復雜地質條件下綜采技術應用啟示

文/周向志 劉愛軍

“煤礦的根本出路在于機械化”，這早已成為煤炭行業的共識。但是，南方煤礦井下地質條件普遍復雜，對應用綜采技術要求更高。近年來，為確保綜采技術的推廣應用，湖南黑金時代股份有限公司周源山煤礦重點從以下幾個方面著手。

一、詳細做好綜采技術推廣應用的可行性研究

周源山煤礦組織相關人員對全國綜采設備和技術發展現狀進行了全面調研，對相關設備的性能和適應條件進行了認真分析。對國內綜采使用現狀進行調研，特別是對與周源山礦同等條件下綜采的使用情況進行重點考察。認為國內同等條件綜采技術使用廣泛，技術成熟，設備全部國產化，沒有技術障礙，實施綜采后，礦井產能可得到穩步提升，礦井實現合理集中生產、減頭減面減人提效，有利于本質安全型、高產高效現代化礦井建設，有利于經濟效益的提升，完全適應推廣。

二、科學設計，量身訂做支架，“三機”配套

1.液壓支架的選型

根據煤層賦存條件，支架高度1.2～2.8m最為適宜。考慮支架的力學特性及工作面周期來壓現象，同時，考慮一定的安全系數，確定選擇工作阻力為3200KN的標準支架。根據多種型號的性能比較，宜選用目前正通用的兩柱掩護式液壓支架，其主要特點是：支架易于操作，對煤層變化適應性強，可以實現大調高比，支架結構件千斤頂少，操作簡單，性能穩定可靠。

2.采煤機的選型

采煤機的工作范圍應當與煤層厚度和支架的最低、最高高度相適應。采煤機最低采高應該在當工作面煤層高度最低處能進行采煤，最低采高不宜大于煤層的最小厚度，否則必須割頂。同時，支架的最低工作高度還必須滿足：h1≥a+(0.3-0.4)，則采煤機的機面高度應滿足：a≤h1-0.3=1.4-0.3=1.1m。 綜上兩個條件分析:采煤機的最低采高應≤1.4m；

采煤機的最大采高應能滿足工作面所需最大采煤高度的需要，因周源山礦工作面最大采高為2.5m，故采煤機最大采高應為≥2.5m。通過以上計算和分析確定：采煤機的最低采高h2≤1.4m.采煤機的機面高度a≤1.1m，采煤機的最高采高h3≥2.5m。

采煤機的生產能力應大于工作面設計生產能力，其實際生產能力可通過調節行走速度來達到。

3.工作面刮板運輸機的選型設計

按照刮板運輸機運輸量與采煤機生產能力配套條件，刮板運輸機的運輸量應當≥采煤機的最大設計生產能力。輸送長度以工作面實際長度而定，但適應傾角宜≤30°， 電壓等級宜選 660／1140v，選取性能較優的中雙鏈結構和機頭機尾兩點驅動方式。要根據 “三機”配套的原則，選取穩定性好，產能能得到充分釋放的刮板運輸機型號。

按照以上原則進行支架選型和優化“三機”配套，并綜合考慮支架的穩定性（防倒、防滑），同時，既滿足支護強度要求，又盡量減輕支架的凈重原則，確定支架相關參數、配套好“三機”，為成功應用綜采打下可靠的技術基礎。

三、優化綜采工作面設計，加強現場管理

1.優化綜采工作面井巷工程設計，搞好系統的配套改造

綜采工作面井巷工程設計要綜合礦井地質賦存條件要求，進行優化采區設計和井巷工程布置。要根據礦井核定產能要求及綜采效能發揮必要條件進行運輸、通風等系統改造，要使系統盡量簡單,運輸設備系統改造優選膠帶輸送機，減少設備臺數和環節，膠帶輸送機的能力要大于或等于工作面刮板機的能力。

2.加強綜采工作面設備安裝、使用、拆退的組織領導

（1）設備安裝的組織。首先，要成立安裝現場跟班領導小組和分專業組織安裝隊伍。制定切實可行的跟班制度，做到分工明確，責任到人，指揮到現場；其次，要根據現場實際情況編制綜采設備安裝、施工組織設計和安全技術措施，并對所有施工作業人員進行專門培訓，以實現安全、快速、優質安裝。由于支架運輸受到一定限制，因此必須將支架在地面解體分成底座和頂梁兩大件后，才能運送到井下進行安裝。采煤機從地面解體裝車運送到井下后，組織安裝。

（2）綜采設備的使用。必須按照安全技術措施和操作規程使用，并設定專人加強設備的日常維護。

（3）支架撤退。成立綜采工作面拆架領導小組。負責拆退工作的協調指揮，同時，確立三個主要項目小組：一是技術組，負責編制安全技術措施，并對施工作業人員進行安全技術措施和操作規程培訓；制定施工統籌計劃，收集整理相關技術資料進行總結。二是拆架施工組，負責組織施工人員，拆架施工現場支護，井下裝車。三是運輸組，負責車輛配送，支架運輸升井，組裝入庫。嚴格按照安全技術要求和程序進行拆退。

3.制定綜采工作面過斷層等地質構造的處理方案

（1）分段開采。斷層在機尾段，落差達到煤層2／3的走向斷層，機尾煤層向上斷離且斷層巖性堅硬，走向較長，則以斷層面為界，將工作面分為兩段，一段普采，一段綜采；若斷層在工作面中部或機尾煤層向下斷離，需沿斷層走向補掘巷道（一般只補壓上運道）開采。

（2）跳壓開采。遇落差大于煤層厚度的傾向斷層且斷層巖性堅硬，采取在斷層的外側補掘邊眼跳壓開采。如在工作面布置期間，發現大傾向斷層，則要根據工作面內外段走向長度，確定綜采工作面的采段。

（3）硬推開采。斷層落差﹤采高1／2的走向斷層斜交斷層時，則導致調整工作面山勢，強行推過斷層開采。

（4）超前處理開采。即提前安排補掘工程，人為剔除斷層帶,為綜采連續推進創造條件。

4.進一步制定和完善綜采的專門定額

組織勞動工資定額人員經常深入綜采現場，詳細了解收集綜采各環節、各崗位、全過程的實際情況，深刻分析和科學測算每個崗位，每個環節的勞動組織和工效定額指標。

根據現場了解和掌握的第一手資料，科學合理制定綜采專門的定額，并隨著現場條件的不斷變化而不斷完善綜采定額,做到科學管理,既能調動員工生產積極性,又能指導生產組織。

四、綜采技術應用效果評價

綜采投資后，全礦由過去的五個采煤工作面減少至一個綜合采面主采，兩個高檔普通機采面配采，效能大幅提高，礦井真正實現本質安全、集中生產、高產高效。雖然綜采工作面的投產比普采多投入1397萬元，但在生產過程中僅因提高產量和降低成本兩項就可以實現增收2894.6萬元/年。