大采高綜采工作面停采線優(yōu)化與末采工藝研究

摘 要：本文通過(guò)優(yōu)化大采高綜采工作面停采線位置，調(diào)整了工作面層位，提高回收率。在末采階段，頂板完整處，使用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)方式；頂板破碎處采用上板梁支護(hù)方式，并確定施工工藝。通過(guò)兩種支護(hù)方式聯(lián)合使用，保證了末采通道的安全支護(hù)及末采階段的高效安全推采。通過(guò)優(yōu)化停采線及末采工藝研究，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，可以為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：大采高；綜采；停采線；末采工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.068

1 付煤公司3上1001工作面概況

1.1 付煤公司3上1001工作面地質(zhì)狀況

付煤公司3上1001工作面位于東十采區(qū)中東部，東為歡城斷層，南與3上1007工作面相鄰（未掘），西為北翼軌道巷，北為3上下1002工作面采空區(qū)，煤層厚度5.35～5.52m，工作面直接頂為3.51m的粉砂巖，基本頂為16.52m中砂巖，直接底為0.3m泥巖，基本底為6.74m砂質(zhì)泥巖。采用走向長(zhǎng)壁后退式一次采全高綜合機(jī)械化采煤法，液壓支架支護(hù)頂板，全部垮落法管理頂板，機(jī)采平均高度5.2±0.1m。

1.2 付煤公司3上1001工作面設(shè)備型號(hào)

工作面使用ZY6400/25/53液壓支架，煤機(jī)型號(hào)為MG650/1480-GWD，運(yùn)輸機(jī)型號(hào)為SGZ—1000/1400型，運(yùn)巷安裝SZZ—1000/400型轉(zhuǎn)載機(jī)一部，PLM-3000型破碎機(jī)一部，膠帶運(yùn)輸機(jī)2部。

2 停采線位置優(yōu)化與確定

3上1001工作面原定停采線在材巷650m處。工業(yè)儲(chǔ)量：傾角小于15°塊段面積×煤厚×容重+傾角大于15°塊段面積÷cos（17。）×煤厚×容重=150714×5.4×1.34+14454÷cos（17。）×5.4×1.34=120.0萬(wàn)噸?？刹蓛?chǔ)量：基礎(chǔ)儲(chǔ)量×回采率=120.0×93%=111.6萬(wàn)噸。

為調(diào)整3上1001材巷層位，提高資源回收率，滿足3上1001面生產(chǎn)過(guò)程中的通風(fēng)、運(yùn)輸、行人等，掘進(jìn)3上1001工作面改造材巷。通過(guò)改造后，材巷可多采49m，運(yùn)巷不變，可多回收煤炭資源4萬(wàn)噸。

3 工作面末采期間的旋轉(zhuǎn)調(diào)采技術(shù)要求

隨著工作面的推采，當(dāng)運(yùn)巷距離停采線15m時(shí)，開(kāi)始按照8：1的比例調(diào)采機(jī)尾。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，可適當(dāng)調(diào)整調(diào)采比例。

調(diào)采時(shí)，煤機(jī)的折返點(diǎn)要選在頂板完整的地段，防止因支護(hù)不及時(shí)造成工作面漏頂。調(diào)采過(guò)程中，端面距超限能夠拉超前支護(hù)的支架一律拉超前架，減少支架的端面距空頂。由于頻繁調(diào)采，致使煤機(jī)電纜易掉出電纜槽內(nèi)。多層疊加時(shí)，加強(qiáng)觀察，防止脫槽，人為控制時(shí)，人員站在支架內(nèi)，要用長(zhǎng)把工具進(jìn)行控制。割通刀時(shí)，要找直工作面，確保工作面的工程質(zhì)量符合要求。調(diào)采期間，要加強(qiáng)對(duì)工作面支架的調(diào)整，做到硐硐調(diào)整，防止支架歪斜。調(diào)采機(jī)尾期間，每進(jìn)一個(gè)機(jī)頭，預(yù)計(jì)將向機(jī)尾沿網(wǎng)14-17架。

4 工作面撤架通道的支護(hù)參數(shù)優(yōu)化與確定

4.1 錨桿（索）支護(hù)參數(shù)

在工作面頂板及幫部完整階段進(jìn)行錨桿（索）網(wǎng)支護(hù)。頂板錨桿沿傾向布置，自距停采線5.6m時(shí)開(kāi)始對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)，共打8排，間排距為0.75m×0.8m。最后一排錨桿打在頂板與煤壁之間的肩窩處，與水平線的仰角為70°。每根錨桿使用1根CK2550錨固劑，錨桿盤(pán)要密貼巖面。

