復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面快速回采技術(shù)

張文龍

山西焦煤霍州煤電集團(tuán)汾河焦煤公司回坡底煤礦，山西臨汾 041600

復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面快速回采技術(shù)

張文龍

山西焦煤霍州煤電集團(tuán)汾河焦煤公司回坡底煤礦，山西臨汾 041600

雖然隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤礦開采的技術(shù)水平大大提高了。但是，近年來，隨著煤礦資源的減少，煤礦開采的環(huán)境和條件也變得越來越復(fù)雜了。如果在那些復(fù)雜的地質(zhì)條件下，沒有適宜的回采技術(shù)作為支持，開采工人的安全就沒有保障，與此同時(shí)，也會永久性的損失很大一部分的煤礦資源。近幾年來，煤炭價(jià)格大大的提高了，如果能夠順利的對那些地質(zhì)復(fù)雜條件下的煤礦進(jìn)行回采，也會給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。對于復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面來說，是一項(xiàng)重大的變革。本文針對復(fù)雜地質(zhì)條件對綜采工作面的不利影響，介紹了不同開采技術(shù)地域綜采工作面進(jìn)行開采的效果以及具體方法。

綜采工作面；回采技術(shù)；復(fù)雜地質(zhì)條件

1 工作面地質(zhì)情況概述以及回采技術(shù)

所謂綜采，就是“綜合機(jī)械化采煤”的簡稱，主要包括“破”、“裝”、“運(yùn)”、“支”、“處”這五個(gè)大體的工序，并且對于這五個(gè)主要的工序來說，全部都要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。另外，并不是所有的地質(zhì)條件都可以進(jìn)行回采的，只有煤層的地質(zhì)條件相交來說較好，地質(zhì)構(gòu)造少時(shí)才可以采用綜采工藝。并且，根據(jù)具體的煤層厚度以及煤層傾角的不同等，所屬的使用條件也不同。

1.1 綜采條件

1）如果煤層傾角＜15°，當(dāng)煤層的厚度為1.3m～3.5m時(shí)，開采使用的條件屬于中厚煤層；當(dāng)煤層厚度為3.5m～4.0m之間時(shí)，條件屬于厚煤層開采；當(dāng)煤層厚度大于5m時(shí)，此時(shí)采用的條件屬于厚煤層一次采全高；

2）如果煤層傾角＜25°，煤層厚度為3.0m以下時(shí)，就屬于經(jīng)濟(jì)型綜采條件了。

對于不同的地域來說，地質(zhì)環(huán)境是不一樣的，但是，總體上來說，都有幾個(gè)相同的特點(diǎn)：綜采工作面的采深較大，一般位于七層煤下方，并且由于侵入了火成巖，因此會有煤柱留下，這樣一來，在進(jìn)行下一層的回采時(shí)，就會使得受到的應(yīng)力集中。這是如果采用水力采煤的方式，就需要將巷道設(shè)有一定的坡度，方便溜煤。事實(shí)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，只有當(dāng)調(diào)斜開采的時(shí)候，才能使得資源最大化的被挖掘開采出來，這時(shí)的旋轉(zhuǎn)中心應(yīng)該設(shè)置在平巷的折向彎點(diǎn)處。

1.2 綜采工作面的調(diào)斜技術(shù)

偽斜控制技術(shù)是綜采工作面回采技術(shù)的重點(diǎn)，如果偽斜的調(diào)整不得當(dāng)，刮板輸送機(jī)（用刮板鏈牽引，在槽內(nèi)運(yùn)送散料的輸送機(jī)。）的固定就會不穩(wěn)固，出現(xiàn)上竄下滑的現(xiàn)象，這會使得對于輸送的管理變得很困難；并且，這樣很容易發(fā)生倒架、支架歪斜的現(xiàn)象，頂板一旦失控，就影響到煤礦的生產(chǎn)安全問題。因此，偽斜超前距離是隨著煤層傾斜角的大小變化而變化的，二者之間的關(guān)系對于煤礦安全開采來說是很重要的。偽斜距離的正確應(yīng)用以及合理調(diào)整，既與頂?shù)装宓膸r性有關(guān)系，又與回采工序以及支架的性能有關(guān)。所以，在進(jìn)行偽斜回采的時(shí)候主要應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：

1）嚴(yán)格的按照偽斜進(jìn)行管理，不可以讓刮板輸送機(jī)頭部或者尾部有甩動，避免發(fā)生歪架或者倒架的現(xiàn)象；

2）對于采高要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，不能出現(xiàn)支架登空的現(xiàn)象，一定要使支架接頂嚴(yán)密，同時(shí)還要有足夠的支撐力；

3）要加強(qiáng)對工程質(zhì)量的監(jiān)督管理。要保證刮板輸送機(jī)能夠平穩(wěn)的運(yùn)行，并且支架要按照事先計(jì)算規(guī)定好的距離進(jìn)行拉移，務(wù)必保證支架位置能夠成一直線；

