復雜地質條件下綜采工作面快速回采技術

張文龍

山西焦煤霍州煤電集團汾河焦煤公司回坡底煤礦，山西臨汾 041600

復雜地質條件下綜采工作面快速回采技術

張文龍

山西焦煤霍州煤電集團汾河焦煤公司回坡底煤礦，山西臨汾 041600

雖然隨著科學技術的發展，煤礦開采的技術水平大大提高了。但是，近年來，隨著煤礦資源的減少，煤礦開采的環境和條件也變得越來越復雜了。如果在那些復雜的地質條件下，沒有適宜的回采技術作為支持，開采工人的安全就沒有保障，與此同時，也會永久性的損失很大一部分的煤礦資源。近幾年來，煤炭價格大大的提高了，如果能夠順利的對那些地質復雜條件下的煤礦進行回采，也會給企業帶來很大的經濟效益。對于復雜地質條件下綜采工作面來說，是一項重大的變革。本文針對復雜地質條件對綜采工作面的不利影響，介紹了不同開采技術地域綜采工作面進行開采的效果以及具體方法。

綜采工作面；回采技術；復雜地質條件

1 工作面地質情況概述以及回采技術

所謂綜采，就是“綜合機械化采煤”的簡稱，主要包括“破”、“裝”、“運”、“支”、“處”這五個大體的工序，并且對于這五個主要的工序來說，全部都要實現機械化。另外，并不是所有的地質條件都可以進行回采的，只有煤層的地質條件相交來說較好，地質構造少時才可以采用綜采工藝。并且，根據具體的煤層厚度以及煤層傾角的不同等，所屬的使用條件也不同。

1.1 綜采條件

1）如果煤層傾角＜15°，當煤層的厚度為1.3m～3.5m時，開采使用的條件屬于中厚煤層；當煤層厚度為3.5m～4.0m之間時，條件屬于厚煤層開采；當煤層厚度大于5m時，此時采用的條件屬于厚煤層一次采全高；

2）如果煤層傾角＜25°，煤層厚度為3.0m以下時，就屬于經濟型綜采條件了。

對于不同的地域來說，地質環境是不一樣的，但是，總體上來說，都有幾個相同的特點：綜采工作面的采深較大，一般位于七層煤下方，并且由于侵入了火成巖，因此會有煤柱留下，這樣一來，在進行下一層的回采時，就會使得受到的應力集中。這是如果采用水力采煤的方式，就需要將巷道設有一定的坡度，方便溜煤。事實經驗告訴我們，只有當調斜開采的時候，才能使得資源最大化的被挖掘開采出來，這時的旋轉中心應該設置在平巷的折向彎點處。

1.2 綜采工作面的調斜技術

偽斜控制技術是綜采工作面回采技術的重點，如果偽斜的調整不得當，刮板輸送機（用刮板鏈牽引，在槽內運送散料的輸送機。）的固定就會不穩固，出現上竄下滑的現象，這會使得對于輸送的管理變得很困難；并且，這樣很容易發生倒架、支架歪斜的現象，頂板一旦失控，就影響到煤礦的生產安全問題。因此，偽斜超前距離是隨著煤層傾斜角的大小變化而變化的，二者之間的關系對于煤礦安全開采來說是很重要的。偽斜距離的正確應用以及合理調整，既與頂底板的巖性有關系，又與回采工序以及支架的性能有關。所以，在進行偽斜回采的時候主要應該注意以下幾個方面：

1）嚴格的按照偽斜進行管理，不可以讓刮板輸送機頭部或者尾部有甩動，避免發生歪架或者倒架的現象；

2）對于采高要進行嚴格的控制，不能出現支架登空的現象，一定要使支架接頂嚴密，同時還要有足夠的支撐力；

3）要加強對工程質量的監督管理。要保證刮板輸送機能夠平穩的運行，并且支架要按照事先計算規定好的距離進行拉移，務必保證支架位置能夠成一直線；

4）當煤層的傾角大的時候，工作人員的應該盡量堅持讓拉架以及輸送機自下到上的進行。務必要按照順序進行移架，并且移開以后還要馬上升牢升緊；

5）一旦發現支架有歪斜，就要及時的進行調整。但是當歪架的范圍較大時，此時應該把住一端逐漸對其進行調整，并且，在調整后，還要對比偽斜控制標準，保證使作業過程正規嚴格。

1.3 工作面的支護形式以及巷道設置

應該平行布置工作面的沿煤層走向的兩巷壁，并且，切眼、兩巷都要沿著煤層的頂板進行施工，對于兩巷的支護形式，都要用到錨網梁和錨索，二者聯合搭配使用。

2 工作面進行回采時存在的問題

1）工作面過斷層時。如果在開始投產后出現了工作面過斷層的現象，那么，因為受到了斷層的影響，就會增加全巖中對工作面支架的數量，并且會對工作面的局部傾角有一定的影響。此外，受到斷層后的影響會使得工作面的兩巷高度有所增加，這會增大工作面的傾斜長度，并且會使得工作面的上方帶有小面回采；

2）煤層采動以及煤柱的影響。由于對于綜采工作面來說，煤柱的應力較為集中，因此，對于這一段的煤壁會出現嚴重的片幫現象；并且，受到了工作面上方的煤層采動的影響，不能使壓力趨于穩定的狀態，因此，工作面的兩幫以及頂底板的移近量較大。

