新景公司15303綜放工作面生產溜調竄試驗分析

賈丑偉

（山西新景礦煤業有限責任公司，山西 陽泉 045000）

綜放工作面有前部和后部刮板運輸機，直接頂為煤層，且后部輸送機與支架底部耳軸通過收后溜千斤相連，導致生產溜竄動具有多樣化與復雜化，使得其調竄方案也更具挑戰性。生產溜的竄動常常會導致工作面推進慢、工作面端頭安全出口小于規定值、帶來安全隱患等不利現象，制約了高產高效工作面的建設工作。如何確保綜放工作面穩定高產成為能否平穩完成全年任務目標的關鍵[1-2]。

1 概況

1.1 工作面概況

（1）15303綜放工作面煤層總厚5.50～7.33 m，平均厚度6.17 m。基本頂為12.29 m的深灰色石灰巖，夾2～3層黑色泥巖；直接頂為0.4 m的灰黑色泥巖，不穩定，局部尖滅；直接底為8.4 m的灰黑色砂質泥巖；基本底為3.41 m的灰白色細粒砂巖。

（2）工作面初采期間，工作面整體下坡，進風巷沿走向方向最大坡度18°，回風巷沿走向方向最大下坡14°。工作面切巷掘進期間揭露N1褶曲構造，兩巷高差36 m左右，受其影響工作面最大坡度26°，機頭至30#架緩斜掘進，工作面原始推進度進風巷大于回風巷6 m，且機頭到41#架割底，最大處12#架割底3 m。

（3）工作面推進25 m揭露N4褶曲，25#～36#架煤層最大傾角38°，工作面最大坡度28°，于6月11日過完構造，工作面機頭坡度由26°降低至18°。

1.2 支護設備及參數

工作面安裝SGZ-1000/1400Q型刮板輸送機（前溜），SGZ-1000/1400H型刮板輸送機（后溜），116架液壓支架，ZFY7800-17/32D支撐掩護式液壓支架109架，ZFG7000-18/33D機頭機尾過渡架7架，采用MG400/930-3.3D型采煤機落煤和裝煤，前滾筒割上刀、后滾筒割下刀，雙向割煤。

表1 支架參數表

表2 工作面設備

2 生產及竄溜情況

2.1 生產情況

三月計劃產量10.5萬t，實際完成10.48萬t。進風推進65 m，回風推進59 m。制約生產的因素：工作面41#架往前處于N1褶曲，工作面26#架～41#架段底彎。煤幫煤軟頂板破碎，極易發生流矸支架傾斜倒架。生產過程中，隊組及時采取7架至22架拉架時人工擺架措施。3月8日起，機尾割不透處每天0點班、8點班放震動炮人工做機尾；同時，針對機尾缺架處制定專項加強支護措施，回風端頭缺架處每缺架0.5 m支設一趟棚梁+經緯網維護頂板；因支架前竄，機尾缺架，于3月30日安裝一架ZFY7800-17/32D型支撐掩護式支架維護頂板。

2.2 竄溜情況

（1）3月6日生產溜前竄，機頭與轉載機擋煤板緊挨，轉載點運煤不暢無安全出口，機尾0.5 m割不透，機頭支架占巷兩架，機尾支架缺架2.1 m。

（2）3月11日支架占巷3.3 m，機尾2 m割不透，機尾缺架4 m。

（3）改變調整工藝后，工作溜與支架逐步后竄，3月29日機頭與支架基本正常，機頭距進風巷煤柱幫1.95 m，機頭支架占巷由最嚴重的3.6 m減少至1.7 m。機頭與轉載機搭接正常，機頭支架占巷1架，機頭安全出口0.8 m，生產趨于正常。

3 竄溜情況及原因

3.1 竄溜情況分析

（1）2月26日初采至3月13日，生產溜機頭累計向進風竄動201 cm；采取人工擺架、倒移耳軸及多過機頭措施后，3月14日始，開始回竄；至3月21日，機頭出煤口搭接正常；至3月28日，機頭安全出口暢通，日推進度趨于正常。

（2）4月下旬，因兩巷高差減小，生產溜小幅度后竄，導致機尾殼占巷大，安全出口不暢（在5月1日拆一節槽）；5月4日機頭第一架距離鋼帶頭0.1 m，前溜進一步后竄。隊組提前采取調整回風端大于進風端的進度、單向頂溜及倒移耳軸方式，于5月9日機頭第一架挨住鋼帶頭，5月11日機頭第一架占巷0.97 m，恢復正常。至5月19日，因未及時將調整情況恢復正常，機頭過竄，從正常搭接狀態，向進風端多竄動75 cm，導致轉載機與前溜搭接處出煤不暢。

（3）隊組采取針對措施后，生產溜開始向回風端竄動，至5月30日，前溜累計向回風端竄動134 cm，機頭第一架最大離開鋼帶頭0.5 m（前溜搭接正常）。采取措施后，6月5日第一架挨住鋼帶頭，機頭情況趨于穩定。

3.2 竄溜原因分析

（1）初采未走脫切巷前，機頭～72#架處于褶曲構造，工作面機頭～41#架最大坡度28°。因切巷頂板高，工作面機頭至40#架區段支架接頂不嚴，無法保證初撐力。受工作面坡度影響，后溜向下坡方向小幅竄動，對支架尾部產生向回風端方向的分力，支架尾部隨著工作面推進擺向回風端，造成支架調向，前溜受支架扭架影響，拉架頂溜過程中，被動向進風方向竄動。

