綜放工作面“漸變式”加架開采技術(shù)及應(yīng)用方法研究

張長(zhǎng)騰，張 琳（山東朝陽礦業(yè)有限公司，山東 滕州 277517）

綜放工作面“漸變式”加架開采技術(shù)及應(yīng)用方法研究

張長(zhǎng)騰，張 琳
（山東朝陽礦業(yè)有限公司，山東 滕州 277517）

為提高煤炭資源的采出率，將綜放工作面設(shè)計(jì)成不等長(zhǎng)工作面， 因此造成工作面在回采期間長(zhǎng)度變化， 給正常回采帶來一定的困難。中泰集團(tuán)朝陽煤礦創(chuàng)新性將工作面布置成“漸變式”，不僅有效的緩解了該礦生產(chǎn)接續(xù)緊張問題，最大限度的回收該部分三角煤資源。

“漸變式”；煤炭開采；綜放工作面

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.182

伴隨著我國(guó)礦井開采強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，煤炭資源逐漸枯竭，進(jìn)一步提高煤炭資源的回收率成為礦井實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要問題［1］。朝陽煤礦是一個(gè)資源面臨枯竭礦井，要延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件，提高資源回收率提高及技術(shù)含量是概況面臨問題。現(xiàn)就該礦3201（外）綜采工作面不規(guī)則開采技術(shù)作以下介紹。

1　工作面概況

朝陽煤礦3201（外）采用走向長(zhǎng)壁綜采放頂煤采煤工藝。 該工作面皮帶巷鄰3203工作面采空區(qū)，材料道鄰近 F2 斷層，受 F2 斷層及3203采空區(qū)影響影響 ，并最大限度提搞資源回收率，掘進(jìn)期間沿3203材料道方位布置3201外工作面皮帶巷，沿F2斷層走向布置材料道，將工作面材料道呈斜巷布置，從3201外切眼開始推采180m范圍內(nèi)工作面由52m漸變至92.6m。然后工作面保持該長(zhǎng)度至回采結(jié)束。在工作面漸變段回采時(shí)需逐步增加支架及前、后部溜槽。

據(jù)3201（外）工作面設(shè)計(jì)要求，漸變段初始階段皮帶巷與材料道巷夾角為20°段。當(dāng)工作面推進(jìn)30m后，材料道與皮帶巷夾角為10°。如下圖所示：［3］

2　漸變式綜放工作面回采工藝

2.1工作面回采前的方案設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)工作面設(shè)計(jì)要求，在安裝初期，提前在材料道外幫安裝支架，利用材料道支架配合液壓?jiǎn)误w形成材料道超前支護(hù)。

工作面“漸變式”回采加架間距：L = （H- h）/sinα［4］

式中 L：材料道安放支架距離；H：工作面回采后傾斜長(zhǎng)度；h：工作面初始長(zhǎng)度；α：工作面兩順槽夾角

3201（外）工作面選用ZF5200/17/33 型放頂煤液壓支架，該支架寬1.5m，即當(dāng)H- h = 1.5m時(shí)，工作面需增加支架（前、后溜）一架。

當(dāng)兩巷夾角為20°時(shí)，材料道每間隔4.4m在材料道外幫提前安放支架一架。當(dāng)兩巷夾角為10°段，材料道每隔8.5m在材料道安放支架一架。

（2）由于工作面上端頭受斷層影響，頂板破碎、頂煤較薄，并且無端頭支架支護(hù)，頂板下沉量會(huì)比較嚴(yán)重。特別支架增加不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)尾空頂面積較大，該區(qū)域需及時(shí)增加支護(hù)。若端頭因前部溜槽等設(shè)備影響無法打設(shè)單體處，則應(yīng)使用11#工字鋼一端探入機(jī)尾支架前梁，另一端探入十字梁支護(hù)。正常情況下，端頭支架與端頭支護(hù)的距離不得大于0.5m。

（3）由于工作面為綜采放頂煤漸變工作面，由于頻繁安裝中間架，漸變段機(jī)尾無法安裝端頭支架。將后溜機(jī)尾電機(jī)旋轉(zhuǎn)60°以降低其高度，同時(shí)下臥后溜機(jī)尾，并保證機(jī)尾支架保證高度不低于2.7m，即可實(shí)現(xiàn)該部溜子雙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2工作面增加支架技術(shù)

