打通一礦工作面調(diào)斜開采技術研究

陳 爽

(重慶能投渝新能源有限公司打通一煤礦，重慶 綦江 401445)

引言

打通一煤礦礦區(qū)位于渝黔交界處，座落在綦江區(qū)打通鎮(zhèn)境內(nèi)。井田內(nèi)自上而下有6號、7號、8號三層煤可采，礦井核定生產(chǎn)能力180萬t/年,2017年產(chǎn)量155.6萬t。該礦位于箭頭埡背斜西翼，開采二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督MM6、M7、M8煤層，開采標高為+350～-200 m。

打通一礦為煤與瓦斯突出礦井，M7煤層（薄煤層）屬于礦井的保護煤層，M8煤層（中厚煤層）屬于礦井的被保護煤層。根據(jù)規(guī)定，需提前施工瓦斯巷，對M7煤層施工條帶孔預抽，在抽采達標后，方可進行M7煤層巷道的掘進。礦井采煤工作面為“三薄一中厚”的格局，全部采用綜合機械化采煤，采用傾斜條帶布置，傾斜長壁后退式仰斜采煤法。

綜采工作面回采要求工作面等長，兩巷平行推進，以避免液壓支架和刮板輸送機竄入兩巷；由于施工條帶孔的瓦斯巷灰?guī)r厚度及地質(zhì)構造等原因，在綜采工作面的起始或停采位置，按正常工作面回采，要留下三角煤。在W22701S工作面回采過程中，我們對綜采工作面調(diào)斜開采技術進行了研究。

1 W22701S綜采工作面基本情況

打通一煤礦W22701S工作面位于W二區(qū)＋350水平，W區(qū)7號軌道巷以北，W2709工作面以北，屬于7號煤層采煤工作面，埋深443～499 m。煤層厚度0.75～1.1 m，煤質(zhì)硬度f=1.03，走向傾角3～4°，工作面傾角7～12°，最大不超過15°，屬較穩(wěn)定大部可采的薄煤層。煤層結構以簡單為主，局部有一層夾矸，厚度0.01～0.51 m，平均厚0.18 m，夾矸巖性以炭質(zhì)泥巖為主，少數(shù)為泥巖、粉砂巖。頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖及細砂巖，由煤層向上一般夾有M7-2、M7-1兩層不可采煤層，老頂為B3灰?guī)r；底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖及粘土巖組成。

頂板條件：直接頂為泥巖，煤質(zhì)硬度f=2.97，直接頂厚度約0.29 m。底板條件：直接底為泥巖，煤質(zhì)硬度f=3.32；直接底厚度約4.37 m。運輸巷尺寸（寬×高）為4 m×3.2 m，運輸巷為拱形。回風巷尺寸（寬×高）為3.8 m×3.2 m，回風巷為拱形。

該綜采工作面采用傾斜長壁仰斜后退式綜合機械化采煤法，頂板管理采用全部垮落法。

2 工作面調(diào)斜開采研究

2.1 W22701S工作面調(diào)斜方案

由于W22701S工作面隨工作面推進而變短，要保證工作面保持等長，必須對工作面進行調(diào)斜。工作面調(diào)斜后，液壓支架和刮板輸送機必然向運輸巷竄動，減少液壓支架和刮板輸送機向運輸巷竄動量，是調(diào)斜的關鍵（W22701S工作面如下頁圖1所示）。

W22701S工作面現(xiàn)長173 m，工作面機頭超前機尾78 m，調(diào)直后工作面長153 m，面長減少了20 m。安裝支架時，是按153 m長的工作面設計的，因此調(diào)直后工作面只需減少刮板輸送機的長度，采用邊調(diào)采、邊撤刮板輸送機中部槽地方式。工作面采取以機頭1號支架為中心的調(diào)直方案進行調(diào)采。

