綜采工作面大傾角俯采和對接及轉采工藝研究

王雙生

（山西介休義棠倡源煤業有限公司，山西 介休 032000）

1 090702 綜采工作面概況

090702 綜采工作面地面位于井口南1 105 m 左右，平均蓋山厚度513.5 m，無建筑物與構筑物。井下位于南翼七采區，東部為南翼軌道大巷（二段），北部為原090703 綜采工作面，西部為礦界，南部為未采動區。

9 號煤層厚度2.3～2.7 m，平均2.5 m。結構復雜，中上部夾一層厚0.05～0.2 m的泥巖。硬度系數為1.5～2，容重1.5 t/m3，可采儲量87 438 t，煤種為焦煤。直接頂為均厚2.68 m的石灰巖，直接底為均厚4.00 m的砂質泥巖。

090702 工作面沿9 號煤層布置，巷道底板標高在+855～+970 m 之間，奧灰水水位在923.5 m 左右，局部帶壓開采，最大帶壓0.68 MPa，底板隔水層厚度59.32 m，突水系數0.011，帶壓區面積22 906 m2。絕對瓦斯涌出量0.40 m3/min，煤塵具有爆炸性，屬Ⅱ級自燃煤層。

該工作面采用偽傾斜長壁后退式采煤法，綜合機械化一次采全高，全部垮落法管理頂板。兩順槽均采用錨網索支護方式，巷寬3.36 m，巷高2.5 m，斷面積8.5 m2。進風、回風順槽長度分別為375 m、365 m，對接前、后的工作面長度分別為62.3 m、106 m。表1為090702 工作面設備統計表。

表1 090702 工作面設備統計表

2 工作面對接情況

090702 工作面開始推采后，采取1∶3的比例擺采機尾，至機頭推采8 m、機尾推采24 m，使機尾超前機頭6 m 后，機頭機尾同步推采，推采至回風順槽122 m 處工作面改運輸系統（進風運煤、回風運料），并按照1∶3的比例擺采機尾，機尾擺采至回風順槽154 m 與小面對接，對接后工作面開始按照1∶8 至1∶10的比例轉采機頭（轉采前必須提前備好兩節764型刮板輸送機槽適時加節以保證現場運輸），機頭轉采116 m 后，轉采角度51°，工作面開始平推，平推70 m 后停采。表2 所示為090702 工作面對接、轉采過程中傾角變化情況統計表。

表2 090702 工作面對接、轉采過程中傾角變化情況統計表

因此，090702 工作面在回采過程中將會面臨調改運輸系統、大傾角俯采、大小面對接、對接點傾角＞30°以及轉采采面機頭、機尾加架等困難。

3 俯采、對接及轉采工藝及措施

3.1 調改系統

結合工作面實際情況，工作面平均坡度為22～25°，由于工作面機頭標高高于機尾標高，考慮到對接后工作面運煤問題，提前將進風順槽的道軌拆除，安裝40 車、皮帶輸送機，待進風順槽運輸條件成熟后，將工作面764型刮板輸送機槽的運輸方向改變，既可以完成調改系統又保證正常生產。

3.2 大傾角俯采

1）采煤工藝由采煤機“往返一次進兩刀”改為“往返一次進一刀”，在返空刀裝煤工序完成后，再移溜、上行割煤、下行裝煤，以緩解刮板輸送機推移不到位的問題[1-3]。

2）當工作面個別地段因采煤機裝煤效果差時，采取人工輔助裝煤。

3）加強采煤機維修，導向滑靴側磨損程度超過規定時應及時更換，防止煤機發生掉道事故。

4）采用人工下放764型刮板輸送機的方法，并加強對刮板輸送機的銷軌、銷軌銷、橫銷穿插情況進行檢查，及時發現問題并穿插上齊牢靠。

5）采煤機割煤后，支架及時伸出前探梁，支架前梁時刻緊靠推采煤壁。

3.3 大小面對接

3.3.1 對接工藝

工作面切眼選用41 組支架管理頂板，回風順槽大面與小面之間放置3 組支架，小面布置23 組支架等待與大面對接，對接后推采過程中隨工作面長度增加，工作面增加支架5 組。

隨工作面推采，首先對接順槽放置的3 組支架，然后再對接小面的23 組支架，大小面對接完成后，隨工作面推采，逐步對接順槽放置的另外5 組支架。大小面對接至距離0.5 m 時，38—44 組支架段平均坡度為42°，45—67 組支架段平均坡度為12°，工作面對接點第43 組支架與第44 組支架架頭間隔0.8 m，架尾間隔1.2 m[4]。