4）當(dāng)煤層的傾角大的時(shí)候，工作人員的應(yīng)該盡量堅(jiān)持讓拉架以及輸送機(jī)自下到上的進(jìn)行。務(wù)必要按照順序進(jìn)行移架，并且移開以后還要馬上升牢升緊；

5）一旦發(fā)現(xiàn)支架有歪斜，就要及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整。但是當(dāng)歪架的范圍較大時(shí)，此時(shí)應(yīng)該把住一端逐漸對其進(jìn)行調(diào)整，并且，在調(diào)整后，還要對比偽斜控制標(biāo)準(zhǔn)，保證使作業(yè)過程正規(guī)嚴(yán)格。

1.3 工作面的支護(hù)形式以及巷道設(shè)置

應(yīng)該平行布置工作面的沿煤層走向的兩巷壁，并且，切眼、兩巷都要沿著煤層的頂板進(jìn)行施工，對于兩巷的支護(hù)形式，都要用到錨網(wǎng)梁和錨索，二者聯(lián)合搭配使用。

2 工作面進(jìn)行回采時(shí)存在的問題

1）工作面過斷層時(shí)。如果在開始投產(chǎn)后出現(xiàn)了工作面過斷層的現(xiàn)象，那么，因?yàn)槭艿搅藬鄬拥挠绊?，就會增加全巖中對工作面支架的數(shù)量，并且會對工作面的局部傾角有一定的影響。此外，受到斷層后的影響會使得工作面的兩巷高度有所增加，這會增大工作面的傾斜長度，并且會使得工作面的上方帶有小面回采；

2）煤層采動以及煤柱的影響。由于對于綜采工作面來說，煤柱的應(yīng)力較為集中，因此，對于這一段的煤壁會出現(xiàn)嚴(yán)重的片幫現(xiàn)象；并且，受到了工作面上方的煤層采動的影響，不能使壓力趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，因此，工作面的兩幫以及頂?shù)装宓囊平枯^大。

3 控制正常生產(chǎn)的技術(shù)措施

3.1 加強(qiáng)對于過斷層的處理辦法

1）要控制斷層處的回采層位。為了減少因?yàn)閿鄬勇洳疃斐傻木植抗ぷ髅鎯A角增大的情況，因此，在出現(xiàn)工作面過斷層時(shí)，應(yīng)該采取下盤破底和頂煤的措施，上盤應(yīng)該采取破頂?shù)姆椒?，并且要對工作面的刮板輸送機(jī)進(jìn)行隨平處理，以保證支架有一個(gè)良好的狀態(tài)，使其運(yùn)輸系統(tǒng)保持正常；

2）放炮來松動巖體。以霍州煤電集團(tuán)汾河焦煤公司回坡底礦西區(qū)10-109綜采工作面為例，該工作面斷層處揭露的泥巖和粉砂巖，它的質(zhì)地很堅(jiān)硬，如果采取硬割的方式，會損壞采煤機(jī)，因此，對于那些處于斷層影響范圍內(nèi)的巖石來說，首先要進(jìn)行松動爆破處理。這樣一來，不僅可以保護(hù)采煤機(jī)，還可以加快采煤速度，提高了整個(gè)工程的進(jìn)度；

3）安設(shè)柔性的防護(hù)網(wǎng)。對于工作面斷層的落差來說，一般是很大的，并且，影響范圍很廣，傾角的幅度也很高，容易出現(xiàn)滾落煤塊打傷人的現(xiàn)象，因此，通常在人行道和工作面之間會設(shè)置一層柔性的防護(hù)網(wǎng)，目的就是保護(hù)工作人員的生命安全。對于這層防護(hù)網(wǎng)來說，一般都是采用尼龍繩編制的，對于網(wǎng)的具體設(shè)置，通常是下端固定于輸送機(jī)的欄桿上，而上端則是固定于支架的起吊環(huán)上，而中間則還需要用吊鉤連接并固定，以使網(wǎng)一直處在一種緊繃的狀態(tài)；

4）菱形金屬網(wǎng)的鋪設(shè)。對于這種金屬網(wǎng)的鋪設(shè)，目的就是預(yù)防漏頂事故，一旦發(fā)生漏頂事故，就會造成冒頂事故或者支架歪斜，這些情況都會影響到對于斷層支架的鋪網(wǎng)工作的進(jìn)行。要注意的是，在鋪設(shè)金屬網(wǎng)時(shí)，要將舊網(wǎng)至于上方，新網(wǎng)至于下方，并且在網(wǎng)和網(wǎng)之間，需要用到鐵絲進(jìn)行連接，使之成為菱形形狀；另外，還要在頂梁與金屬網(wǎng)之間放置一根半圓木，這是為了保證在降支架的時(shí)候金屬網(wǎng)不會下墜，避免出現(xiàn)撕網(wǎng)的現(xiàn)象。

