綜采工作面三角煤回采工藝研究

王碧榮

（山西臨汾西山能源有限責任公司，山西 臨汾 041000）

隨著煤炭開采技術的不斷發展，礦井開采地質條件愈加復雜，工作面的布置形式多種多樣[1]，若一味采用相同的開采方法，不僅不能發揮出開采的機械化水平，還會造成煤炭損失。根據統計，我國礦井的三角煤浪費現象嚴重。因此，為了提高煤炭的回收率，需要對開采方法做出改進[2]。本文針對斜溝礦三角煤進行了開采工藝的討論，并將新工藝進行了實踐應用，應用結果顯示，三角煤的合理回采有效減少了煤炭資源的浪費，具有良好的經濟效益[3-5]。

1 工程概況

隨著礦井開采技術的不斷提高，采煤工藝由最先的炮采工藝轉變為綜采，逐步實現了開采的智能化、機械化。斜溝煤礦為低瓦斯礦井，現正在回采500工作面，該工作面位于井田規劃的東側，目前已經回采290 m，即將完成整個工作面的回采工作，工作面回采過程中共留設25m的保護煤柱，與運輸大巷形成了一定范圍的三角煤區域，三角煤區域長21 m，最大寬度達到155m。500工作面為綜采工作面，采用U型通風方式，工作面絕對瓦斯涌出量為1.5 m3/min，工作面頂底板巖層特征如表1所示。

表1 斜溝礦500工作面頂底板巖層特征表

2 三角煤開采工藝

三角煤因其特殊的形狀使得回采較難，一般情況下，三角煤的長度小于工作面的長度，在工作面回采過程中，需要不斷調整機械設備的數量，以滿足其長度的變化。此外，三角煤的存在加大了巷道圍巖的變形，不同寬度煤柱的支撐以及加強支護的費用都較高，當采空區頂板垮落時，礦壓明顯，易導致圍巖嚴重變形，甚至發生支架坍塌事故[6-7]。

三角煤回采的核心是在工作面回采過程中不斷縮減刮板輸送機的節數，在原支護的基礎上，工作面在推進至一定距離后，縮減一定數量的刮板輸送機節數，使得輸送機尾部形成階梯狀，最終與工作面綜采線平行，直至工作面封閉。

在對斜溝礦500工作面三角煤回采參數進行確定時，應首先確定各個參數之間的位置，如圖1所示。圖中L為端頭支架個數，一般取值L=4，當L=0時，表示沒有端頭架特殊處理工藝；A為中間架距離機頭或機尾的距離，主要用于確定中間架范圍；N為推溜支架距離機頭或機尾的距離，主要作用是確定推溜開始點；O為推溜支架距離機頭或機尾的距離，主要作用是確定推溜結束點；P為人工干預時，煤機距離機頭或機尾的最小距離，用于確定斜切進刀段的開始點[8-9]。

圖1 各參數位置圖

斜溝礦500工作面三角煤回采工藝如下（中間段回采工藝如下頁圖2所示）：根據工作面500實際開采情況，確定小號支架號為10號，大號支架號為140號，當在中間段進行回采時，煤機前收護幫，收伸縮梁，同時進行噴霧工作，煤機后伸護幫，伸伸縮梁，同時進行噴霧、拉架、推溜等工作；中間段完成后進入掃底煤段，此時需要人工切換工藝段，煤機前收護幫，煤機后伸護幫，隨后進行移架操作，按照從大號向小號方向，即A—L的順序依次完成移架操作，移架過程中還應注意掃底煤時的左右兩個滾筒高度的及時調整，前滾筒降低，后滾筒抬起，在進拐彎段過程中所有支架都不動作，當采煤機逐漸向機尾行走時，且實際進刀已完成后，進行人工干預；從掃底煤段切換工藝段到斜切進刀，按照從大號向小號方向開始進行推溜，采取逐架間隔推溜的方式，確保間隔時間最少為2 s，推溜工作時確保機頭整體直線推出；隨后人工進行切換工藝，從斜切進刀段切到割三角煤段，同理，按照從大號向小號方向，即A—L的順序進行移架，從N點開始跟機移架到A點停止，可以設置執行移架的支架在煤機位置前或煤機位置后，至L架范圍內，移架結束；人工切換工藝段，從割三角煤段切段到二次掃底煤段，二次掃底煤不推溜，煤機前收護幫，煤機后伸護幫，人工切換工藝段后，在A到L移架范圍內的支架開始執行移架動作，依舊按照從大號向小號的方向執行，煤機走到N架時，機頭L架開始整體推溜，保證機頭整體直線推出（由溜子機頭設備決定），二次掃底煤段回采工藝如圖3所示；人工切換工藝段，從二次掃底煤段到中間段，L+1架開始推到跟機移架重合點，補推溜支架與煤機距離不小于煤機后推溜距離，N點后向機尾方向逐個補移架支架，補移架支架時與煤機距離不能小于煤機后移架距離，二次掃底煤段到中間回采工藝如圖4所示。煤機從機頭向機尾方向前進，開始一個新的循環[10]。

圖2 中間段回采工藝

圖3 二次掃底煤段回采工藝

圖4 二次掃底煤段到中間回采工藝

3 具體實施方案

為了更好地把控三角煤與工作面的位置關系，需要提前了解工作面的寬度與高度，在采空區頂板完全垮落的基礎上，再進行拆架工作。根據500工作面實際回采情況，確定工作面回采4 m后，拆除3臺支架，此時，為減少因為支架拆除帶來的漏頂問題，需要在機尾處搭設菱形鋼網，同時在頂板上的出口位置架設單體液壓支柱，便于支護的回撤[11]。

支架的拆除工作必須有序進行，首先拆除輸送機機尾部分的支架，最后拆除機頭部分的支架，當支架拆除運出后，進行輸送機的拆除，最后斷開刮板槽。整個施工過程采用“三八”制工作，早班主要負責支架的拆除工作，中班和夜班負責工作面的推進，確保每天可以推進6刀。

4 回采效果評價

采用此方法順利完成了500工作面三角煤的回采工作，提高了煤炭的回收率，為礦井帶來了直觀的經濟效益。經過統計，此次三角煤回采共回收煤15 689 t，煤單價按照450元/t計算，共增加了706萬元的經濟效益，如果按照此方法繼續開采其他工作面，經濟效益可觀。通過此次三角煤回采工作，完善了礦井煤炭開采工藝，不僅為工作面的接替提供了足夠時間，也為高效回采提供了新的方法[12]。該回采方法簡單、可行，具有良好的經濟效益，值得大力推廣。