四侯煤業(yè)3103大傾角工作面回采技術研究

田王健

(晉能集團有限公司，山西 太原 030002)

引 言

在山西晉城區(qū)域，3#煤層為主采煤層，厚度為4 m～6 m，局部7 m，為低-中灰、特低硫、特高熱值無煙煤。3103工作面在順槽和切眼掘進期間，發(fā)現(xiàn)該工作面沿走向和傾向均有起伏現(xiàn)象，個別區(qū)段，尤其是切眼的煤層傾角較大，最大32°，平均18°以上，需對該大傾角工作面回采技術進行研究[1-4]。本文以3103工作面為例，在該工作面基本情況基礎上，重點分析其異常區(qū)和構造異常區(qū)，對工作面傾角大于12°時的采煤工藝、調斜和作業(yè)技術措施等進行研究。為晉城區(qū)域3#煤層大傾角工作面的回采提供工程技術支持。

1 3103工作面概況

1.1 3103工作面基本情況

3103工作面走向長度為600 m，傾斜長度為96 m和156 m，地面標高為758 m～818 m，工作面標高為583 m～625 m，工作面埋深平均為184 m。工作面位于礦井北部一采區(qū)，東側為3102工作面采空區(qū)，西側為實體未開采煤層，北側為礦井邊界保護煤柱，南為一采區(qū)三條大巷。煤層厚度為2.8 m～5.3 m，平均為4.3 m，煤層傾角為2°～32°，平均為14°，老頂為細粒砂巖，厚度為7.66 m，直接頂為粉砂巖、泥巖，厚度為3.95 m，直接底為泥巖、粉砂巖，厚度為3.2 m。

3103工作面巷道為進風順槽、回風順槽、1#切眼和2#切眼，均沿煤層頂板布置，錨網索支護。順槽斷面均為凈高3.5 m，凈寬4.5 m，凈斷面15.75 m2；1#切眼斷面為凈高3.3 m，凈寬8.0 m，凈斷面26.4 m2；2#切眼斷面為凈高3.1 m，凈寬8.0 m，凈斷面24.8 m2。

1.2 3103工作面地質條件

工作面總體為單斜構造，地質構造簡單，煤層底板傾角變化較大。對工作面進行坑透探測，顯示有4處異常區(qū)，具體為：1#異常區(qū)位于3103工作面回風巷測點0～1，距離切巷590 m～600 m，進風巷測點0～2，距離切巷580 m～600 m，分析該異常區(qū)為構造破碎帶，對回采生產有一定影響；2#異常區(qū)位于3103工作面回風巷測點35～38，距離切巷220 m～250 m，進風巷測點32～35，距離切巷250 m～280 m，分析該異常區(qū)為煤厚、巖性變化或斷層、破碎帶，對回采生產有一定影響；3#異常區(qū)位于3103工作面回風巷測點48～49.5，距離切巷105 m～120 m，進風巷測點45～47，距離切巷130 m～150 m，分析該異常區(qū)為煤厚、巖性變化、破碎帶，對回采生產有一定影響；4#異常區(qū)位于3103工作面回風巷測點52～59，距離切巷10 m～80 m，進風巷測點54～56，距離切巷40 m～60 m，分析該異常區(qū)為為煤厚、巖性變化、破碎帶，對回采生產有一定影響。

進、回風順槽掘進期間揭露4個構造異常區(qū)，具體為：進風順槽1#構造區(qū)在203 m～210 m處，揭露長度7 m，頂板下落，煤層變薄，對工作面回采影響較小；進風順槽2#構造區(qū)在425 m～433 m處，揭露長度8 m，頂板下落，煤層變薄，對工作面回采影響較??；進風順槽3#構造區(qū)在530 m～570 m處，揭露長度40 m，頂板下落，煤層變薄，對工作面回采有一定影響；回風順槽1#構造區(qū)在470 m處，揭露陷落柱，對工作面回采影響較大。經3103進、回風順槽布置鉆孔及物探異常區(qū)驗證孔探測，回風順槽一側個別鉆孔遇見不同程度的矸石。

根據(jù)3103進、回風順槽掘進期間的地質情況，從360 m至3103切眼區(qū)段，煤層傾角較大，最大32°，平均18°以上。

2 3103工作面大傾角采煤工藝

因3103綜采工作面部分段傾角大，而部分段則近水平，根據(jù)不同地質情況，本工作面采用2種不同的采煤工藝。

當工作面傾角小于12°時，回采工藝為采煤機割煤采用雙向割煤法。從尾到頭及從頭到尾，沿牽引方向，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，一次采全高。采煤機采用兩端頭割三角煤斜切進刀方式，液壓支架及時支護頂板。采煤機割通端頭三角煤，上、下行割煤后，液壓支架即可分別降架前移。

