王家?guī)X煤礦不等長綜放工作面開采技術(shù)研究

何文東

（晉能集團(tuán)王家?guī)X煤業(yè)有限公司，山西 保德 036600）

王家?guī)X井田位于河?xùn)|煤田北段，井田北界距保德縣城關(guān)鎮(zhèn)約6km，地質(zhì)構(gòu)造較簡單。井田范圍內(nèi)賦存 4#、7#、7#上、8#、9#等煤層，首采4#煤層為中厚煤層，采用綜合機(jī)械化開采。因受地質(zhì)條件影響，為了最大程度提高采出率，在18103工作面試驗(yàn)了不等長綜放工作面開采技術(shù)，并獲得成功。工作面在準(zhǔn)備的過程中遇到原預(yù)留回采巷道失穩(wěn)，為保障安全生產(chǎn)和資源回收率，決定重新開拓一條專用回采巷道，初采期工作面長度由240m縮短為214.5m，造成工作面布置成不等長工作面，里端短、外端長。

1 工作面概況

18103工作面開采4#煤，煤層平均厚8.6m，傾角2～7°，煤層抗壓強(qiáng)度為8MPa左右。直接頂厚1.4～2.0m，單軸抗壓強(qiáng)度為25～45MPa?；卷敒橹辛Ｉ皫r、粗粒砂巖，中厚層狀，層理明顯，穩(wěn)定性較好，單軸抗壓強(qiáng)度為50～90MPa。直接底為砂質(zhì)泥巖，半堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育，過渡性接觸，層厚0.2～1.6m，煤層基本底為灰色中粒砂巖，層厚3.6～5.8m。

18103工作面的開采工藝為綜放，工作面共安裝124/139架綜采支架，支架型號(hào)為ZF16000/23/43D。其他配套設(shè)備為：MG650/1630-WD型交流電牽引采煤機(jī)，工作面前部輸送機(jī)為SGZ1000-2×855型，后部輸送機(jī)為SGZ1000/2×855型。

2 開采實(shí)踐

2.1 連續(xù)推采技術(shù)

18103工作面由于受地質(zhì)條件影響，分為初采期和末采期，通過采用增設(shè)液壓支架和刮板運(yùn)輸機(jī)的技術(shù)，解決不等長工作面開采中的難題。18103里面先開始采煤，里面的結(jié)束位置即外面的初采位置，18103里端結(jié)束的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)2個(gè)工作面的對(duì)接，外面投入生產(chǎn)，從而使2個(gè)傾斜長度不一致的工作面可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)開采，工作面的接續(xù)既達(dá)到了最優(yōu)化，也保證了礦井的正常生產(chǎn)。

2.2 傾料短壁輕放綜采技術(shù)

18103初采期切眼長度為214.5m，末采期切眼長度為240m，為了實(shí)現(xiàn)工作面的高產(chǎn)和提高煤炭資源回收率，18103里面開采采用輕型放頂煤綜采工藝，全部垮落法管理頂板，工作面每割一刀煤，放一次頂煤。工作面支護(hù)選用ZF16000/23/43D型液壓支架，機(jī)頭采用ZTC15000/25/50型超前支架，機(jī)尾采用ZTC30000/25/50型超前支架，MG650/1630-WD型采煤機(jī)割煤，SGZ1000-2×855型前部輸送機(jī)運(yùn)輸割下的底煤，SGZ1000/2×855型后部輸送機(jī)運(yùn)輸回收的頂煤。里端共安設(shè)支架124架，外端安設(shè)支架139架。考慮工作面的長度變化，工作面在接替過程中，機(jī)尾一直保持比機(jī)頭超前5m，相應(yīng)地對(duì)應(yīng)分散工作面壓力，使工作面實(shí)現(xiàn)順利接替。接替期間工作面采用單向進(jìn)刀，單向割煤的方式，支架滯后機(jī)組20m開始頂溜移架，實(shí)現(xiàn)工作面的正規(guī)循環(huán)作業(yè)。

2.3 工作面機(jī)頭支架連接技術(shù)

