復雜地質條件下綜采工作面回采技術的探索與研究

吳云軍 張慶華 段成相

摘要：復雜的地質條件是制約煤礦安全生產的關鍵所在，而合理的開采技術和采煤方法則可以有效地解決不同地質條件對回采的影響，充分發揮安全技術組織措施在生產過程中的作用。現就棗礦集團田陳煤礦3下213綜采工作面在復雜地質條件下成功的回采經驗加以總結和歸納。

Abstract： Complex Geological conditions are the key to restrict the safe production of coal mine， while reasonable mining technology and coal mining methods can effectively solve the influence of different geological conditions on the recovery of mining， and give full play to the role of safety technical organization measures in the production process. This paper summarizes the experience of 213 comprehensive mining face under complex geological conditions.

關鍵詞：綜采工作面;復雜地質條件;技術措施

Key words： comprehensive mining face;complex geological conditions;technical measures

中圖分類號：TD823? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）26-0153-03

1? 概述

我國是世界上煤炭資源最豐富的國家之一，有著上千年的煤炭開采歷史，通過長期對煤炭開采技術的改進和探索，到了現代我國的煤炭開采技術已實現了機械化，采煤、掘進、地質、開拓、支護、通風、提升運輸、瓦斯排放、安全管理等等都已具備了相當高的技術水平。但唯一改變不了的就是我國煤炭賦存的地質條件。好的地質條件下，通過合理布置，綜合機械化采煤設備，無疑會造就出高產高效的工作面，但復雜的地質條件下，布置一個高效率的綜合機械化采煤工作面，也無疑是個挑戰，這就需要有最合理的布局，清晰的采煤工藝過程，特殊地質條件下的采煤方法和安全技術措施。

2? 工作面地質概況

3下煤層213綜采工作面位于田陳煤礦南二采區右翼下部，上方211工作面及213里面均已回采完畢，下部為沖刷帶薄煤區，煤層賦存較穩定，煤層厚度1.0-3.6m，平均2.85m。

3? 影響回采的地質條件（圖1）

①工作面總體為一單斜構造形態，地層傾向90°-110°，平均傾角8°。斷層特別發育，巷道揭露斷層15條（H>0.6m），揭露斷點33處之多，其中F4、F9、F10三條斷層對工作面回采影響最為嚴重，落差分別為0.8-5m、2-2.7m、1.2-2.1m。F9斷層貫穿全面，又與F4斷層交叉切割，影響回采特別嚴重，F4、F10斷層在面內延伸長度分別達到160m和240m。

②213工作面受上部211采空區、下部薄煤區沖刷帶及工作面斷層的影響，工作面初采時切眼長度為20m，布置16架綜采液壓支架，巷道上端頭采用單體液壓支架配鉸接頂梁進行支護，機尾下端頭處則隨著工作面的推采，逐漸挺溜子、安裝支架，直至推采到面長達到134m，全面共安裝91架液壓支架，對正常的循環生產影響較大，增加了職工的工作量。

③213綜采工作面推采過程中，需過213老巷及211補軌兩條老巷，且老巷中都有大斷層揭露，需提前進行套棚、裝頂維護，并且工作面與老巷推透前后需加強通風系統的管理，及時調整布置合理的通風系統。

4? 不同地質條件下采取的回采措施

4.1 過斷層

過斷層期間，工作面應嚴格控制好采高，以保證支架有效支撐頂板和確保煤機、支架等能夠順利通過。同時加強工作面支護質量的管理，保證支架有良好的支護狀態和支護強度，杜絕支架出現“跑、冒、滴、漏”等現象，是實現安全生產的必要條件。