3.2 加強(qiáng)對于出口小面的管理

1）要保證小面的工程質(zhì)量。小面是位于工作面的上端的，因?yàn)闀艿揭萍艿挠绊?，所以距離小面頂板的通常不容易控制?；诖?，對于小面單體的主旨來說，必須要保證壓力足夠，一般初撐力不應(yīng)該小于12MPa；

2）人員要足夠。對于綜采工作面的回采工作來說，進(jìn)度是非常快的。因此，如果不能保證工作面上方的小面的供給，就會制約到工程的推進(jìn)速度。所以，對于小面的制作工作，應(yīng)該配備足夠的技術(shù)人員，務(wù)必要保證其進(jìn)度。

3.3 加強(qiáng)對于工作面的片幫控制

對于綜采工作面來說，如果不能對其片幫現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)的處理和控制，就會引發(fā)冒頂事故。目前來說，以山西焦煤霍州煤電集團(tuán)汾河焦煤公司回坡底煤礦為例，最常使用的方法：

1）對于煤層厚度為1.3m～3.5m時(shí)，控制片幫主要采取加強(qiáng)工作面頂板管理，移架后，及時(shí)將支架進(jìn)行升架補(bǔ)液保證支架接頂嚴(yán)實(shí)，并且，及時(shí)將支架護(hù)幫板打開以便于更好的保護(hù)煤壁。對于片幫嚴(yán)重地段，采取超前帶壓移架；

2）對于煤層厚度超過3.5m以上時(shí)，控制片幫采取注漿措施較好，在煤體上打眼，然后注入馬麗散，作用就是對其加固。打眼時(shí)，要沿著工作面傾斜的方向，每隔4架注一次孔，并且，注漿的孔要在頂板以下1.5m的位置，并且要按照10°左右的角度沿著煤層的垂直煤壁進(jìn)行布置。注漿的標(biāo)準(zhǔn)是使得單孔的壓力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)好的注漿壓力，并且要能夠穩(wěn)定1min以上，當(dāng)周圍壁竄出漿液后，可以停止注漿了。要注意的是，打眼的深度應(yīng)該在8m左右，并且每當(dāng)推進(jìn)6m后都要開始進(jìn)行下一循環(huán)的操作。

3.4 控制工作面的刮板輸送機(jī)的上竄下滑

在發(fā)生過斷層時(shí)，工作面的傾角可能會達(dá)到40°或是更大，在這種情況下，對于工作面的輸送進(jìn)行控制就顯得尤為重要了，一定要避免出現(xiàn)上竄或是下滑現(xiàn)象的發(fā)生。并且，在生產(chǎn)期間，需要員工根據(jù)工作面上變化的角度隨時(shí)的調(diào)整輸送裝置，通過調(diào)整機(jī)頭機(jī)尾等來達(dá)到輸送帶與工作面之間更好的配合關(guān)系。在控制工作溜子上竄下滑還可以采用經(jīng)驗(yàn)調(diào)斜計(jì)算公式S=L×tg2/5α（S—斜距、L—工作面長度、α—工作面傾角）得出的斜距進(jìn)行工作面調(diào)斜。

3.5 加強(qiáng)兩巷的加固以及修護(hù)工作

兩巷發(fā)生嚴(yán)重變形時(shí)，會引發(fā)嚴(yán)重的事故，因此，必須要事先對兩巷變形量進(jìn)行實(shí)地考察，并在可能會出現(xiàn)變形的地方進(jìn)行臥底修護(hù)或者是直接進(jìn)行刷幫挑頂?shù)墓ぷ?，就是要保證兩巷能有足夠的斷面來滿足通風(fēng)、行人以及運(yùn)輸?shù)鹊纫恍┝械男枨蟆?/p>

4 結(jié)論

進(jìn)行復(fù)雜的地質(zhì)條件的綜采工作面進(jìn)行回采工作時(shí)，對于設(shè)備以及人員技術(shù)水平的要求是非常高的，由于其危險(xiǎn)系數(shù)也很高，因此必須引起相關(guān)人員的重視。首先，就是要對影響回采工作的地質(zhì)因素進(jìn)行認(rèn)真的分析，一定要及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，并要采取切實(shí)可行的措施進(jìn)行補(bǔ)救，要能夠?qū)⒕C采工作面的生產(chǎn)優(yōu)勢充分的發(fā)揮出來。企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)高效的生產(chǎn)，就必須要突破傳統(tǒng)的開采方式以及開采工藝，要利用現(xiàn)代的技術(shù)以及設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的勘測，為安全開采煤礦提供安全的保障和可靠的數(shù)據(jù)。隨著開采技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械化的采、掘技術(shù)已經(jīng)成為了主流，并逐漸顯現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢，提高了工程的進(jìn)度，也給企業(yè)帶來了巨大的效益。

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TD82

A

1674-6708（2011）53-0116-02