復(fù)雜地質(zhì)條件下薄煤層不等長(zhǎng)工作面開采技術(shù)研究

穆彥鵬

Study on Mining Technology of Unequal Length Face in Thin Coal Seam under Complicated Geological Conditions

摘要：在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為了有效開采煤炭資源，同時(shí)常因采煤工作面受臨近采空區(qū)以及掘進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)斷層等地質(zhì)構(gòu)造的影響，最初所設(shè)計(jì)的矩形工作面不能滿足生產(chǎn)要求。在這種情況下，不等長(zhǎng)工作面應(yīng)運(yùn)而生。在推進(jìn)過程中，不等長(zhǎng)工作面會(huì)出現(xiàn)減架或者加架的情況，這就要求拆除或者增加工作面部分支架及相關(guān)設(shè)備，保證工作面最大限度的開采煤炭資源及正?；夭?，此次實(shí)踐對(duì)該種工作面布置方式、綜采工藝進(jìn)行了探索，為后續(xù)類似條件下綜采工作面開采方式選擇提供了一定的借鑒。

Abstract： In the actual production process， in order to extract coal resources effectively， often due to the influence of faults and other geological structures found in the mining area near the goaf and the excavation process， the rectangular work surface originally designed cannot meet the production requirements. In this case， unequal work surfaces emerged. In the process of advancement， there will be cases where the length of work face will be reduced or increased. This will require dismantling or adding some of the work surface support and related equipment to ensure maximum coal mining and normal mining of the work surface. The layout of the working face and the comprehensive mining technology were explored， which provided a reference for the selection of mining methods for the fully mechanized face under similar conditions.

關(guān)鍵詞：薄煤層；復(fù)雜地質(zhì)條件；不等長(zhǎng)工作面；支架增減

Key words： thin coal seam；complex geological conditions；unequal length face；support increase and decrease

中圖分類號(hào)：TD327 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）15-0161-02

0 引言

近年來，礦井開采深度增加和煤炭資源減少的趨勢(shì)愈加明顯，基于這種趨勢(shì)，為了充分利用回收礦井的煤炭資源，使礦井的服務(wù)年限更長(zhǎng)，相關(guān)專家學(xué)者做了大量的探索及研究，尤其是在采區(qū)工作面布置方面[1-2]。一般情況下，在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)等長(zhǎng)直線布置工作面，然而在實(shí)際生產(chǎn)中由于諸多原因的限制，很難做到按設(shè)計(jì)要求布置工作面[3-4]。郭二莊礦22210工作面便面臨此問題，該工作面受到臨近采空區(qū)以及斷層的影響，無法布置成等長(zhǎng)直線工作面，需布置成不等長(zhǎng)工作面，而不等長(zhǎng)工作面由于長(zhǎng)度不一致及煤層厚度變化較大，導(dǎo)致其回采工作困難重重?；诖?，我們做出了大量研究探索，發(fā)現(xiàn)采取一定措施此類工作面也能夠保證煤炭資源回收率，并且還能更有效緩解礦井銜接競(jìng)爭(zhēng)局面，如此不僅保證了工作面順利回收，同時(shí)也為類似工作面回采積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 工作面概況

22210工作面主采2#煤，煤層厚度0.3-2.0m，平均厚度1.3m，屬薄煤層開采。該工作面不等長(zhǎng)，而造成不等長(zhǎng)的原因是受到上部22208工作面采空區(qū)及下部F11斷層及斷層防水煤柱的影響。

該工作面周圍幾乎都是斷層，在風(fēng)、運(yùn)巷和切眼掘進(jìn)時(shí)，一共出現(xiàn)斷層11條，之間的落差在0.7-4.0m范圍內(nèi)，其中有兩條斷層對(duì)回采的影響較大，其余斷層的影響較小。該面運(yùn)巷里部揭露火成巖侵入帶一處屬于復(fù)雜地質(zhì)條件，寬度3.0m左右，對(duì)回采存在一定影響。

