綜采放頂煤工作面優(yōu)化正規(guī)循環(huán)實(shí)現(xiàn)快速推進(jìn)的探索

滿龍

（冀中股份葛泉礦薄煤隊(duì)，河北 邢臺 054000）

一、引言

1198上里工作面處于大油村向斜構(gòu)造的左翼，煤層呈單斜構(gòu)造，傾角2-9°，工作面9#煤平均厚度4.3m，主要由鏡煤、亮煤組成，為光亮型煤，硬度中等，煤層呈碎塊狀，含黃鐵礦晶體。偶含黃鐵礦結(jié)核。該工作面目前為葛泉礦東井主力回采工作面，為確保礦井產(chǎn)量任務(wù)順利完成，針對快速推進(jìn)期間兩巷端頭支護(hù)及外移轉(zhuǎn)載機(jī)等工作工序繁瑣，操作過程存在安全隱患等制約條件，對正規(guī)循環(huán)過程進(jìn)行重新優(yōu)化，合理分配每天四個(gè)班的產(chǎn)量任務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)安全快速推進(jìn)。

二、回采期間兩巷及機(jī)頭端頭支護(hù)要求

（一）兩巷超前支護(hù)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算

正常回采期間，兩巷超前支護(hù)采用單體液壓支柱配合π型鋼梁支護(hù)，垂巷布置，單體排距1000±100mm，10m以內(nèi)一粱三柱，10m以外一梁兩柱。現(xiàn)對兩巷超前支護(hù)強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。

超前段支護(hù)在靜壓情況下頂板載荷為：

?式中：γ頂 ：頂板巖石平均容重，取25KN/m3；h：補(bǔ)強(qiáng)錨索的支護(hù)效率，取0.8；RP：塑性區(qū)半徑；Q頂：靜壓情況下頂板載荷；Z：巷道深度,本面取其平均值為287m； R0：矩形巷道外接圓半徑;L：超前維護(hù)距離，取20m ：內(nèi)摩擦角 ，取 45°；進(jìn)風(fēng)超前段頂板載荷為：（動(dòng)壓影響一般取靜壓時(shí)的2-4倍，這里取3）

R0=2.39m；RP=2.84m；Q進(jìn) =3×Q頂 =3×γ 頂（RP—H/2）=94.66KN/m2

頂板總壓力： F頂 =L×a×Q進(jìn)=7572.8KN

進(jìn)風(fēng)錨網(wǎng)支護(hù)：F錨網(wǎng)= n補(bǔ)×N破η=56×130×80%＝5824KN

單體柱承載的頂板壓力：F單= F頂-F錨網(wǎng)=1748.8KN

Pt= F 單 /s=21.8KN/m2 ；R1=Kg×Kz×Kb×Kh×Ka×R=145KN

單體柱根數(shù)：n= Pt/ R1=0.15根/m2

實(shí)際：n實(shí)=n總/S=0.625根/m2

n實(shí)> n

所以，當(dāng)前兩巷超前支護(hù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論要求的壓力，完全滿足頂板支護(hù)要求。

（二）機(jī)頭端頭支護(hù)方式及控頂范圍

支護(hù)形式：端頭采用3.4mπ型鋼配單體垂巷布置，排距1000mm，安全出口處采用3.6mπ型鋼必須成對且順著巷道方向交錯(cuò)布置，每對對棚的兩根梁間距（棚梁中對中距離）不大于300mm，前后錯(cuò)距1m，隨工作面推進(jìn)交替邁步前移，邁移步距1m，π型長梁下單體液壓支柱初撐力≥90kN，梁下支柱使用DW31.5型單體支護(hù)，一梁三柱。機(jī)頭切頂線處加密支護(hù)，使用3.6mπ型鋼配合DW31.5單體支護(hù)，柱距600mm±100mm（中對中），梁兩端頭留300mm。單體要求迎山有力，迎山角3~5°，初撐力達(dá)到90kN，單體達(dá)成一條直線。