當工作面傾角大于12°時，回采工藝為采煤機割煤采用單向割三角煤方法。從機尾到機頭，下行割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，采高不得>3.5 m，截深0.8 m，沿頂留底。采煤機下行割煤，及時伸前探梁、護幫板護頂護幫，并及時追機分段(5架)自下向上移架，割通煤后，空機上行，推移刮板輸送機?；夭蛇^程中，如煤層厚度、工作面傾角發(fā)生變化，及時進行采高的調整。采煤機的進刀采用尾端向下斜切進刀方式，至輸送機機尾35 m處完成進刀，自下而上將輸送機機尾35 m彎曲段移直，對調上、下滾筒，采煤機自下向上割三角煤，割透至機尾；采煤機割透輸送機機尾后，對調上、下滾筒，繼續(xù)自上向下割至刮板輸送機機頭；對調上、下滾筒，割透該處煤臺階；反向空機上行，自下而上推移輸送機，空機上行至輸送機機尾，下行進刀。

推移輸送機時，輸送機彎曲段長度不得<21 m，彎曲段要均勻過渡，推移輸送機步距0.8 m。推移輸送機分為2個階段進行。1) 采煤機在機尾端部斜切進刀后，自下而上推移采煤機到機尾段輸送機，包括機尾全部推向煤壁；2) 采煤機從工作面機頭反向跑空刀上行清浮煤時，滯后采煤機后滾筒15 m自機頭向機尾推移輸送機。

3 3103工作面調斜

1) 在回采過程中，要根據(jù)高差隨時調整運輸順槽超前回風順槽的推進長度，利用循環(huán)步距內設備的向上推移量抵消其下滑量來保持設備位置的相對穩(wěn)定；

2) 嚴禁工作面一端旋轉，例如：如果從機頭一直進行割煤調整，而機尾不動，造成工作面中間容易形成“肚”，造成支架咬架，相互擠壓，或損壞采煤機行走輪，或損壞支架推移連接耳，或容易造成冒頂?shù)群蠊?/p>

3) 在回采過程中，綜采隊、生產調度指揮中心、技術科等職能部門要掌握好工作面調斜的規(guī)律，確保實現(xiàn)安全生產；

4) 回采期間進風順槽超前回風順槽10 m～15 m推進，兩順槽高差越大，超前推進長度應越長，根據(jù)具體情況進行調整；

5) 工作面調斜控制，每班由當班班長、質量驗收員負責對相關調斜數(shù)據(jù)進行測量，班后向調度指揮中心、綜采隊進行匯報；采掘區(qū)分管技術的副區(qū)長、綜采隊隊長負責工作面調斜數(shù)據(jù)的確定，每班的跟班隊長、班長具體負責落實；

6) 調斜的目的為有傾角的工作面和大溜上竄下移；若需要調斜機頭，可以采取割2刀機頭，要割1刀機尾，同步進行，讓刮板輸送機有柔性和運動，調斜機尾方法相同。

4 3103工作面大傾角作業(yè)技術措施

3103工作面回采過程中，煤層沿走向和傾向有起伏現(xiàn)象。工作面大坡度段在拉移支架和刮板輸送機時，必須使用防倒和防滑千斤頂；采煤機停在工作面時下滾筒必須切入煤幫或落在底板上，并采取在齒軌內插防滑棍措施，以防止采煤機下滑；工作面大坡度段支架有側倒傾向時，及時在該架頂梁上與該架往上第3架支架底座上設置斜拉千斤頂，并在該架下側頂梁下斜撐單體，支設角度為70°～75°，單體支柱的柱底支設在下一架的底座上，柱頭頂在該架的頂梁上，柱頭、柱底均用板皮或舊皮帶墊好，防止打滑，支柱支設要牢固可靠，并用不小于Φ10 mm的鋼絲繩扣將單體支柱與支架立柱捆綁牢固；在移架過程中，對支架進行調整及時將支架調正，使支架與頂?shù)装宕怪薄?/p>

5 結論

在對四侯煤業(yè)3103大傾角工作面基本情況介紹的基礎上，對工作面的4處異常區(qū)和兩順槽掘進期間揭露的4個構造異常區(qū)等工作面地質條件進行了分析，對3103工作面大傾角條件下的采煤工藝、調斜和作業(yè)技術措施等回采技術進行了研究。當工作面傾角大于12°時，采煤機單向割三角煤，從機尾到機頭，下行割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，沿頂留底。回采期間進風順槽超前回風順槽10 m～15 m推進，嚴禁工作面一端旋轉。針對3103工作面回采過程中煤層沿走向和傾向均有起伏現(xiàn)象，提出了支架、刮板輸送機和采煤機的專項大傾角作業(yè)技術措施。