過斷層時煤機要放慢速度，有大塊矸石時要及時人工破碎，嚴禁利用煤機與刮板輸送機來破碎矸石。頂板破碎時及逮頂煤地段帶壓擦頂移架，將支架前梁略降，離開頂板，將支架直接向前拉，直至抵住煤壁，有效地控制頂板掉落。及時跟機移架，減小空頂時間。片幫時及時拉超前架，對歪斜、咬架、蹬空的支架要及時調整。斷層處必須將溜子順成較緩的坡度，保證煤機能順利通過。過斷層下盤托頂煤開采時，一般逮頂煤不得超過5架，頂煤冒落要及時用木料將頂板裝實。裝頂工作應安排專人指揮，觀察好頂板。降架時，支架的斜下方嚴禁有人，操作人員要觀察好頂板、煤幫及支架的安全牢固情況。進入煤壁機道工作時，應嚴格執行“敲幫問頂”制度，及時找掉危巖懸矸，同時也應閉鎖工作面輸送機，關閉本架及相鄰5個支架的截止閥。移架前，要清理好架間、底座上的浮煤和障礙物，堅持拉線移架，確保支護質量。升架時要注意側護板的伸出情況，防止升架損壞側護板或出現壓架、爬架等現象。移架工應站在架箱內，面向煤壁操作，禁止腳蹬在底座前，架前、架間不得有任何人進行作業或停留。

過斷層期間用風鉆或煤電鉆對斷層進行適當挑頂或臥底時，嚴格執行打眼放炮有關規定，因斷層落差大，需鋪網逮頂炭支護時，上網前要首先將頂梁上的浮煤、浮矸徹底清理干凈，將金屬網與二寸鐵管用鐵絲連接牢固，然后操作支架立柱和平衡千斤頂使相鄰三個支架的頂梁前端略離頂板，工作人員將二寸鐵管和金屬網塞入頂梁上方，所有人員躲到安全地點，然后升起支架頂梁將管子擠緊。降架上網時，要設專人觀察頂板、煤幫壓力情況，嚴格執行敲幫問頂制度，找掉危巖懸矸。上網時工作面輸送機必須停電閉鎖，金屬網嚴禁拐刮支架任何部位。開輸送機時可以站在輸送機擋煤板外聯網，停機站在輸送機上聯網時，工作面輸送機必須停電閉鎖。聯網時要設專人觀察頂、幫和支架情況，嚴格敲幫問頂制度，及時找掉危巖懸矸，用鐵絲將金屬網連接在一起，鐵絲用網鉤擰緊，擰結不得少于三圈，摘鉤后把鐵絲頭壓入網孔以防傷人。進入機道聯網時嚴禁人員操作聯網地點的支架，并關閉本架截止閥。鋪網時不得漏鋪及留有空隙，上、下網片要順茬聯接，壓茬長度不小于300mm，網扣間距不大于200mm。在采煤過程中，煤機割煤速度要放慢，每架掛一個手拉葫蘆，聯網后及時用其將網吊好，不得妨礙司機通過;煤機司機要盯緊前后滾筒，嚴禁割網。拉架時要看清金屬網有無拐、刮現象，如有要先處理好后再拉架。拉架時降架要適中，以不擁金屬網為宜，拉完后及時將支架升緊。

4.2 液壓支架的安裝

液壓支架的安裝是一個非常關鍵的過程，它需要軌道的整改，絞車的安裝，液壓管路的安裝，更需要維修及安裝時各工種的協作配合，每一個環節都不容忽視。①當支架底座在前，頂梁在后進入組裝硐室時，先將前梁、頂梁利用生跟在專用起吊棚上的5個3噸千不拉將其吊起。②利用7.5kW絞車將底座拖到吊起好的前梁、頂梁正下方，調整好前后立柱及掩護梁，然后進行組裝。③利用千不拉將整個支架重心調正，用2個2噸千不拉配合6分繩扣將支架與平板車封牢運出。④起吊時，必須先認真檢查側護板與側推千斤頂的聯結是否牢固，起吊棚是否牢固可靠、各聯結裝置是否可能自行滑移、脫落，否則必須先處理。組裝完畢后用千不拉調正支架重心時平板車必須固定牢，用推拉千斤頂配合小鏈調正支架重心時，嚴禁使用鉤子作連接裝置，同時起吊梁上的千不拉不能提前摘除，并實現遠距離供液，嚴禁人員站在組裝好的支架上進行任何操作，其他人員躲到安全地點。⑤液壓支架提到位后，剎住閘把，用木料將平板車周圍墊平墊穩，并利用5分繩扣配合卸扣，在道上將平板車生上根，人員閃到安全地帶，緩緩松車，待生根裝置漲緊后，在液壓支架下側及面前側各打一根支撐單體支柱，防止支架下車時歪斜、下滑。⑥在支架下車后移動的線路上鋪上木料，將下頭17kW回柱絞車勾頭配合圓環鏈及與之配套的連結環與液壓支架底座相連，漲緊回絞繩。⑦整改好礙事的柱棚，待一切準備就緒，確認無誤后，將封車用具解除，人員閃到安全地段，將支架拖下平板車，接通各種管路，將支架升到合適高度，最后利用17kW絞車配合滑子、單體將支架調正。

