深部礦井綜采工作面改進小面回采管理的方法研究

曹 蘇

（淮北礦業集團公司 桃園煤礦，安徽 宿州 234116）

目前有些綜采工作面為了盡可能的利用資源，在進行設計時采用不等長布置，這種布置方式將導致回采過程中出現小面，小面施工過程中耗費的人力及物力較多，同時給頂板管理帶來困難和隱患，為了小面施工時提高煤炭資源回收率，減少無效成本投入，必須積極采取措施強化過程及源頭控制，充分發揮技術和管理降成本的作用，提出了切實可行的方案。

1 概況

工作面隨回采出現小面后，使用單體配合金屬鉸接頂梁支護，小面機頭、機尾用長度為Φ0.24m×3m 半圓木過頂，中間地段使用小笆、塘材過頂，由于底板為煤底，為保證支柱初撐力及工作阻力達到要求，必須在柱鞋下下底梁（成捆大笆或半圓木）；機尾小面與大面搭接處采用兩根π 型梁對棚邁步，進行端頭支護；小面長度達到10m 時鋪設鏈板機配合出貨。

因而，導致施工過程中爆破作業較多，人員進入煤幫打眼、裝藥存在較大的安全隱患。使用木料較多、材料回收率低，每峒小面平均使用3.0m 半圓木4 塊、塘材5 根、小笆4 片、大笆3 片。煤炭資源回收率較低，工作面煤厚平均3.7m，此種辦法施工小面，回采高度不能超過2m，施工過程中資源回收率低。單體支柱損壞多，施工過程中單體支柱使用較多且頻繁，容易出現單體壓壞的情況，壓壞的單體支柱不利于安全生產。勞動強度較大、作業時間長，施工過程中人員需搬運大量木料及單體，增加職工勞動強度，小面較長時人工攉煤需要的時間較多，降低循環進度。

2 綜采工作面改進小面回采管理方法

桃園煤礦Ⅱ1025 工作面為Ⅱ2 采區第五個工作面。工作面標高為-620.6～-679.0m，走向長738m，傾斜長119～155m 平均129.2m。煤層平均傾角22°，煤厚0.6～4.6m，平均3.6m，回采面積99386 m2。老頂為砂巖，厚4.44m；直接頂為泥巖，厚4.26m；直接底為碳質泥巖巖，厚0.52m；老底為粉砂巖，厚2.54m。工作面，回采至F11 點時開始出現小面，一直到預計收作線小面共長達43m。工作面開始回采時有ZY6800-19/40 支撐掩護式液壓支架57 架，在F11 點前77m 處、F7 點前52m 處及F4 點前18m 處共有三個改造切眼，分別有支架21 架、11架、11 架。為提高安全生產效率，經礦研究后，對Ⅱ1025 工作面小面回采管理方法進行了改進。

2.1 Ⅱ1025 工作面小面回采管理方法

在風巷內安設好一部絞車，將準備接的液壓支架用絞車拉移至風巷小面出現位置，待小面出現后用風巷內支架支護頂板，將風巷內第一架液壓支架供液，采用絞車掛回頭滑子及單體配合支架本身使支架與工作面同步，放炮后及時伸出液壓支架前梁、護幫板及側護板進行支護，確保支護到位后再進行人工攉煤，以保證安全。之后隨工作面推進利用舌板及風巷內絞車使支架向前拉移，直至小面內有足夠需要接的支架后再進行接架（一般每次接架2～4 架）。

采用這種方法施工小面，不需要使用木料及塘材，大大減少了材料的使用。節約了大量的人力進行清理及來回搬運木料及單體的時間，減輕了職工的勞動強度，減少了職工的撇勾延點。支架支護頂板，減少了空頂作業時間，減少了安全隱患。小面施工進行爆破作業時，由于支架護幫板已經伸出，有效的支護了頂板降低了打眼及裝藥過程中的隱患。增加了小面部分的采高，提高了原煤產量，由原來的采高2m提高到3.3m，每平方米小面多出2.1 噸煤。

2.2 工作面小面回采管理方法改進前后安全經濟效益分析

用工量及工人勞動強度大大減少，每圓班節約用工8 個，每月節省用工240 個，當月平均每工260 元，每月節省用工費用62400 元。同時加快了循環進度，如按原來方案施工，小面施工用人用時較多，制約循環進度。

施工過程中小面面積約為10430m2，炮采小面支護時柱距為500mm-550mm，排距為1000mm（偏差不超過±100mm），改進方案后小面木料及笆片使用量得到大幅度節約。

表1

小面施工時支架支護效果比單體支護效果好，減少了爆破作業及火工品的使用，同時減少了鏈板機的使用，安全系數大幅度提高。

單體支柱使用數量及損壞數量均減少，租賃費用及賠付單體費用均大幅度減少。工作面風巷壓力大，每圓班按損壞一棵計算，每月減少損壞支柱30 棵。

表2

資源回收率大幅度提高，從出現小面開始至工作面收作，預計能夠多出22289 噸煤。每噸煤按430 元計算，可多收入9584270 元。

3 結語

通過對深部礦井綜采工作面小面管理方法的改進，即在工作面小面出現后采用液壓支架對頂板進行支護的先進方法，更有利于頂板管理及安全管理，同時能夠創造更多的經濟效益。值得同類綜采工作面的采用推廣。