10-422工作面平面布置示意圖

2 末采施工工藝

2.1 末采期調斜施工

調斜施工工藝：回采機尾每推進2次，回采機頭推進1次。每次都要求截深0.6 m，拉機尾→頂溜→拉一次機頭(返刀)→頂溜→拉第2次機尾，結束一個循環，也就是以拉機頭工序為2個循環的銜接，而正常推采期間割煤時每刀在機頭機尾割通三角煤后都要拉一次機頭、一次機尾，而這里過渡的一次拉機頭工序返刀時只做到割透煤壁而沒拉機頭。每次機組由機尾向機頭割煤，工作面推溜采用單一由機尾向機頭方向推進(支架也由機尾向機頭方向靠架)直至回采溜子與停采線平行。

調斜施工方法：工作面調斜時，機組在機尾端頭斜切進刀(進刀截深0.6 m)，割透后(拉機尾后順序頂溜至拉第1次機頭)由機尾向機頭方向割煤、拉架、頂溜(此處拉架與頂溜同步進行)，割至機頭，返刀，然后在機頭端頭斜切進刀(進返刀截深均為0.6 m)。割透后(由機頭順序頂溜至拉第2次機尾結束，此處正規循環應是機頭斜切進刀割通三角煤后也要拉一次機頭，但此處沒拉，第1個循環不存在機頭割不透的情況，但是從第2個循環開始呈現出每次機頭比機尾少進一刀的情形，達到2∶1的插刀效果)向機尾方向割煤、拉架，機組割煤至機尾將煤壁沖直后，由支架工從機尾向機頭方向頂溜(此處頂溜單獨進行，不跟隨拉架操作)，如此往復循環作業，直至回采溜子調斜角度與停采線平行，再執行正規循環作業，即割煤→拉架→頂溜，而且每刀煤都拉一次機頭、一次機尾。調斜期間，根據現場實際情況工作面支架由機尾向機頭靠架(拉架順序還是跟割煤方向同步)，機尾向機頭頂溜，支架與溜槽不得出現0.2 m以上錯距。這樣循環操作比按照每刀煤機尾進刀0.8 m，機頭進刀0.4 m的方法進度更快，因為該方法工序沒少，時間沒少，但是效率較低。

2.2 末采施工總體方案

當工作面推進到距停采線位置10.2 m(剩17個循環)時，正、副巷超前范圍內支設雙排支柱至停采線后20 m。采煤機割煤后從機尾到機頭平行工作面鋪設四道菱形金屬網(10 m×0.8 m)，鋪單層網(頂板破碎處鋪雙層網)，以后每個循環鋪一道菱形金屬網，鋪設第1道網時采用掛連鋼絲繩方法。距停采位置剩余7.8 m(剩13個循環時)，割煤鋪網后沿工作面方向在第5道網中間掛連一道鋼絲繩(細φ22 mm、粗φ28 mm)，以后每個循環連一道鋼絲繩(細繩2道)，共鋪連9道鋼絲繩。當工作面推進到距停采位置剩余2.4 m(4個循環)時，采煤機割煤后停止移架，在距支架頂梁前端0.6 m處，沿頂板打一排錨桿，之后每個循環按0.8 m只移溜割煤施工頂錨桿不移架，在頂板上共打三排錨桿。在距支架頂梁前端0.3 m處布置第1排錨索，在第2排錨桿處布置一排錨索，共計2排錨索。推至停采位置后在煤幫處打2排幫錨桿，如頂板壓力較大或頂板破碎時，應在停采線靠煤壁側加打貼幫柱。末采期間，工作面采高控制不低于2.5 m，最后3個循環將底板割平，浮煤清凈。

2.3 機尾三角區及絞車硐室施工

機尾三角區施工：為保證回撤時軌道拐彎順暢，需在回采機尾處擴三角區，沿工作面長10 m，沿軌道巷長3 m。三角區采用復合支護，并施工10～20組組合錨索以加強支護，組合錨索呈扇形布置。①施工順序。機組在機尾處割上刀煤→敲幫問頂→支護頂網→返刀割下刀煤→退機40 m→頂溜、回采調斜→機尾處割上刀煤→敲幫問頂→支護頂網→返刀割下刀煤→退機30 m→頂溜、回采調斜→機尾處割上刀煤→敲幫問頂→支護頂網→返刀割下刀煤→退機20 m→敲幫問頂→處理煤渣→施工幫錨桿、補網→補打錨索。②施工方法。停采后，根據三角區施工位置，機組在回采機尾進刀割上刀煤，機組退回距機尾20 m外，并停機閉鎖回采、機組。由副隊長和一名有經驗的工人進行敲幫問頂，發現問題及時撤離人員并進行處理。檢查無誤后，作業人員對三角區新揭露的頂板進行錨網支護。支護完畢后將機尾人員全部撤離后，打開機組、回采刮板輸送機閉鎖，再割下刀煤。施工完后把機組開至距回采刮板輸送機機尾40 m處，開始用單體柱將回采刮板輸送機中部頂回落山側(即支架前)，機尾段30 m頂向三角區，刮板輸送機彎曲不大于3°。機組在回采機尾第2次進刀割上、下刀煤，經安全確認后，對三角區補網加強支護。機組開至距機尾30 m處，將距機尾30～40 m段刮板輸送機頂向支架側，距機尾20 m段頂向煤壁側。③機組在回采機頭方向向機尾進刀割上刀煤，再將機組退回距機尾20 m外，并停機閉鎖回采、機組。然后執行敲幫問頂、補網、支護、打幫錨等工序，割下刀煤，施工工序同上，再把煤渣用鐵鍬鏟到刮板輸送機里運出。最后在三角區處施工10～20組組合錨索以加強支護，組合錨索呈扇形布置。

絞車硐室施工：三角區施工完后，在回采機尾正對切巷處施工一個絞車硐室，規格3 m×2.6 m×3 m(寬×高×深)，絞車硐室的中心線距工作面停采煤壁側1.5 m。施工絞車硐室施工順序為準備工作→敲幫問頂→硐室前施工錨索→風鎬刷擴→臨時支護→安全檢查→清理煤渣→永久支護。

3 結語

末采時采用調斜工藝盡管工作面推進速度有一定降低，延長了末采時間，但是多回收煤炭資源7 560 t，經濟效益可觀。采用刷擴三角區的方式增加直角拐彎處軌道曲率半徑，可以確保支架等大件設備回撤運輸時平緩通過拐角處，極大地減少掉道事故的發生，確保了工作面回撤時的運輸作業安全。