頂板錨索沿傾向共打2排，錨索沿傾向的排間距為3m，第一排錨索打在第一排錨桿中，第2排錨索打在第5排錨桿中，錨索長(zhǎng)度為6.0m。第1排錨索與第2排錨索之間的走向間距為3.2m。其錨索托盤(pán)為12#或16#槽鋼，長(zhǎng)250mm，槽鋼必須沿走向布置，即垂直于煤壁方向，槽鋼內(nèi)置100×100×8mm鋼板，外加索具固定。每根錨索使用2根CK2550錨固劑。

所有錨索施工時(shí)，代替錨桿位置。錨桿支護(hù)在支架上方均勻布置。擴(kuò)幫后煤壁打上下5排錨桿，最上一排距離頂板不超過(guò)0.2m，與水平線間仰角為30°，其余上下間距為900mm，左右間距為750mm。距離底板0.5m范圍內(nèi)的幫部?jī)H掛網(wǎng)支護(hù)，不再補(bǔ)打錨桿。錨桿、錨索施工的誤差不大于±100mm。

4.2 擴(kuò)幫上板梁支護(hù)參數(shù)及施工工藝

3上1001工作面原計(jì)劃整體使用錨桿（索）進(jìn)行末采擴(kuò)幫段的支護(hù)，因工作面運(yùn)輸機(jī)頭段局部頂板破碎，不易施工錨桿，因此需采取上板梁支護(hù)頂板。

工作面局部地段，受斷層影響，工作面前折幫，頂板破碎，不易打錨桿進(jìn)行末采擴(kuò)幫工作，此段區(qū)域內(nèi)需采取上板梁的方式進(jìn)行擴(kuò)幫。由于工作面采高較大，為方便、安全的上網(wǎng)、上板梁、支護(hù)單體液壓支柱和撤支架，末采期間工作面沿頂撇底推采，上板梁段要求停采后采高控制在3.8～4.0m。雙網(wǎng)垂地支架停止拉移前必須保證支架成一條直線，支架停止拉移后面前擴(kuò)幫4刀，自支架頂梁前端至面前煤壁寬度為3.6m。支架停止后最后四刀割煤、推移運(yùn)輸機(jī)及頂板支護(hù)方式如下：

第一刀：煤機(jī)割完煤后，及時(shí)伸出一級(jí)護(hù)幫板支護(hù)頂板，二級(jí)護(hù)幫板貼緊煤壁，正常推移運(yùn)輸機(jī)至煤壁。

第二刀：煤機(jī)割上部煤留下部煤作為上板梁臺(tái)階，割煤后在支架頂梁上方沿走向上板梁，一架兩塊，及時(shí)升實(shí)支架，打平一級(jí)護(hù)幫板支護(hù)頂板，二級(jí)護(hù)幫板貼緊煤壁。上完板梁后煤機(jī)退機(jī)割下部煤，摘掉推拉連接頭使用單體或一字梁將運(yùn)輸機(jī)依次推至煤壁。

第三刀：隨煤機(jī)割煤隨向前移板梁，如果頂板完整可以割10個(gè)支架移一次板梁，如果頂板不完整割一架移一架確保頂板的穩(wěn)定，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。打平一級(jí)和二級(jí)護(hù)幫板支護(hù)頂板，使用單體將運(yùn)輸機(jī)依次推至煤壁。

第四刀：上完板梁后，支設(shè)貼幫單體液壓支柱。當(dāng)工作面片幫時(shí)，要用圓料或半圓腰實(shí)幫，防止因片幫造成冒頂傷人事故。

工作面支架上板梁規(guī)格為200×200×4000mm，每架上板梁2塊，兩塊均勻的布置在支架上，兩板梁之間的間距為0.75±0.1米，上板梁時(shí)板梁伸到支架前梁上長(zhǎng)度不低于0.2米。工作面擴(kuò)幫上完板梁后，要求支架前梁前端距離貼幫單體液壓支柱外側(cè)3600mm。

5 經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益分析

通過(guò)停采線位置材巷向后挪移49m，可多回采煤炭4萬(wàn)t，按照每噸500元計(jì)算，可產(chǎn)生2000萬(wàn)元效益。

通過(guò)末采通道及支護(hù)參數(shù)實(shí)施，成功解決了大采高綜采工作面末采的安全高效推采問(wèn)題。為其它礦井類似條件下的末采支護(hù)參數(shù)及停采線優(yōu)化問(wèn)題提供了良好的指導(dǎo)、借鑒和技術(shù)保障。為類似的工作面末采提供了一種安全、經(jīng)濟(jì)、可靠和快速的支護(hù)方法。該技術(shù)能產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介：李衍磊，男，山東濟(jì)寧人，本科，助理工程師。