2 項(xiàng)目實(shí)施

2.1 巷道布置

22210工作面巷道布置以及四鄰關(guān)系如圖1所示，中間長(zhǎng)，兩端短，切眼處長(zhǎng)度為126m，但該長(zhǎng)度并不固定的，隨著工作面的不斷推進(jìn)，它可以適當(dāng)加長(zhǎng)，最長(zhǎng)可達(dá)156m，同時(shí)隨著采面的逐漸減少，它也可以依據(jù)情況適度降低，最低降至57m。外部工作面平均傾角7°，工作面里部平均傾角15°，最大傾角20°。

2.2 技術(shù)分析

工作面準(zhǔn)備工作完成后，在逐漸推進(jìn)的過程中其長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，先變長(zhǎng)后變短，這意味著在回采期間需要適當(dāng)?shù)脑鰷p支架。由于增減支架必然需要一定時(shí)間，為節(jié)約該時(shí)間，可在支架搭建的最初階段將工作面長(zhǎng)度考慮在內(nèi)，在工作面較長(zhǎng)的地方提前將支架布置好，如此一來推進(jìn)到該位置時(shí)無需停工再行搭建支架，施工效率更高。地測(cè)部門負(fù)責(zé)距對(duì)接位置20m左右時(shí)在風(fēng)巷給出定位線，并且為了防止支架上竄下滑，應(yīng)結(jié)合工作面傾角大小，合理調(diào)整工作面傾斜度。在距對(duì)接位置10m位置時(shí)，為了工作面機(jī)尾能順利延接支架，應(yīng)將接架的間距控制在130mm內(nèi)。

隨著回采的不斷進(jìn)行，工作面先回被推進(jìn)到最大位置，之后逐漸減小長(zhǎng)度。每減少1.5m工作面，機(jī)尾架推進(jìn)到巷中位置時(shí)，就需要先在機(jī)尾處減去輸送機(jī)溜槽，再撤去綜采支架。需要注意的是，為保證減去支架的運(yùn)輸通道暢通，需要先在風(fēng)巷備修段暫時(shí)打設(shè)2道順峒抬梁，待完成支架撤離后，再將其恢復(fù)到3道順峒抬梁。

由于22210工作面施工存在的一些特點(diǎn)，比如推進(jìn)速度快等，容易造成一些安全事故，為保證生產(chǎn)安全，應(yīng)結(jié)合過往施工經(jīng)驗(yàn)在一些容易出現(xiàn)安全隱患的地方提前做好預(yù)防安全措施，包括在必要的地方使用叢柱支護(hù)等。

2.3 應(yīng)用效果

該不等長(zhǎng)工作面從生產(chǎn)開始到回收結(jié)束一共歷時(shí)13個(gè)月。通過綜采工藝并合理增減支架，發(fā)現(xiàn)和過往同水平采區(qū)工作面相比，該成果實(shí)施期間工作面月單產(chǎn)更高，不僅創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)冀中能源薄煤層回采記錄，還多采出了煤炭資源，施工兼具高效、安全特點(diǎn)，順利完成了本次回采任務(wù)。

3 結(jié)語

不等長(zhǎng)工作面的回采其實(shí)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，各工序的銜接要求非常嚴(yán)密，初期方案制定后必須制定詳細(xì)的工程安排，進(jìn)行周密的生產(chǎn)組織，確保施工工程質(zhì)量。尤其是不等長(zhǎng)工作面機(jī)械化開采的成功，擴(kuò)大了不規(guī)則工作面的回采方式，對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井工作面提質(zhì)增效，延長(zhǎng)工作面可采期，減少安拆環(huán)節(jié)，提高煤炭資源回收率具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李家卓，譚文峰，郭忠平.復(fù)雜地質(zhì)條件下無煤柱護(hù)巷技術(shù)[J].礦業(yè)工程研究，2011，3（26）：7-10.

[2]于智卓.大傾角、復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面不等長(zhǎng)調(diào)斜開采實(shí)踐[J].煤炭工程，2011（4）：7-9.

[3]錢四發(fā).不等長(zhǎng)綜采工作面回采實(shí)踐[J].煤礦開采，2006，11（1）：32-34.

[4]陳密武，韓大勇，賈永輝.不等長(zhǎng)綜采工作面的回采方法[J].煤炭技術(shù)，2005，24（4）：62-64.