井下復雜工作面高效綜采技術的應用研究

王 亮

（大同市同煤集團云岡礦，山西 大同 037007）

隨著綜采作業技術的不斷提升，煤礦礦井深度不斷增加，導致綜采作業的地質環境日趨復雜，目前多數煤礦在進行綜采作業時，均采用了將綜采巷和運輸巷進行平行布置，均勻開工作面的切眼[1]，但在復雜地形條件下，煤炭分布不規則性增加，現有的綜采技術方案造成了大量的煤炭無法開采，嚴重影響了綜采作業的經濟性。某礦針對以上情況，結合其實際井下地質條件和長期工作總結，提出了在綜采作業的過程中邊作業邊安裝刮板輸送機和液壓支架，在作業后期邊撤出液壓支架、刮板輸送機邊開采，同時在端頭巷道進行放煤的高效綜采技術，突破常規的綜采布局方案，優化了綜采作業方式，極大的提升了煤礦井下復雜地質條件下的綜采作業效率，提升了煤炭回采率，具有極大的應用推廣價值。

1 邊采邊設置液壓支架及刮板輸送機

某礦井下工作面，在綜采作業開始時，根據初始的綜采巷道長度，共設置了37 組液壓支架，同時結合初期綜采面較短的現狀，將刮板輸送機去除電機和減速箱，只采用簡易單機運轉的方案，確保綜采作業時便于設置液壓支架和刮板輸送機，隨著綜采作業的不斷進行，當液壓支架組的數量達到86 組后，單電機驅動已無法滿足作業需求，此時對刮板輸送機的機尾側進行相應的改造，將電機和減速箱由刮板輸送機的后側轉移到刮板輸送機的采空側，從而解決了井下液壓支架后部空間小，無法滿足井下安裝和支護的難題。

完成對電機和減速箱的設置后，為了解決綜采作業過程中輸送機機尾收縮而導致的電動機冒壓的問題，經過多次的分析驗證，本文采用了在刮板輸送機的機尾的位置設置兩組無尾梁的液壓支架，使其一直處于機尾的第一個支架的側后方的巷道內，在綜采時，使兩組液壓支架的推拉道和刮板輸送機的后部的托板連接，由刮板輸送機拉著其不斷的移動。在進行支護設置時采用了用液壓支架的頂梁和前梁保護后側的頂板的支護結構，解決了安裝后側刮板輸送機時支護空間不足，易受到落石沖擊的難題，其液壓支架的布置結構如圖1 所示[2]。

圖1 綜采面液壓支架機尾支護結構示意圖

2 邊撤出支架及刮板輸送機邊綜采

由于煤礦井下地質條件復雜，為了確保撤出時的效率和安全性，經多次驗證，采用了先撤出第二組液壓支架的回撤方案，在刮板輸送機的機尾的位置始終設置一組端頭支架，實現對機尾位置的三角區域頂板的重點防護[3]。

在進行回撤時，應確保第二組液壓支架一直正對著井下綜采巷的中部，盡可能大的釋放空間，便于回撤作業操作。首先由撤收人員將刮板輸送機的中部槽撤出，使前側的刮板輸送機的中部槽數量要比后側的刮板輸送機少一個，在生產班組接班后，直接撤出第一組液壓支架即可。然后在第二天撤收人員對后側刮板輸送機的中部槽進行回撤，將該處的中部槽，從前天撤出的液壓支架的位置運出，能夠極大的提升刮板輸送機和液壓支架的回撤效率，提高回撤作業的安全性，井下綜采作業面的液壓支架的機尾撤架和支護作業示意圖如圖2 所示。

圖2 井下工作面機尾回撤和支護結構簡圖

3 端頭巷道放煤

由于井下煤層儲存條件復雜，綜采巷道也是沿著煤層的底部處分布，因此為了提升煤礦井下不規則區域內的煤炭的出采率，采用了在井下綜采運輸巷處采用放煤，用支架進行頂板支護的方案，放煤液壓支架的整體結構如圖3 所示。

圖3 放煤液壓支架結構示意圖

為了確保煤礦井下巷道的正常放煤作業，首先對巷道的頂煤進行預松動，在進行松動時主要采用的是來回升降液壓支架，給頂煤施加連續循環的外力或者卸錨索梁的方式，在進行放煤作業時需重點注意以下幾個方面[4]：

1）由于煤礦井下的運輸巷上的2 組錨索梁一組是處在巷道的中心線處，一組是處于巷道的采空區側，因此需要采用在巷道外側將其位移采空區處的錨索梁進行拆除，在確保安全的情況下，加強對頂煤的松動。

2）為了降低放煤時對頂板上的金屬防護網的影響，在對巷道的支架進行拉動時，需要將放煤支架的伸縮量先收回約300 mm，并在放煤液壓支架的上側將防護網剪斷，從而有效的確保巷道放煤的質量。

3）在使用液壓支架對頂煤進行破碎時，為了確保對頂煤的破碎效果，支架在進行反復支護時的初撐力不得小于26 MPa，同時需要將井下轉載機的機尾的位置設置一個敞口，確保巷道內頂煤破碎后能夠順利的落入到轉載機里面。

4 結論

本文針對煤礦進行復雜地質條件下炭綜采效率低下、煤炭出采率差的難題，結合某礦實際井下地質條件和工作經驗，提出了一種新的高效綜采技術方案，根據在某礦的實際應用表明：

1）在刮板輸送機的機尾的位置設置兩組無尾梁的液壓支架，使其一直處于機尾的第一個支架的側后方的巷道內，解決綜采作業過程中輸送機機尾收縮而導致的電動機冒壓的問題。

2）采用了先撤出第二組液壓支架的回撤方案，在刮板輸送機的機尾的位置始終設置一組端頭支架，實現對機尾位置的三角區域頂板的重點防護，確保撤出時的效率和安全性。

（編輯：苗運平）