復(fù)雜條件下軟巖綜采實(shí)踐

張建

摘 要：?jiǎn)魏畹V一號(hào)煤層是目前主要可采煤層之一，但由于一號(hào)煤層頂?shù)装鍘r性的特殊性，該區(qū)域回采面臨較大困難，影響產(chǎn)能。1101N工作面是我礦試采的第一個(gè)一號(hào)煤層工作面，在綜合分析一號(hào)煤層特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，立足創(chuàng)新管理，大膽改革，終于回采成功，為單侯礦今后采用綜采工藝回采一號(hào)煤層提供了重要的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜;軟巖;綜采

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）03-0171-02

1 單侯礦礦井概況

1.1 井田地理位置與交通

單侯礦是開灤集團(tuán)在外埠自行建設(shè)的第一座大型現(xiàn)代化礦井，隸屬于開灤（集團(tuán)）蔚州礦業(yè)有限責(zé)任公司，位于河北省張家口市蔚縣涌泉莊鄉(xiāng)境內(nèi)。單侯井田東西寬約5km，南北長(zhǎng)約8km，井田面積38.8185km2。井田地理位置東南距蔚縣縣城8km，北距宣化130km，南距石家莊市330km，東距北京230km，西距山西廣靈縣21km，公路鐵路交通條件良好。

1.2 井田開發(fā)史

單侯礦井于2004年5月開始基建，2006年10月進(jìn)行聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)，2009年5月礦井由基建轉(zhuǎn)為生產(chǎn)礦井。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150萬(wàn)t/a，核定礦井生產(chǎn)能力270萬(wàn)t/a。

1.3 礦井開拓方式、采煤方法、通風(fēng)系統(tǒng)等

礦井開拓方式為立井單水平開拓，生產(chǎn)水平為+650m，建有主井、副井、風(fēng)井三個(gè)井筒，主井承擔(dān)原煤提升任務(wù)、副井提升人員和物料、風(fēng)井為專用回風(fēng)井，通風(fēng)方式方法為中央并列抽出式通風(fēng)。單侯礦為低瓦斯礦井，水文地質(zhì)類型為復(fù)雜型。采煤方法采用綜合機(jī)械化一次采全高，工作面后退式回采方式。掘進(jìn)為綜掘，錨網(wǎng)（噴）支護(hù)方式。單侯礦井六大系統(tǒng)設(shè)備完善可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)有效。單侯礦井主采煤層自上而下為6#、5#、1#三個(gè)煤層，分三個(gè)采區(qū)，即首采區(qū)，二采區(qū)，三采區(qū)。首采區(qū)位于單侯井田的北部和西南翼，二采區(qū)位于首采區(qū)的東部，三采區(qū)位于首采區(qū)南部。

1.4 礦井地質(zhì)構(gòu)造及水文概況

礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度定為三類（Ⅲa），主要以5號(hào)、6號(hào)煤層為主，煤層較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至較復(fù)雜。礦井水文地質(zhì)類型為復(fù)雜型。

1.5 礦井瓦斯、煤塵及煤的自燃性

礦井為瓦斯礦井，自燃傾向性等級(jí)均為II類，自燃，有煤塵爆炸性。礦井主采煤層自然發(fā)火期為小于等于6個(gè)月。

2 1101N工作面概況

一號(hào)煤層為單侯礦最下部的一層煤，該煤層一般厚度較大，變化小，為較穩(wěn)定煤層，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。該煤層層狀發(fā)育，具裂隙，主要煤巖成分為暗煤夾有亮煤條帶。距底0.2-0.35m有一層較穩(wěn)定的0.1m左右的泥巖夾矸。采面斷層較多，以正斷層為主，落差均在0.15-2.0m之間;采面局部發(fā)育有小型褶皺構(gòu)造，回采至該部位時(shí)可能揭露隱伏小構(gòu)造或煤層傾角發(fā)生變化;1101N采面受上覆5、6煤層采空區(qū)影響而導(dǎo)致巷道變形嚴(yán)重、煤層易碎，屆時(shí)對(duì)正?；夭蓭?lái)一定影響。詳見表1、2、3。

3 1101N工作面回采過(guò)程中存在的困難

2018年4月10日至2018年4月25日在1101N工作面試生產(chǎn)期間，工作面頂板破碎，在拉架過(guò)程中頂部掉矸嚴(yán)重，清理架腳前浮矸勞動(dòng)強(qiáng)度大，溜子頂不動(dòng)，上竄嚴(yán)重，溜子轉(zhuǎn)載仍然搭接不合適，采面普遍存在架腳下扎。機(jī)電事故較多，推進(jìn)速度慢，總進(jìn)尺45米，平均單班進(jìn)尺1.6米。