（1）工作面隨采安裝支架（溜槽）工序安排如下：工作面正常推進(jìn)→工作面機(jī)尾處5個(gè)支架鋪網(wǎng)→挺前溜→合支架→挺后溜→正常推進(jìn)。由于增加后部溜槽時(shí)，受機(jī)尾支架影響，施工空間有限，可根據(jù)工作面推進(jìn)及勞動(dòng)組織情況每次增加1～3節(jié)后部溜槽；（2）材料道支架調(diào)整至工作面合茬。在該工作面回采期間，材料道受到工作面的采動(dòng)影響，巷道斷面會(huì)有一定量變形，影響支架的調(diào)整合茬，調(diào)架前首先要保證支架合架位置的底板平整，應(yīng)提前理清該處浮煤（矸石）等其他影響合架的雜物。在被調(diào)支架降架前，應(yīng)首先觀察機(jī)尾合架處頂板的完好程度，若機(jī)尾頂板較好，則可直接撤除端頭支護(hù)向工作面調(diào)整支架；若機(jī)尾頂板較為破碎，應(yīng)在支架合茬前，工作面推進(jìn)時(shí)使用1～3根11#工字鋼一端探入上端頭支架頂梁，一端探入端頭十字梁加強(qiáng)機(jī)尾頂板支護(hù)，方可將影響調(diào)架的端頭支護(hù)撤除，然后降架調(diào)整支架。調(diào)整支架時(shí)要及時(shí)打好替柱，防止上端頭長(zhǎng)時(shí)間空頂；（3）工作面回采期間，材料道提前放置的支架需要隨時(shí)調(diào)整位置，以及時(shí)的增加工作面端頭支護(hù)強(qiáng)度。拖移材料道支架時(shí)，可使用支架后尾梁配合液壓?jiǎn)误w拖移。端頭支架可使用工作面機(jī)尾支架推拉板配合單體實(shí)現(xiàn)支架自身拉移，以保證根據(jù)工作面回采期間隨時(shí)調(diào)整支架放置位置；（4）工作面推進(jìn)過程中，機(jī)尾受地質(zhì)條件或其他因素影響，若出現(xiàn)不能及時(shí)增加支架情況，如何保證機(jī)尾的支護(hù)強(qiáng)度是“漸變式”開采的面臨的一大技術(shù)問題。朝陽煤礦解決機(jī)尾支護(hù)的施工工藝如下：當(dāng)工作面機(jī)尾支架增加不及時(shí)，導(dǎo)致機(jī)尾控頂距較大時(shí)，可在工作面留出一支架間隙，將工作面機(jī)尾第一個(gè)支架整體向機(jī)尾過渡，保證機(jī)尾支護(hù)強(qiáng)度。在機(jī)尾前溜第二節(jié)位置處使用木料沿工作面傾向固定在金屬菱形網(wǎng)上，木料間距為1800mm。固定木料時(shí)，將木料沿傾向鋪設(shè)在金屬網(wǎng)上面，上下兩端用扎絲把木料固定在金屬網(wǎng)上，該位置上一塊木料，并在物料下放打液壓?jiǎn)误w支柱加強(qiáng)該處支護(hù)。

3　漸變式工作面布置取得的經(jīng)驗(yàn)

（1）3201（外）工作面沿F2斷層走向布置時(shí)，需提前查明斷層的導(dǎo)水性消除斷層水的威脅。巷道掘進(jìn)以及工作面回采期間均需將防治水措施落實(shí)到位確保安全掘進(jìn)、回采。

（2）大型斷裂構(gòu)造附近多伴生小的構(gòu)造以及裂隙。巷道沿?cái)鄬幼呦蚓蜻M(jìn)時(shí)需加強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量，做好防沖及地質(zhì)觀測(cè)工作；及時(shí)準(zhǔn)確的收集分析地質(zhì)資料，判明揭露構(gòu)造為主斷層或是伴生斷層，以便對(duì)巷道的走向進(jìn)行調(diào)整。

（3）對(duì)于不規(guī)則邊角煤塊段，主要是評(píng)價(jià)地質(zhì)條件可采性和經(jīng)濟(jì)可采性，通過這個(gè)兩個(gè)方面的評(píng)價(jià)，來決定是否對(duì)三角煤進(jìn)行開采［2］。3201（外）巷道伴隨斷層經(jīng)過三次調(diào)向，最終形成可采儲(chǔ)量約16萬噸的3201（外）工作面，有力的保證了礦井的正常接續(xù)，同時(shí)對(duì)邊角煤柱進(jìn)行了回收，節(jié)約資源，取得了設(shè)計(jì)不規(guī)則面的成功經(jīng)驗(yàn)，把有限的資源合理利用，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限。

4　結(jié)束語

3201（外）工作面初始安裝支架37架，至加架工程全部完成后共計(jì)有支架63架，“漸變式”開采在中泰集團(tuán)朝陽煤礦3201（外）綜采放頂煤工作面首次嘗試， 并取得了成功。斜巷布置工作面多回收原煤面積3848m2，共計(jì)多回收煤炭資源近4萬噸，同時(shí)也為下一步的回采三角煤炭資源積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。

［1］謝強(qiáng)珍，張?jiān)茖帲瑒⒚魍?采區(qū)邊角煤開采技術(shù)方案探討［J］.山東煤炭科技，2004（02）：25-26.

［2］韓留生.綜采技術(shù)在回收邊角殘煤中的應(yīng)用［J］.中國(guó)煤炭，2002（10）：39-40.

［3］張永剛，楊夫剛，李福軍.不規(guī)則采煤工作面優(yōu)化布置［J］.山東煤炭科技，2015（10）：31-32.

［4］朱治華.朱莊煤礦復(fù)雜條件下綜采工作面不規(guī)則開采技術(shù)［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2008（03）：20-22.

張長(zhǎng)騰（1987-），男，山東濟(jì)寧人，助理工程師，山東朝陽礦業(yè)有限公司綜采工區(qū)技術(shù)員。