3.3.2 對接措施

1）首先將工作面支架與刮板輸送機推移連接桿進行及時連接。

2）工作面第43、44 組支架之間及第38—44 組支架段為需降低采高段，在支架前梁下端0.2～0.4 m位置處，采用規格Φ18 mm×2 400 mm的錨桿配合棚板，加鐵絲網進行支護，間排距均為1 m，棚板長0.6 m、厚≥0.1 m，棚板中間鉆眼，錨桿角度與煤壁呈45～60°夾角，與巖層節理斜交。

3）將工作面第38 架至機尾末組支架移架方式改為鄰架從高處控制低處的移架方式，避免支架發生倒架及竄矸傷人，移架前要先將支架做好防倒措施，使用764 大鏈拴住被移支架的大柱，被移支架上方的三組支架全部使用764 鏈鎖緊，被移支架與高處相鄰的支架留有0.3 m的余量。例如移第44 架時，移架工在45 架操作第44 架，44 架和45 架支架采用前梁油缸和764 大鏈進行固定，大鏈留有0.3 m的活動量，第45、46、47 組支架采用764 大鏈進行固定牢固，同時，在44 架內側支設兩根防倒戧柱。拴大鏈之前，將支架大柱全部使用廢舊皮帶包實，大鏈拴在支架的上側。

4）防倒措施完成后，將此段支架進行移架，移架前將被移支架前梁梁端支設兩根單體液壓支柱，單體液壓支柱呈戧柱形式，斜向落山，上端頂在支架頂梁上，下端支設在煤壁處，若采高＞3 m，單體柱柱底支設在764 刮板輸送機元寶座眼內，支柱拴牢防倒繩，避免支柱崩柱傷人。

5）將此段支架底座移到位后，采用764 大鏈將支架與764型刮板輸送機溜槽進行軟連接，即降低采高的同時，逐步將此段支架移至最小控頂距。

6）距支架頂梁下方0.4～0.6 m 布置炮眼，炮眼深度0.8 m，炮眼間距1 m，底眼下傾10°～15°，每眼裝藥量200 g。爆破后，降低采高同時支架全部移至最小控頂距，前梁伸出頂緊煤壁，支架護煤板拍出護幫，對失效的錨桿及時進行補打[5]。

7）第43—44 組支架處采用增加點柱的形式加強支護，移架作業時，采取從機尾向機頭的方向（從上往下）進行移架。

3.4 轉采

工作面對接后，為防止工作面下竄，工作面需旋轉回采，轉采83 m，以保證正常搭接。具體工藝措施如下：

1）旋轉回采期間，由于刮板輸送機將會向機尾出現一定程度移動，因此移車時必須采用從機頭向機尾的單向移車。

2）刮板輸送機保持凸形推進，即工作面中部支架比兩端超前，確保支架移車時有一個向機尾側方向的力。

3）工作面每加一刀機頭，采煤機必須從機尾側前幾架開始進刀，由于機尾標高高于機頭，因此采用從機尾向機頭移架的方式，移架過程中保證支架間隙均勻，防止咬架、擠架等情況出現。

4）旋轉回采期間，按照機頭比機尾5：1的循環比例進行推采，若現場運行良好，可適當加大旋轉回采比例，減少整體旋轉回采長度，若發現每刀刮板輸送機上竄下滑量≥100 mm 時及時調整。

5）當大小面對接中支架間隔相差＞1 m 時，采用單體頂架方式，保證大小面支架對接。當寬度每大于0.6 m 時，先在支架間隔處按排距0.6 m 布置“一梁兩柱”臨時支護，平行于支架支設2.7 mπ型梁+單體，再在另一側利用單體頂架，每次頂架＜0.6 m，當頂架0.6 m 后，再在頂架一側布置同樣的“一梁兩柱”臨時支護，并拆除需頂架方向側臨時支護，支架與下一組支護間距必須＜0.6 m，直至被頂支架與下組支架靠齊，逐架進行，將大小面支架全部對接。

4 結語

2020 年5 月至10 月，090702 工作面在大傾角俯采、對接及轉采過程當中推采順利，未出現機電設備等方面的問題，該工作面大傾角開采、對接及轉采的成功應用，提高了礦井的回采率，緩解了接替緊張的局面，更為該礦后續大傾角采面的開采提供了寶貴經驗，為礦井緩平煤層和大傾角煤層搭配開采提供了有力保證。