2018年4月26日正式進(jìn)入1101N工作面生產(chǎn)，面溜下竄，第15組-55組支架段底板鼓起，底鼓矸石量300-400mm，頂板破碎，采面局部高度不夠，生產(chǎn)困難。之后采面機(jī)尾積水嚴(yán)重，溜子拉水煤嚴(yán)重，造成下運(yùn)轉(zhuǎn)載、皮帶打滑，機(jī)電事故頻發(fā)。隨著積水增多，底板泥巖遇水軟化，錨固站拉轉(zhuǎn)載費(fèi)力，固定用單體柱穩(wěn)固不牢。

2018年5月15日至2018年6月6日是1101N工作面推采特別困難時(shí)期，工作面第20-50組支架受周期來(lái)壓影響，頂板破碎，采高低，第20-40組最嚴(yán)重，采高只有2.4米，支架挺不起來(lái)，機(jī)組過(guò)不去，造成溜子下剎，打底矸1米深，最后導(dǎo)致支架架腳扎底，抬腳困難，架腳壓大桿，頂溜費(fèi)勁，支架拉不動(dòng)，機(jī)組滑靴落道，護(hù)幫板、平衡頂損壞，第65-85組支架歪斜，溜子下竄嚴(yán)重，頭組支架擠煤壁，架腳前浮矸多，清理工作量大，機(jī)電事故次數(shù)增多，推進(jìn)速度緩慢。

4 創(chuàng)新管理手段

1101N工作面科學(xué)地采用新技術(shù)、新裝備，規(guī)范員工操作行為，提高了員工操作和管理水平，確保了煤炭生產(chǎn)安全、高效。

4.1 新管理辦法

自進(jìn)入1101N工作面以來(lái)，由于地質(zhì)條件差，作業(yè)環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，員工積極性受到極大影響，情緒低落，勞動(dòng)效率低，生產(chǎn)局面非常被動(dòng)。在這種情況下，該隊(duì)伍不畏困難，統(tǒng)一思想，加強(qiáng)工作面質(zhì)量管控，安全第一，質(zhì)量先行，穩(wěn)扎穩(wěn)打，制定出臺(tái)了走動(dòng)管理辦法、加強(qiáng)液壓系統(tǒng)管理考核辦法和配套的經(jīng)濟(jì)政策，規(guī)范了員工操作和管理行為，使員工思想觀念有了轉(zhuǎn)變，積極性提高明顯。

（1）走動(dòng)式管理辦法。工作面回采初期，為了搶進(jìn)度，減小頂板壓力，工作面機(jī)頭、機(jī)尾支架超前，中部支架滯后，造成壓力集中在滯后的支架上，致使工作面切頂、煤壁向前劈幫嚴(yán)重，無(wú)法控制頂板，經(jīng)過(guò)研究和詳細(xì)論證，及時(shí)出臺(tái)了走動(dòng)式考核辦法。由盯班管技及班組長(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)程措施要求，扭轉(zhuǎn)了生產(chǎn)被動(dòng)局面，安全有了保證，一直到該工作面收尾，沒(méi)有發(fā)生任何大小人身傷害事故。工作面的“三直、一平、兩暢通”做到了動(dòng)態(tài)合格，生產(chǎn)上由原來(lái)班平均割煤二刀的進(jìn)度提高到了班割煤四刀的好水平。（2）加強(qiáng)液壓系統(tǒng)管理考核辦法。出臺(tái)了加強(qiáng)液壓系統(tǒng)管理考核辦法，狠抓液壓系統(tǒng)管理，確保了工作面穩(wěn)產(chǎn)。液壓系統(tǒng)就像綜采工作面的心臟和血液循環(huán)系統(tǒng)及動(dòng)感神經(jīng)，只有各零部件、液壓元件完好，綜采工作面才能正常組織生產(chǎn)。同時(shí)也有效解決了液壓系統(tǒng)的“跑、冒、滴、漏、串”液現(xiàn)象，在一定程度上防止了底板遇水泥化影響拉架和推溜。