工作面里端回采1276m后，外端工作面增加到240m，需進(jìn)行支架的連接后繼續(xù)回采675m。18103工作面機(jī)尾部分為沿空留巷，此巷道用作工作面回風(fēng)巷和后期支架安裝使用，在里端工作面結(jié)束的同時(shí)，需在工作面機(jī)尾處進(jìn)行支架連接。新安裝的支架要提前安裝好。為了保證兩個(gè)工作面的支架實(shí)現(xiàn)正常連接，對(duì)開采工作面的切眼長度進(jìn)行精確計(jì)算，確定外面第1個(gè)支架的安全位置非常重要。為保證支架成功對(duì)接，采取了以下措施：

（1）由于里端安裝的支架為124架，外面安裝139架，里端比外端短25.5m，為了保證支架和輸送機(jī)的連接以及工作面的行人，在回風(fēng)巷口的2個(gè)相鄰支架間預(yù)留間隙，回風(fēng)巷以下15架支架緊密安設(shè)，支架中心距為1.75m，擠出1.0m的安全距離，對(duì)接后再逐步調(diào)整對(duì)接支架間隙，使支架中心距達(dá)到1.75m.

（2）里端和外端平巷運(yùn)煤系統(tǒng)采用同一運(yùn)輸系統(tǒng)，需要提前將SGZ1000-2×855型前部輸送機(jī)和SGZ1000/2×855型后部輸送機(jī)在外端切眼中提前鋪設(shè)好，便于連接。

（3）為了保證支架的成功對(duì)接，開采到外端切眼位置時(shí)（機(jī)尾直接推進(jìn)至1226m時(shí)），沿巷道劃1條支架參考線，保證工作面在推采的過程中，機(jī)尾處的第一架支架的具體位置相對(duì)固定。

（4）在距支架對(duì)接30m時(shí)，工作面采用單體液壓支柱及π型鋼梁代替超前支架進(jìn)行工作面的超前支護(hù)。首先在超前支架上鋪設(shè)π型鋼梁，然后撤去一側(cè)超前支架，盡快采用單體液壓支柱支護(hù)一側(cè)頂板，挑π型梁，再撤去另一側(cè)的超前支架，同時(shí)采用單體柱頂住π型鋼梁。

（5）開采到距外切眼20m時(shí)，工作面機(jī)尾開始調(diào)斜，保證機(jī)尾能夠超前機(jī)頭5m的距離，使工作面在對(duì)接前小面機(jī)尾的支架提前進(jìn)入外切眼內(nèi)。支架對(duì)接前，為了保證運(yùn)煤系統(tǒng)的搭接，先深臥外切眼的輸送機(jī)機(jī)尾，使其有足夠的搭接高度，同時(shí)把外切眼后10架支架的后尾梁全部升起，使輸送機(jī)機(jī)尾能夠有足夠的擺動(dòng)空間以便順利搭接，保證里面的支架能夠全部進(jìn)入外切眼。

（6）工作面支架對(duì)接前，前端的支架推進(jìn)到外切眼內(nèi)時(shí)，把機(jī)組停到機(jī)頭處，工作面開始拆前輸送機(jī)機(jī)尾和后輸送機(jī)，把前輸送機(jī)機(jī)尾移到外切眼下端，然后重新鋪設(shè)前輸送機(jī)，鋪設(shè)完后把前段支架與前輸送機(jī)連接，通過此辦法可以成功的實(shí)現(xiàn)支架和運(yùn)輸機(jī)的鋪設(shè)連接。

3 結(jié)論

不等長輕放工作面開采技術(shù)在王家?guī)X煤礦18103工作面的實(shí)踐應(yīng)用比較成功，開采效果也非常好，提高了王家?guī)X煤礦的資源采出率，實(shí)現(xiàn)了工作面的連續(xù)生產(chǎn)，提高開采效率。

對(duì)于煤礦井下的特殊地質(zhì)條件，在進(jìn)行開采技術(shù)的設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)綜采工作面實(shí)際情況，采取合理的巷道布置方式以及相應(yīng)的回采工藝，來實(shí)現(xiàn)煤礦開采的高產(chǎn)高效，提高煤礦市場競爭力。18103工作面的實(shí)踐證明這些技術(shù)是可行的，開采效果較好，為同類型地質(zhì)條件的開采提供了參考。