2.2 W22701S工作面調(diào)斜工藝

采用調(diào)斜開采，調(diào)斜比例1∶10，即機尾推進6 m，機頭推進0.6 m，才能把工作面調(diào)直。調(diào)斜開采的步驟如下：

1）工作面采機割穿機尾。機尾割穿第一排后采煤機往機頭割，割到70號支架，采煤機停止往機頭割。

2）采煤機在70號支架往機尾割，機尾割穿第二排后采煤機往機頭割，割到50號支架，采煤機停止 往機頭割。

圖1 W22701S工作面平面圖

3）采煤機在50號支架往機尾割，機尾割穿第三排后采煤機往機頭割，割到30號支架，采煤機停止往機頭割。

4）采煤機在30號支架往機尾割，機尾割穿第四排后采煤機往機頭割，割到1號支架，采煤機停止往機頭割（不割穿1號支架）。

5）采煤機在1號支架往機尾割，機尾割穿第五排后采煤機往機頭割。

6）開始下一個循環(huán)。步驟一到六為一個小循環(huán)，重復以上步驟。循環(huán)機頭進尺為8.4 m，機尾進尺為84 m（機頭超前機尾2.4 m），需要14個循環(huán)后工作面可以調(diào)正。

7）根據(jù)工作面頂板情況，如果調(diào)采過程中工作面出現(xiàn)彎曲，可以根據(jù)現(xiàn)場情況選擇適當刷刀方式，以保證工作面平直。

2.3 W22701S調(diào)斜開采與正常開采區(qū)別

2.3.1 W22701S工作面調(diào)斜開采存在液壓支架

綜采段按要求正常移架。移架時，支架推移千斤頂根據(jù)情況選擇連接刮板輸送機調(diào)架連接眼，同時配合單體調(diào)整支架狀態(tài)，防止出現(xiàn)擠架、咬架現(xiàn)象，導致支架往機尾伸出。普采段采用交替邁步前移支護π鋼，邁步距離與進刀深度一致。

2.3.2 推移刮板輸送機

W22701S工作面綜采段按要求正常推移刮板輸送機。普采段必須先前移π梁后，再推移刮板輸送機。

2.3.3 提架

當支架底座陷入底板時，需提架處理，首先采用4寸管子加工的長約600 mm提架筒或低于1.2 m單體支柱進行提架，提架筒一端放在刮板輸送機齒軌上（如果用單體支柱提架時，單體摻設在齒軌與擋煤板中間）另一端頂在支架頂梁下，人員撤離待提支架，緩慢對當架支架進行降架，待支架底座提起來后，支架底座下方墊物料，操作液壓支架拉架片閥，前移液壓支架，支架移到往后在，再緩慢對當架支架進行升架，最后取下提架筒或單體支柱。

2.3.4 調(diào)架

液壓支架發(fā)生上下背架或架間距超寬時需要調(diào)架處理，先緩慢對當架支架進行降架，再采用低于1.4 m單體支柱抵液壓支架探梁前立柱約0.5 m范圍（內(nèi)靠煤壁側）的探梁側端（抵架原則采用一根單體支柱，即單體支柱一端抵在探梁上、一端抵在相鄰液壓支架底座上），單體頂?shù)撞炕蛘{(diào)架桿受力后，人員再進行遠距離操作片閥進行抵架作業(yè)，直至支架調(diào)整好。

2.3.5 提溜

每三架提一次。方法一：頂板完好時，采用2根5T葫蘆鏈條鎖牢中部槽四方，一邊固定在后山齒軌槽上，一邊固定在煤壁方啞鈴銷連接點，下降液壓支架用鏈條圍在前探梁上起吊中部槽，用長度1.2 m厚度0.15 m半圓木以井字型墊在中部槽下方，手腳嚴禁伸在起吊的中部槽下。方法二：頂板破碎時利用2 m的半圓木或9號工字鋼，對提溜點中部槽的液壓支架頂板進行支護，防止因下降支架時頂板垮落，采用2根5T葫蘆鏈條鎖牢中部槽四方，一邊固定在后山齒軌槽上，一邊固定在煤壁方啞鈴銷連接點，下降液壓支架用鏈條圍在前探梁上起吊中部槽，用長1.2 m厚0.15 m的半圓木以井字型墊在中部槽下方。方法三：提架后由3人同時操作抵溜片閥，把3塊中部槽整體抬起，用長1.2 m厚0.15 m的半圓木以井字型墊在中部槽下方。采用以上三種方法，直至把工作面中部槽墊完為止。