4.2 新裝備的使用

1101N工作面通過(guò)采用新裝備，提高了工作面單產(chǎn)能力，確保了安全生產(chǎn)。

（1）液沖錨桿試用成功。1101N工作面生產(chǎn)過(guò)程中，由于頂板破碎和周期來(lái)壓等因素，給有效控制工作面頂板帶來(lái)一定困難，經(jīng)常出現(xiàn)漏頂，對(duì)正?；夭捎绊懞艽?，為了確保工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)，通過(guò)試打液沖錨桿的方法，用來(lái)控制片幫和頂板破碎，保證安全和正常生產(chǎn)，在使用過(guò)程中，效果顯著，不但有效控制了片幫，保證了回采推進(jìn)速度，減輕周期來(lái)壓的影響，而且較好的控制住了上頂矸石的垮落，提高了煤質(zhì)。同時(shí)，液沖錨桿在1101N面的試用成功，證明這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用可以向今后一號(hào)煤層回采工作面推廣試用。（2）抬腳墊料的物料選擇。為克服底板軟、液壓支架扎腳、抬腳困難，解決支架抬腳回落后還回原位問(wèn)題，根據(jù)架腳至溜子大底空間距離，先后使用了各種規(guī)格的舊木料墊腳，通過(guò)多次試驗(yàn)和征求現(xiàn)場(chǎng)操作工的意見，最終確定了墊腳料的材質(zhì)和規(guī)格。墊腳料的材質(zhì)為木質(zhì)，可以用新料，也可以是廢舊木料，但尺寸必須是1.2×0.24×0.22m，墊腳料的使用切實(shí)提高了液壓支架的初撐力，實(shí)現(xiàn)了順利移架、頂溜。（3）工作面機(jī)尾治水設(shè)備使用。該面溜子拉上山，工作面最低點(diǎn)在機(jī)尾，一般冷卻水和少量支架漏液能夠隨著溜子上的煤流被拉走，但是一煤底板巖性特點(diǎn)決定了它不能見水，經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，最后在機(jī)尾低洼點(diǎn)處實(shí)時(shí)保持有一個(gè)臨時(shí)水窩，安裝了一臺(tái)7.5KW排沙泵，既便于隨采隨移，又便于設(shè)備更換和維護(hù)，治水效果明顯。（4）臨架抬腳柱的使用。1101N推采過(guò)程中，逐漸發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新問(wèn)題，抬腳頂子損壞率高，作用發(fā)揮的不理想，修的不如壞的快，把支架檢修工難住了。主管機(jī)電的技術(shù)員動(dòng)員技術(shù)骨干攻關(guān)，經(jīng)過(guò)幾天的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，找到了問(wèn)題出在軟化的底板上，由于底板泥化，推移大桿失去了方向約束，抬腳頂子受到了不合理的剪切力，把柱嘴子卡斷，支架也就喪失了應(yīng)有的抬腳功能。針對(duì)這種情況，該面支架工試用了臨架抬腳柱幫助支架抬腳的方法，即在本組支架頂梁上打設(shè)兩棵3.15米單體柱，柱底穩(wěn)在相鄰兩組支架的架腳柱窩上，柱頭用木板墊好，用麻繩固定在架子上，支架工在遠(yuǎn)方操控，人員避開單體柱彈射及柱咀崩射范圍，實(shí)現(xiàn)了降架的同時(shí)便可以抬腳。（5）轉(zhuǎn)載機(jī)自移裝置的使用。1101N推采過(guò)程中，拉轉(zhuǎn)載是最頭疼的問(wèn)題，錨固站固定不住，轉(zhuǎn)載拉不了，嚴(yán)重影響推采速度。安裝轉(zhuǎn)載自移裝置后，轉(zhuǎn)載機(jī)可以自行前移，遷移轉(zhuǎn)載時(shí)間由原來(lái)的1小時(shí)縮短到現(xiàn)在的5分鐘，減小了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高勞動(dòng)效率。

5 回采總結(jié)

單侯礦一號(hào)煤層由于其頂?shù)装鍘r性的特殊性，不同于已經(jīng)回采了多個(gè)工作面的五號(hào)煤層和六號(hào)煤層，1101N工作面在吸取相鄰礦井等一號(hào)煤層個(gè)別工作面沒(méi)有試采成功教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，立足創(chuàng)新抓管理，從技術(shù)層面潛心研究，管理方面自主創(chuàng)新，嚴(yán)格要求，以工作面安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)態(tài)達(dá)標(biāo)為前提，穩(wěn)扎穩(wěn)打，克服了回采中遇到的各種困難，于2018年6月12日順利收尾，試采取得了成功，該面回采過(guò)程中總結(jié)的教訓(xùn)和積累的經(jīng)驗(yàn)，可以在其它一煤工作面借鑒和推廣。