綜采工作面回采末期收尾技術參數及工藝研究應用

徐元元 周紅旗

摘?要：2505綜采工作面回采末期，因煤層走向、傾向角度大，頂板破碎，地質條件復雜，為保證綜采工作面順利回撤所有設備，對綜采工作面回采末段技術參數及工藝進行了研究，該技術現場應用效果良好，有效保障了設備安全回采。

關鍵詞：復雜條件;上網上繩;支架回撤

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引言

綜采工作面回采結束后，因地質條件的多變性、復雜性，導致設備在回撤期間難度較大，給煤礦安全生產帶來較大威脅，近幾年來，隨著煤炭資源高強度的開采，煤炭資源越來越緊缺，因此如何為綜采工作面安全、快速地回撤提供安全可靠環境，保證最大限度回收煤炭資源，是煤礦企業的一大難題。

1.復雜地質條件

2505綜采工作面處于城郊煤礦二水平東翼，煤層埋藏深度較深，回采末期煤層傾角平均21°，局部傾角在26°以上，工作面俯采角度達18°，頂板較破碎，老塘竄矸嚴重，同時工作面瓦斯較大，頂板為多層復合頂板，導致工作面在回采結束后，支架回撤難度較大。

2.收尾技術參數及工藝的優化

2.1?收尾開始位置及上第一根繩位置的確定

2.1.1?收尾開始位置距停采線距離L的計算方法：

L=a+b+c

式中：L-收尾時距停采線的距離;

a-首排半圓木落地后塑編網壓人老塘的長度，一般取2m;

b-液壓支架掩護梁與尾梁連接銷孔到支架底座下端塑編網的長度，取3m;

c-上第一根鋼絲繩時工作面距停采線距離。

2.1.2?上第一根繩時工作面距停采線距離c的計算方法：

c=l+m+n

式中：l-回撤通道形成后，支架頂梁梁端與煤壁的距離;

m-支架頂梁的長度;

n-支架掩護梁的長度。

2505綜采工作面所使用支架為ZY3800/16/35掩護式支架，支架頂梁長度3.15m，掩護梁長度1.9m，回撤通道形成后，支架頂梁梁端與煤壁的距離1.9m，代入上式計算得上第一根繩時工作面距停采線距離c為6.95m（數值取整為7m），收尾開始位置距停采線距離為11.92m（數值取整為12m）。

2.2?上繩工藝的改進

2.2.1?鋪首排網工藝優化

鋪網前要提前調整工作面，保證液壓支架、刮板輸送機平行于停采線。當工作面推進距停采線12m時，沿工作面支架頂梁前端，開始鋪設第一排網。工作面鋪設塑編網采取分段作業，即在每段內采煤機割完煤后逐架操作，具體操作步驟如下：先將塑編網聯到半圓木上，再將半圓木布置在液壓支架頂梁上，然后移架挑住半圓木，挑好半圓木后將下垂的網片吊掛到支架頂梁上。塑編網采用聯網繩扣扣聯接牢固。在移架過程中注意將液壓支架降至足夠低的高度，確保支架頂梁能挑住半圓木。自機尾向機頭方向逐架操作，半圓木便逐架壓入支架頂梁與工作面頂板之間，第一排塑編網也隨之鋪設完成。

2.2.2?鋼絲繩的合理布置

收尾期間使用舊鋼絲繩，長度為225m（留出5%的富余量用于鋼絲繩的固定），第1根鋼絲繩布置于掩護梁下端，即距第1排半圓木5m處，根據以往工作面回撤經驗，掩護梁處鋼絲繩受力最大。因此，整個掩護梁鋼絲繩布置選用Φ26mm的鋼絲繩，同時將繩間距減小到0.5m。

2.2.3?鋼絲繩數量的選擇

整個掩護梁加密布置鋼絲繩，間距0.5m，共需上繩4根，第5根鋼絲繩處于頂梁上部。考慮到回撤期間有掩護架支撐，鋼絲繩受力不大，故至停采線鋼絲繩布置問距為0.6m;在支架頂梁前的網片下鋪設Φ21.5mm的鋼絲繩，以后工作面每推進一排，鋪設一根鋼絲繩。故共布置13根鋼絲繩。

2.3?設備回撤通道的尺寸確定

2.3.1?設備回撤通道寬度

設備通道寬度要滿足支架回撤的需要，但又不宜過寬，設備通道過寬，控頂距離增大，增加回撤過程中頂板管理的難度，同時亦增加材料消耗和延緩收尾速度，因而需根據不同的支架合理確定不同的設備通道寬度。設備通道寬度主要考慮支架回撤時磨架寬度要求和回撤運輸通道寬度要求。根據經驗值取3.5m。

2.3.2?設備通道高度的確定

設備通道高度主要考慮支架運輸高度要求，同時考慮一定的安全高度。

工作面回撤設備通道頂底板高度計算：

H=e+f+g+h

式中：H-工作面回撤設備通道頂底板高度，m;

e一支架最小支撐高度，取1.6m;

f-支架頂梁厚度，取0.35m;

g-裝車平臺高度（或通道軌道系統形成后平板車上沿與通道底板的高度），取0.3m;

h-運輸安全高度（考慮安全運輸富余量及頂板下沉量），一般取0.3。

以?ZY3800/16/35支架的參數代入計算得工作面回撤設備通道頂底板高度H為2.55m。

3.解決難題

3.1?通過計算收尾時距停采線的距離及上第一根繩距停采線的距離，明確了收尾的開始位置及上第一根鋼絲繩的位置。

3.2?鋪第一排網時，用4m半圓木代替鋼絲繩，安全可靠，適應性更強，使鋪首排網工作更輕松方便，同時更能保證支架挑住半圓木的質量。

3.3?根據掩護梁處鋼絲繩受力最大的回撤經驗并結合現場實際情況，合理布置及加密鋼絲繩，并做好鋼絲繩的數量計算及繩徑的選擇，從而大大加強了回撤通道老塘側的支護強度，起到了很好的擋矸作用。

3.4?通過對設備回撤通道寬度及高度的參數優化，降低了頂板管理的難度，同時也減少了材料的消耗，提高了收尾速度。

4.總結與認識

通過對工作面上網上繩、鋼絲繩的布置和設備通道支護等工藝以及收尾開始位置、通道寬度和高度等技術參數的優化，為大傾角綜采工作面收尾工作提供技術參考，為實現工作面安全、快速地回撤提供安全可靠環境，同時也最大限度回收煤炭資源。