近距離煤層動(dòng)壓影響綜采工作面回采工藝改進(jìn)

王喜明 王喜寶 韓瑋杰

（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司煤峪口礦，山西 大同 037041）

1 概況

煤峪口礦井田范圍內(nèi)煤層賦存比較復(fù)雜，其中14#層410盤區(qū)屬近距離煤層開采，14#層410盤區(qū)81012綜采工作面由綜采一隊(duì)負(fù)責(zé)開采，采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，兩順槽為拱形斷面，采用U29五節(jié)可縮性金屬棚、錨桿、錨索、鋼帶聯(lián)合支護(hù)，頂板管理采用自然垮落法。工作面推進(jìn)過程中，由于層間距太小，巷道動(dòng)壓顯現(xiàn)明顯，工作面兩順槽原支護(hù)變形嚴(yán)重，在生產(chǎn)期間不但需要經(jīng)常棚頂維護(hù)頂板，還導(dǎo)致工作面端頭支架沒有足夠行程。為了工作面能夠更順利推進(jìn)，必須對(duì)綜采工作面的回采工藝進(jìn)行改進(jìn)。

2 改進(jìn)方案

2.1 超前支護(hù)的變更

按原設(shè)計(jì)，兩巷超前支護(hù)為工作面煤壁線向外30m范圍采取超前加強(qiáng)支護(hù)，采用DZ35-30/110型單體液壓支柱加裝防倒裝置。

在實(shí)際開采過程中，為有效降低回采期間巷道頂板壓力影響，開采前在巷道未變形時(shí)就提前采取措施。具體為：在U29五節(jié)可縮性金屬棚支護(hù)區(qū)域范圍加長(zhǎng)單體液壓支柱支護(hù)有效范圍，變更為工作面運(yùn)輸順槽煤壁線向外200m、回風(fēng)順槽向外40m超前加強(qiáng)支護(hù)。支護(hù)形式采用每個(gè)U29五節(jié)可縮性金屬棚下支設(shè)一根單體液壓支柱，并支設(shè)成一條直線。

圖1 超前支護(hù)圖

2.2 端頭支護(hù)方式的變更

（1）原設(shè)計(jì)端頭采用邁步抬棚方式支護(hù)，需要端頭維護(hù)工、支架工、機(jī)組司機(jī)等多人配合才能完成邁步行走，其中一個(gè)工種若配合不好或者用力不一樣，則在不同步作業(yè)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鋼梁掉下傷人。

（2）改進(jìn)支護(hù)方式后，在U29棚梁下支護(hù)單體柱，既節(jié)省了時(shí)間，在回替單體液壓支柱時(shí)只需要兩名端頭維護(hù)工即可完成替換柱。便于現(xiàn)場(chǎng)操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖2 端頭支護(hù)方式

2.3 端頭支架選型的變更

（1）原設(shè)計(jì)工作面中間支架采用ZZS-5600型液壓支架，適應(yīng)煤厚1.4～2.8m；兩端頭支架采用ZZS-6000支架各1架，行程高度在1.7～3.7m。兩巷因?yàn)槭芙嚯x開采影響，U29可縮性金屬棚在壓力大時(shí)易發(fā)生棚梁下縮、扭曲變形。在U29棚不變形時(shí)，按照巷道4.5（寬）×3m（高），ZZS-6000型的端頭支架有足夠的行程，但在受壓力影響棚梁下縮后支架行走困難。

（2）變更端頭支架選項(xiàng)，中間架和端頭架全部采用ZZS-5600支架，當(dāng)巷道壓力大發(fā)生棚梁下縮變形時(shí)，將ZZS-5600支架的后期行程滿足相關(guān)要求。

2.4 采煤工序的變更

受近距離煤層開采影響，工作面機(jī)道頂板破碎，部分支架前梁端冒落高度超標(biāo)，端面距增大，需要支架工超前移架，以便更好地維護(hù)機(jī)道頂板。

經(jīng)技術(shù)人員研究及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，提出了在工作面壓力顯現(xiàn)區(qū)域?qū)嵭谐耙萍艿裙に?。在工作面壓力顯現(xiàn)區(qū)域超前移架時(shí)，將采煤機(jī)兩滾筒都降至底板位置，沿工作面底板先將超前移架范圍內(nèi)的煤壁底部割通，然后將采煤機(jī)返開至原來位置，并由支架工將超前移架范圍內(nèi)的刮板輸送機(jī)推出，待支架工操作完成后，再將采煤機(jī)頭或機(jī)尾滾筒升起，開始割超前移架范圍內(nèi)的煤壁頂部。圖3所示。

2.5 端頭U29棚加強(qiáng)維護(hù)

兩端頭直角煤體由于受采動(dòng)影響，在采煤機(jī)割通該處實(shí)煤后，片幫嚴(yán)重，頂板的少量煤層和碎矸留不住，極易發(fā)生漏頂事故。

在維護(hù)時(shí)，要充分對(duì)端頭3架支架端面距范圍內(nèi)進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，將工字鋼的一端放置在冒落區(qū)支架靠頭側(cè)的其他支架上，用該支架前梁將其升緊，但該支架的前梁必須嚴(yán)密接頂。伸入該支架上工字鋼搭接長(zhǎng)度不得少于1m。另一端必須伸至順槽巷完全接頂，在其下支設(shè)單體液壓支柱，使工字鋼完全固定。根據(jù)實(shí)際情況，使工字鋼傾斜于工作面，工字鋼與冒落區(qū)支架前梁的最大間距不得大于1.5m；將工字鋼或長(zhǎng)方木垂直工作面方向，一端放置在工字鋼上，另一端放置在支架上，間距不大于10cm，用雙股8#鉛絲將工字鋼與其上放置的工字鋼或長(zhǎng)方木捆緊捆牢，形成假頂，做假頂結(jié)束后移架。

圖3 采煤工藝示意圖

移架時(shí)，前梁上固定工字鋼一端的支架必須等冒落區(qū)其他支架移到位后才可前移；移冒落區(qū)其他支架時(shí)，必須將支架降下至完全離開人工所做假頂后再移架。

移架后，將支架升起至能接頂即可，不得強(qiáng)升，避免將所做假頂頂翻；當(dāng)工作面兩端頭直角煤體冒落嚴(yán)重，不好控制時(shí)，可采取注馬麗散的方法提前進(jìn)行粘結(jié)。

2.6 設(shè)備列車布置

原設(shè)計(jì)一般設(shè)備列車距工作面50m距離。由于工作面的皮帶順槽承受的壓力較大，巷道支護(hù)的U29拱形支架損壞變形嚴(yán)重，開采過程中移動(dòng)串車比較困難。

為減少影響，需要采取提前移動(dòng)的方式，設(shè)備列車提前行走，與工作面保持200m距離；移動(dòng)設(shè)備列車的部分平板車輪對(duì)改用小輪對(duì)，降低串車高度，為串車移動(dòng)創(chuàng)造更有利的條件。

3 應(yīng)用效果

（1）通過超前、端頭、采煤工序、支架、設(shè)備列車移動(dòng)等環(huán)節(jié)的改進(jìn)，在巷道壓力大發(fā)生棚梁下縮、扭曲變形時(shí)，仍保證了工作面有效推進(jìn)，保持日均割8刀煤。

（2）新的施工方案用工少，節(jié)省時(shí)間，操作方便，提高生產(chǎn)效率。