支架遷移過程中，人員躲開繩路，站在安全的地點操作，凡礙事的柱棚在整改時嚴格執行“先支后回，敲幫問頂”制度，逐棚逐棵替除，嚴禁大面積空頂作業。支架移過后及時按原支護方式支護。上齊各種銷軸，連接龜頭，調正、找平墊好底板，升實支架，最后關閉本架供液總截止閥，清理衛生。清晰、合理的安裝計劃是支架安裝的關鍵所在。

4.3 過老巷（老巷及中間巷）

過老巷前要提前對其進行維護，通常采用單體液壓支柱配合鉸接頂梁進行維護。維護時嚴格堅持敲幫問頂制度，找掉危巖懸矸，單體確保初撐力（不小于90kN），穿大鐵鞋，拴齊防倒繩。派專人每班檢查支護情況，及時更換損壞卸液的單體。單體支柱必須垂直于頂底板，并打成直線。

當回采到老巷時，工作面此處支架必須及時拉超前架，伸出支架伸縮梁，挑起護幫板。并確保支架的直線性，以保證用足夠的支護強度。回采過程中要嚴格控制好采高，防止支架超高使用。人員在老巷內工作，嚴禁操作老巷處的支架，并關閉此處支架的總截止閥。煤機距老巷15m時，老巷內的人員必須撤到安全地點，否則必須停止煤機運行。發現老巷內的壓力增大，棚梁變形或斷裂時要及時更換或補打支柱維護，及時調整支架，防止歪架、咬架。調整支架與老巷的夾角，減小暴露面積，防止上竄下滑。專人清挖老巷中水溝，防止堵塞，防止水沖巷道。發現老巷內的壓力增大、棚梁變形或斷裂時，要及時更換或補打支柱加強維護。

4.4 工作面生產組織

由于工作面初采只有20m，無法采用正常的進刀方式，只能采用穿梭采煤方法，移溜時不一次移到位，移溜步距一般為0.2-0.3m，以減小溜子彎曲度。煤機來回穿梭割煤，及時跟機移架，煤機割不透端頭時采用人工打眼放炮開缺口的方法，停機時將溜子、支架調整成直線，機身處拉超前架，使用好護幫板。及時調整勞動組織，優化人員結構，超前處理，有效減小挺支架、溜子，過斷層等情況對生產的影響。

5? 結語

在煤礦生產實踐中，針對不同的地質條件制定合理的、有效的安全措施，可以使安全生產達到事半功倍的效果。通過加強安全技術措施的貫徹和執行，可以及時處理工作面回采過程中的安全隱患，提高工作面的回采率，增強職工的安全系數，這不僅是213綜采工作面成功回采、高效回采的主要因素，而且也是整個煤礦系統高產高效的關鍵所在。（圖1）

參考文獻：

[1]李海燕.綜采工作面穿層回采技術研究與實踐[J].煤礦現代化，2019（05）：44-47.

[2]趙子浩，趙強，張榮浩.大坡度綜采工作面回采技術研究及應用[J].山東工業技術，2019（13）：98.

[3]袁京洲.淺談綜采工作面復雜條件下變頻技術的研究與應用[J].價值工程，2016，35（16）：141-142.