（2）工作面切巷處于褶曲構造，煤層傾角最大28°，切巷掘進時機頭～30#架區段緩斜掘進，致使進風端原始進度大于回風端6 m，工作面“留肚”。且因切巷26#～50#架段底彎，在初采過程中將工作面調直調平，加速工作溜前竄。

（3）初采期間，采用傳統偽斜開采方法（即回風超前進風約高差一半左右的方式）調整工作溜的竄動，調整回風端推進度大于進風端推進度。此方法并不適用于該工作面的特殊地質條件，不僅未緩解工作溜的竄動，反而致使機尾出現割不透現象。

4 調竄試驗過程

4.1 監測手段

在進、回風巷頂板中間安設紅外激光設備定線，由技術人員跟班測量生產溜機頭尾與中線的距離，通過數據分析工作溜的竄動情況[1]。

4.2 調竄過程

（1）初采初期，工作面機頭～40#架坡度大，支架接頂不嚴，受工作面坡度大影響，支架尾部擺向回風方向，工作面上坡段支架尾部向回風扭向，生產溜小幅度竄向進風。隊組采取多過機頭并使用千斤頂或單體液壓支柱對扭向支架進行擺架的措施，采用傳統偽斜方式對工作溜進行調竄，即工作面進風端頭高于回風端頭時，調整回風端頭推進度大于進風端頭。3月6日—3月9日調竄效果并不明顯，反而加速向進風方向竄動。

（2）3月8日—3月11日，因后部溜向回風下坡方向下滑，對支架尾部產生一個向回風方向的分力，為抵消后溜對支架扭向的影響，采取將收后溜耳軸從雙跨方式倒移至支架回風側，抵消拉移后溜時受下坡方向力的作用防止支架扭向，緩解生產溜前竄的趨勢，但并未扭轉生產溜竄動方向。

（3）3月11日起，改變頂溜的生產工藝，由傳統跟機頂溜變為進風向回風方向單向頂溜的方式進行調竄，配合偽斜開采及倒移耳軸的綜合方式，但仍未使得生產溜向回風方向竄動。

（4）自3月13日起，研究團隊突破傳統偽斜開采模式，改變調竄思路，采用多過機頭方式，使得進風端頭推進度大于回風端頭推進度，配合倒移耳軸及單項頂溜的方式，生產溜逐步回竄。當工作面推進度進風大于回風2～4 m時，前溜幾乎無竄動；當工作面推進度進風大于回風6～7 m時，前溜開始向回風竄動；當工作面推進度進風大于回風9 m時，前溜向回風竄動幅度開始增大。3月13日開始調整多過機頭后，至3月29日機頭向回風累計竄動176 cm。

4.3 調竄原理分析

（1）使用倒移收后溜千斤耳軸方法后，前溜向回風方向竄動較為明顯。將收后溜耳軸全部倒移至回風側時，能夠消除拉后部溜對支架尾部擺向回風的受力作用，有效解決了支架扭向的問題。利用支架對前溜的作用力影響，將前溜逐步向回風方向竄動。根據現場數據分析，倒移耳軸后向前推進約6 m，支架調向現象明顯緩解，前溜前竄幅度明顯減小。隨后隨著工作面向前推移，支架逐步扭正。

（2）當進風端推進度大于回風端時，工作溜的垂直方向與工作面正常推進方向形成一個夾角，當工作面向前，工作溜機頭有明顯向回風方向竄動趨勢。當進風端推進度大于回風端2～4 m時，工作溜無變化；當進風端推進度大于回風端6～7 m時，工作溜向回風竄動幅度不大；當進風端推進度大于回風端9～11 m時，工作溜向回風竄動幅度較大。進風巷與回風巷高差在25～30 m范圍，進度差6 m時，工作溜基本無竄動。

（3）采用從進風向回風方向單向頂溜的方式，能夠有效放大調竄效果，始終將調整進度差及單項頂溜對工作溜的調竄趨勢工作溜向回風方向釋放。

5 結論

（1）生產溜竄動調整最行之有效的方式為結合調整進度差、單向頂溜及倒移支架耳軸的位置三種方法共同作用，同時應根據預測預報考慮巷道的走向與變形量，計算高度下降時機頭向進風端的位移量。

（2）在不改變收后溜千斤的情況下，進風巷高、回風巷低時，按照傳統的竄溜方法采取偽斜開采方法（即回風超前進風約高差一半左右的方式[2]），不符合電液控支架實際情況。

（3）工作面生產過程中，要根據高差調整進回風巷進度差（一般進度差為支架的長度8 m左右）。高差縮小時，進度差也要及時減小。工作面進風端頭遠遠高于回風端頭時，進風推進度應大于回風。當生產溜即將回竄到位時，應及時減少進度差。

（4）當正常頂溜過程中發現前溜向進風側竄動距離超過20 cm時，應及時采取控制進風進度大于回風進度的方式逐漸控制前溜竄動。若調整效果不佳時，在保證工作面三直一平條件下，可加大進風與回風進度差，并使用單向頂溜方式，將前溜逐步向回風方向竄動。

（5）使用倒移拉后溜千斤耳軸方法時，應每天觀測支架推移桿、底座的方向與煤溜的垂直角度，回竄效果不佳時及時倒耳軸。當機頭占巷即將達到理想狀態時，需提前1.5～2 d時間將耳軸恢復，否則會出現過竄情況。