三、回采期間的正規(guī)循環(huán)設(shè)計(jì)

（一）回采工藝流程

本工作面回采主要工藝流程以放煤工序?yàn)橹行模湔?guī)循環(huán)順序?yàn)椋?/p>

割煤→移架→頂前溜→放頂煤→拉后溜→割煤→移架→頂前溜→放頂煤→拉后溜

工作面機(jī)采每循環(huán)產(chǎn)量：

31×0.5×2.4×1.46×93%=50.5t

放頂煤每循環(huán)產(chǎn)量

31×0.5×1.9×1.46×93%=40.0t

循環(huán)產(chǎn)量=工作面機(jī)采每循環(huán)產(chǎn)量+放頂煤每循環(huán)產(chǎn)量

=50.5t+40.0t =90.5t

（二）兩巷超前及端頭支護(hù)流程

中班正常回采期間，每班推進(jìn)4m，機(jī)頭端頭不放頂，機(jī)頭對棚梁隨推進(jìn)邁步前移，推移步距1m，至放頂線滯后支架后尾梁4m時(shí)不再推進(jìn)。機(jī)尾端頭采用單體配合金屬鉸接頂梁邁步支護(hù)時(shí)，機(jī)尾端頭放頂線滯后支架后尾梁0.5m，每推進(jìn)一排隨采隨放，運(yùn)料巷補(bǔ)充超前支護(hù)。

晚班正常回采期間，接班后運(yùn)輸巷外拉轉(zhuǎn)載機(jī)4m，至后部運(yùn)輸機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾搭接不影響接煤即可。轉(zhuǎn)載機(jī)到位后對機(jī)頭端頭進(jìn)行放頂，至放頂線與支架后尾梁對齊，并補(bǔ)充運(yùn)輸巷超前支護(hù)。完成準(zhǔn)備工作后，開始出煤，每班推進(jìn)2m，推進(jìn)過程中，機(jī)頭端頭不放頂，機(jī)頭對棚梁隨推進(jìn)邁步前移，推移步距1m，至放頂線滯后支架后尾梁2m時(shí)不再推進(jìn)。

夜班正常回采期間，接班后正常推進(jìn)，每班推進(jìn)2m，，推進(jìn)過程中，機(jī)頭端頭不放頂，機(jī)頭對棚梁隨推進(jìn)邁步前移，推移步距1m，至放頂線滯后支架后尾梁4m時(shí)不再推進(jìn)。完成推進(jìn)后，運(yùn)輸巷外拉轉(zhuǎn)載機(jī)4m，至后部運(yùn)輸機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾搭接不影響接煤即可。

四、回采期間的防滅火設(shè)計(jì)

葛泉礦東井井下現(xiàn)采用以注漿防滅火系統(tǒng)為主，噴灑阻化劑為輔的綜合防滅火措施。

利用工作面預(yù)隔離設(shè)施及其卡槽作為防火門套，并將封閉水閘墻的板材作為封閉防火門所用的板材。封閉防火門所用的材料，排列擺放要整齊，指定專人定期進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)如有變形或丟失要及時(shí)更換和補(bǔ)充。

五、快速推進(jìn)的實(shí)踐

通過對兩巷超前支護(hù)的設(shè)計(jì)核算，確定兩巷超前單體排距為1000±100mm，簡化施工步驟降低勞動(dòng)強(qiáng)度。重新制定正規(guī)循環(huán)方式，實(shí)現(xiàn)了中班出煤，晚班、夜班機(jī)頭端頭放頂外拉轉(zhuǎn)載機(jī)兼職出煤，早班正常檢修的勞動(dòng)組織。在實(shí)際推進(jìn)過程中，保障了兩巷的支護(hù)強(qiáng)度，同時(shí)大幅度縮短了每個(gè)循環(huán)時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)每天正規(guī)循環(huán)推進(jìn)8m，原煤產(chǎn)量約2000t。