2.3.6 普采段的支護

普采段采用3.2 mπ型鋼梁（或9號工字鋼）配單體支柱，按“一梁三柱”成對交替邁步前移支護頂板，先把每對滯后π梁，逐步交替前移至煤壁，π梁與煤壁要保留過機寬度，柱距為0.7 m，四排控頂，見四回一。成對π梁間距不超過0.2 m，π梁間距不超過0.7 m。鋼梁前移后，尾端采用單體配300 mm半圓木加強支護。普采段切頂支柱沿液壓支架頂梁尾端按不大于0.5 m間距摻設成排成線。

2.3.7 頂板支護

支架頂梁未完全進入頂板巖體期間，每移一排后，必須在支架探梁靠煤壁側下方摻設單體，每架一根。有木垛的支架，木垛移架后必須恢復木垛。片幫深度達0.5～1 m且頂板完好時，使用1.2 m半圓木進行挑料支護，挑料支護前降下支架探梁,高度不低于200 mm,人員在鄰架側把木料一端放置在探梁上深度不低于300 mm，伸緊支架前后立柱，探梁、木料接頂嚴實，木料一端距離煤壁端面距不超過340 mm。

2.3.8 撤除刮板輸送機中部槽

在調(diào)直開采過程中，當工作面機尾刮板輸送機伸出1.5 m后，根據(jù)現(xiàn)場情況撤除一塊中部槽。

撤除方法及步驟：首先把刮板輸送機鏈條連接環(huán)開至機尾過渡槽上，采用阻鏈器阻鏈，刮板輸送機開反車并剎住車，停電閉鎖掛牌，然后在連接環(huán)處斷開鏈條，取出所撤除處中部槽的啞鈴銷，將溜子機尾采用5 t葫蘆朝S幫移動500 mm，接著采用3 t葫蘆拉出待換中部槽。采用5 t葫蘆分先后順序將中部槽與刮板輸送機機尾朝N拉，然后將溜皮連接好,上好啞鈴銷最后將刮板輸送機進行緊鏈試車。

3 調(diào)斜工藝開采效果

8月中旬～2月下旬，運輸巷推進15.3 m，回風巷推進100.1 m，W22701S工作面在2月中旬機頭與機尾錯距0.4 m，進入正常采煤程序（W22701S工作面調(diào)斜推進度如表1所示，W22701S工作面調(diào)斜占平面圖如圖2所示）。

表1 W22701S工作面調(diào)斜推進度表

圖2 W22701S工作面調(diào)斜后平面圖

4 結論及效益

1）W22701S工作面實施調(diào)斜開采技術，多回采煤炭約8 231 t，實現(xiàn)收入412萬元（按500元/t計算）。

2）W22701S工作面采用調(diào)斜開采工藝，可以控制液壓支架和刮板輸送機的竄動。

3）工作面推進度控制是調(diào)斜開采取得成功與否的關鍵，機頭與機尾的進度一定要按照設計工藝進行。

4）為防止采機支架及溜子向運輸巷或回風巷側位移，采機割煤時的運行方向和拉架、推溜工序是關鍵，采用調(diào)斜開采工藝可以減緩液壓支架和刮板輸送機的竄動。

M7號煤層采用調(diào)斜開采工藝，提高礦井經(jīng)濟效益，降低礦井安全生產(chǎn)威脅。