邢東礦大采深工作面末采大角度調采技術研究

艾保慶

（冀中能源股份有限公司 邢東礦，河北 邢臺 054001）

1 概 況

邢東礦隸屬于冀中能源股份有限公司，于2001 年正式竣工投產，核定生產能力為125 萬t/a。礦井為立井多水平開拓方式，布置主、副兩個井筒，主井井筒裝備1 對多繩箕斗，用于提煤作業，副井為立井罐籠提升，用途為提升人員和物料。通

風方式為中央并列式，通風機工作方法為抽出式，副井進風，主井回風，采區實行分區通風，回采工作面采用全風壓獨立通風，掘進工作面采用壓入式局部通風。礦井為低瓦斯礦井，2 號煤層有煤塵爆炸性，屬Ⅱ類自燃煤層，水文地質類型為極復雜型，無沖擊地壓危險。2125 工作面為邢東礦-980水平2100 采區第5 個回采工作面，上部為2124 設計工作面，工作面南側有兩條巷道，即二水平軌道下山和二水平皮帶下山，下距2127 采空區290 m。工作面的走向長度為548 m，傾向長度148 m，煤層標高-1 038—-1 130 m，所采煤層為2 號煤，煤層平均厚度為4.5 m，工作面煤層傾角平均11°。

邢東礦2125 工作面推進至末采階段面臨調采，調采角度為33°，機尾共需調采70 m。按照以往工作面回采經驗，面對如此大角度的調采，一般都是采用直接停采的方案，避免末采過程中調采，相對于調采方案，如果采用直接停采的方案，造成煤炭資源的極大浪費。邢東礦井下地質條件復雜，很多工作面應用了調采技術，通過對我礦自身設備條件及以往調采經驗分析，確定了2125 作面大角度調采的可行性。

2 工作面調采設計

2125 工作面為提高煤炭資源回收率，需在三角煤區域實行大角度調采，要實現工作面大角度調采的安全推進，就要保證推進過程中解決好調采比例的控制、調整好支架、防止下滑、咬架等情況、且控制好兩巷支架的位置，保證液壓支架不擠幫、巷道不空頂。2125 工作面支架多、調采角度大，又鄰近工作面末采，在調采同時進行上網上繩工序，施工難度大，必須仔細現場考察、多次技術驗證，在保證安全的前提下，解決調采比例難控制、支架難調整、易下滑、易咬架、兩巷頂板不易控制等諸多難題。設計2125 工作面機頭機尾調采比例為1∶6 的大比例調采，為實現30°大角度調采提供技術支持。2125 工作面調采平面如圖1 所示，A點放大如圖2 所示。

圖1 2125 工作面調采平面Fig.1 2125 working face transfer mining

圖2 A點放大Fig.2 Amplification of A point

上圖中虛線為調采線，運輸巷陰影部分為需擴幫部分，運料巷陰影部分為正?；厥彰褐鶖U幫部分。調采全過程必須按設計比例，參照調采線進行（如機頭在每個拐彎處A1 位置時機尾必須在對應的B1 位置，依次類推），特殊情況可適當調整。

調采過程中施工單位根據現場實際情況及時調整支架角度，以保證液壓支架不擠幫、巷道不空頂及工作面正常生產。針對2125 工作面調采比例大，溜子機頭頂板破碎，且需要邊調采邊末采的情況，對調采期間頂板加強支護工藝進行了設計。

3 工作面調采現場實踐

3.1 工作面調采現場施工

2125 工作面開始調采后，由于調采比例大，溜子機頭頂板破碎，當2125 工作面推進到上網上繩位置后，先對機頭前15 個工作面支架的頂板進行錨網支護，隨著溜子機尾的繼續往前推，再對機頭前30 個工作面支架的頂板進行錨網支護，接著隨調采的進行及時對進入錨網支護位置其余支架的頂板進行錨網支護。

支護方式采用φ22 mm×2 400 mm 螺紋鋼超強錨桿，每孔使用兩卷Z2360 樹脂錨固劑錨固，使用φ12 mm 鋼筋梁，配合穹形鋼托盤、菱形金屬網等，間排距800 mm×800mm；頂板采用φ21.8 mm×8 500 mm 19 股鋼絞線錨索加強支護，每孔使用3 卷Z2360 樹脂錨固劑兩卷錨固，邁步交叉式布置，間排距1 600 mm×1 200 mm，靠近煤壁側距幫700 mm，配合2.6 m14 號槽鋼、木墊板等。

為保證2125 工作面調采期間的運料與出煤不受影響，提前一個月對2125 工作面的運料巷與運輸巷進行擴幫和臥底。同時煤班在出煤時候，每割一個機尾，都及時調整工作面支架角度，而降低調支架的時間，并及時量取兩巷超前量，根據實際回采情況確定上繩架數，保證了調采的順利完成。

3.2 工作面調采現場實施

針對2125 工作面調采比例大，溜子機頭頂板破碎，且需要邊調采邊末采的情況，對調采期間頂板加強支護工藝進行了設計。通過對工作面調采過程中位置剖面的研究，提前對2125 工作面的運料巷與運輸巷進行維護整修，保證工作面調采過程中不會出現因支架蹭幫而擴幫。

隨著工作面調采的進行，工作面機尾支架需向工作面機頭方向調整，當工作面機尾支架與原有巷道支護單體距離超過1.5 m 時，在支架和原有單體之間及時補打單體支護，配合1 m 鉸接頂梁，如兩巷頂板破碎或壓力較大時，除了及時補打單體支護外，可將單體梁改為一梁兩柱?；爻穯误w時，以不影響機組割煤為原則，不得超前回撤單體。調采期間嚴格按調采比例調采，及時調整支架，防止工作面出現突然上竄下滑。

工作面調采時，充分利用底調及側護千斤頂，及時調整工作面支架，堅持一步三調，使其方向、直率與調采相適應，保持支架具有良好的支護狀態。必要時，可配合單體調架。采用單體輔助調整支架時，需將單體用8 號鐵絲雙股綁牢，單體爪抓牢，單體采用遠方送液操作，人員躲到5 m 以外安全地點，且單體伸縮方向不得站人。兩端頭頂板破碎噴渣時，用半圓木或金屬網吊與放頂線處擋矸，必要時打設單體背網片和半圓木。

4 結 語

2125 工作面在三角煤區域實行的大角度調采，多回收了3.3 萬t 的煤炭資源，產生直接經濟效益1 584 萬元。邢東礦對2125 工作面末采大角度調采進行的技術研究及實踐，實現了復雜地質條件下工作面的安全回采，提高了煤炭資源回收率，緩解了采掘接替緊張。2125 工作面大角度調采工藝的成功實施，對類似條件下的工作面開采提供了技術參考，證明了其在邢東礦其他區域推廣的可行性，對礦井實際生產有現實意義，對于開發利用煤炭資源、提高煤炭回收率、延長礦井開采年限和實現高效開采都具有十分重要的意義。