3 控制正常生產的技術措施

3.1 加強對于過斷層的處理辦法

1）要控制斷層處的回采層位。為了減少因為斷層落差而造成的局部工作面傾角增大的情況，因此，在出現工作面過斷層時，應該采取下盤破底和頂煤的措施，上盤應該采取破頂的方法，并且要對工作面的刮板輸送機進行隨平處理，以保證支架有一個良好的狀態，使其運輸系統保持正常；

2）放炮來松動巖體。以霍州煤電集團汾河焦煤公司回坡底礦西區10-109綜采工作面為例，該工作面斷層處揭露的泥巖和粉砂巖，它的質地很堅硬，如果采取硬割的方式，會損壞采煤機，因此，對于那些處于斷層影響范圍內的巖石來說，首先要進行松動爆破處理。這樣一來，不僅可以保護采煤機，還可以加快采煤速度，提高了整個工程的進度；

3）安設柔性的防護網。對于工作面斷層的落差來說，一般是很大的，并且，影響范圍很廣，傾角的幅度也很高，容易出現滾落煤塊打傷人的現象，因此，通常在人行道和工作面之間會設置一層柔性的防護網，目的就是保護工作人員的生命安全。對于這層防護網來說，一般都是采用尼龍繩編制的，對于網的具體設置，通常是下端固定于輸送機的欄桿上，而上端則是固定于支架的起吊環上，而中間則還需要用吊鉤連接并固定，以使網一直處在一種緊繃的狀態；

4）菱形金屬網的鋪設。對于這種金屬網的鋪設，目的就是預防漏頂事故，一旦發生漏頂事故，就會造成冒頂事故或者支架歪斜，這些情況都會影響到對于斷層支架的鋪網工作的進行。要注意的是，在鋪設金屬網時，要將舊網至于上方，新網至于下方，并且在網和網之間，需要用到鐵絲進行連接，使之成為菱形形狀；另外，還要在頂梁與金屬網之間放置一根半圓木，這是為了保證在降支架的時候金屬網不會下墜，避免出現撕網的現象。

3.2 加強對于出口小面的管理

1）要保證小面的工程質量。小面是位于工作面的上端的，因為會受到移架的影響，所以距離小面頂板的通常不容易控制。基于此，對于小面單體的主旨來說，必須要保證壓力足夠，一般初撐力不應該小于12MPa；

2）人員要足夠。對于綜采工作面的回采工作來說，進度是非常快的。因此，如果不能保證工作面上方的小面的供給，就會制約到工程的推進速度。所以，對于小面的制作工作，應該配備足夠的技術人員，務必要保證其進度。

3.3 加強對于工作面的片幫控制

對于綜采工作面來說，如果不能對其片幫現象進行及時的處理和控制，就會引發冒頂事故。目前來說，以山西焦煤霍州煤電集團汾河焦煤公司回坡底煤礦為例，最常使用的方法：

1）對于煤層厚度為1.3m～3.5m時，控制片幫主要采取加強工作面頂板管理，移架后，及時將支架進行升架補液保證支架接頂嚴實，并且，及時將支架護幫板打開以便于更好的保護煤壁。對于片幫嚴重地段，采取超前帶壓移架；

2）對于煤層厚度超過3.5m以上時，控制片幫采取注漿措施較好，在煤體上打眼，然后注入馬麗散，作用就是對其加固。打眼時，要沿著工作面傾斜的方向，每隔4架注一次孔，并且，注漿的孔要在頂板以下1.5m的位置，并且要按照10°左右的角度沿著煤層的垂直煤壁進行布置。注漿的標準是使得單孔的壓力能夠達到設計好的注漿壓力，并且要能夠穩定1min以上，當周圍壁竄出漿液后，可以停止注漿了。要注意的是，打眼的深度應該在8m左右，并且每當推進6m后都要開始進行下一循環的操作。

3.4 控制工作面的刮板輸送機的上竄下滑

在發生過斷層時，工作面的傾角可能會達到40°或是更大，在這種情況下，對于工作面的輸送進行控制就顯得尤為重要了，一定要避免出現上竄或是下滑現象的發生。并且，在生產期間，需要員工根據工作面上變化的角度隨時的調整輸送裝置，通過調整機頭機尾等來達到輸送帶與工作面之間更好的配合關系。在控制工作溜子上竄下滑還可以采用經驗調斜計算公式S=L×tg2/5α（S—斜距、L—工作面長度、α—工作面傾角）得出的斜距進行工作面調斜。

3.5 加強兩巷的加固以及修護工作

兩巷發生嚴重變形時，會引發嚴重的事故，因此，必須要事先對兩巷變形量進行實地考察，并在可能會出現變形的地方進行臥底修護或者是直接進行刷幫挑頂的工作，就是要保證兩巷能有足夠的斷面來滿足通風、行人以及運輸等等一些列的需求。

4 結論

進行復雜的地質條件的綜采工作面進行回采工作時，對于設備以及人員技術水平的要求是非常高的，由于其危險系數也很高，因此必須引起相關人員的重視。首先，就是要對影響回采工作的地質因素進行認真的分析，一定要及時發現隱患，并要采取切實可行的措施進行補救，要能夠將綜采工作面的生產優勢充分的發揮出來。企業想要實現高效的生產，就必須要突破傳統的開采方式以及開采工藝，要利用現代的技術以及設備進行科學的勘測，為安全開采煤礦提供安全的保障和可靠的數據。隨著開采技術的發展和進步，機械化的采、掘技術已經成為了主流，并逐漸顯現出其獨特的優勢，提高了工程的進度，也給企業帶來了巨大的效益。

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1674-6708（2011）53-0116-02