中厚煤層綜采工作面搬遷技術(shù)應(yīng)用研究

邢宇林

【摘 要】 本文以山西某礦2406綜放工作面的設(shè)備搬遷的具體實(shí)際情況為背景，分析得到綜放工作面在設(shè)備搬遷過程中會遇到煤層自然發(fā)火嚴(yán)重、井下設(shè)備運(yùn)輸不便、回撤巷道支護(hù)困難和煤礦安全事故易發(fā)的問題，詳細(xì)介紹了搬遷前的準(zhǔn)備工作、回撤通道的掘進(jìn)、生產(chǎn)設(shè)備的搬遷和采空區(qū)防滅火技術(shù)等。

【關(guān)鍵詞】 中厚煤層;綜采工作面;搬遷技術(shù)

【中圖分類號】 TD82-9 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A

【文章編號】 2096-4102（2019）05-0008-03

在煤礦開采過程中經(jīng)常會遇到采煤工作面的接替和搬遷工作。工作面搬遷過程中，由于搬遷時間較長，會嚴(yán)重影響到采煤工作面和煤礦的正常安全出煤。同時，工作面后方采空區(qū)內(nèi)的遺留煤炭會發(fā)生不同程度的自燃，對采煤工作面的高效運(yùn)轉(zhuǎn)帶來極大的安全隱患。因此，在保證礦井高效、安全生產(chǎn)和高經(jīng)濟(jì)效益的前提下，探索安全、快速、高效的采煤工作面搬遷技術(shù)就顯得尤為重要。

1工程概況

山西某礦2406綜放工作面主采4號煤層，厚度為6.35m，煤層傾角為3°，煤層采用全部垮落法對工作面后方采空區(qū)進(jìn)行處理。2406綜放工作面長度190m。2406綜放工作面煤層賦存情況如圖1所示。在2406綜放工作面回采完畢后，需對該工作面內(nèi)的生產(chǎn)工作設(shè)備進(jìn)行搬遷。

2搬遷過程中的問題

以往在綜放工作面的搬遷過程中，由于所需要的時間較長，且綜放工作面在采空區(qū)的遺留煤炭資源較多，因此在工作面搬遷過程中往往會出現(xiàn)以下問題：

（1）在2406綜放工作面回采結(jié)束后，由于2號煤層屬于極易自燃煤層，煤層的自燃發(fā)火周期較短，因此綜放工作面采空區(qū)內(nèi)的遺留煤炭自然發(fā)火的可能性非常高，在綜放工作面搬遷過程中要時刻注意采空區(qū)內(nèi)煤層的自燃發(fā)火情況，對綜放工作面采空區(qū)進(jìn)行防滅火處理，以防止煤層的自燃給搬遷環(huán)境帶來嚴(yán)重的不便，進(jìn)而影響搬遷隊(duì)人員的正常工作。

（2）由于礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為90萬t，自身的設(shè)計生產(chǎn)能力不大，因此礦井在回采階段，回采巷道的巷道斷面積較小，而在綜放工作面中，常規(guī)綜放工作面所使用的重量大、體積大、能力高的生產(chǎn)設(shè)備無法正常使用，只能依靠自制的中型設(shè)備進(jìn)行開采，且在生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)輸上也只能使用礦用中小型設(shè)備進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸不便利。2406綜放工作面主要生產(chǎn)設(shè)備的具體參數(shù)如表1所示。

（3）2406綜放工作面由于煤層開采厚度較大，上覆巖層頂板巖層下沉的活動范圍較大，造成綜放工作面采場形成的礦山壓力比正常綜采工作面的要較大，且在采場停采線附近，在煤層中布置回撤巷道，由于受到工作面前放煤壁的超前支承壓力的影響，巷道兩幫及頂板為松軟破碎巖體，巷道的圍巖較為破碎，變形量因此增大，導(dǎo)致回撤巷道的支護(hù)難度也比傳統(tǒng)的回采巷道的支護(hù)難度大，因此需要對停采線附近的回撤巷道的支護(hù)提出更加嚴(yán)格的方案，為綜放工作面設(shè)備的搬遷提供充足的搬遷空間，保證綜放工作面設(shè)備的正常搬遷。

（4）在綜放工作面設(shè)備的搬遷過程中，工作面主要生產(chǎn)設(shè)備要經(jīng)歷回撤工作面-回撤通道-回采巷道-準(zhǔn)備巷道-開拓巷道-地面的搬遷路線，使得設(shè)備運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸線路復(fù)雜、距離長、環(huán)節(jié)多，設(shè)備搬遷的時間較長，因此在綜放工作面的設(shè)備搬遷過程中要極其注意列車的脫軌，并嚴(yán)防倒車倒架事故的發(fā)生，并且由于在設(shè)備的搬遷過程中需要的勞動力較多，從而需要時刻保證搬遷隊(duì)工人的生命安全，避免發(fā)生傷亡事故。

3綜放工作面搬遷技術(shù)

3.1搬遷前的準(zhǔn)備工作

在綜放工作面搬遷之前，需要制定出合理的工作面搬遷方案，并制定出緊急情況的應(yīng)對措施，之后開始對回撤通道進(jìn)行掘進(jìn)。在回撤通道掘進(jìn)的過程中，首先準(zhǔn)備好回撤巷道掘進(jìn)過程所需的各種工具，包括重要的臨時單體液壓支柱及其配套裝置。其次，在采區(qū)回風(fēng)大巷中布置兩臺局部通風(fēng)機(jī)，供綜放工作面設(shè)備搬遷過程中使用，保證設(shè)備搬遷工作面保持充足的風(fēng)量，防止發(fā)生瓦斯積聚的現(xiàn)象，使得搬遷隊(duì)工人處在較優(yōu)良的環(huán)境當(dāng)中。接著，要對設(shè)備搬遷工作面上覆巖層頂板的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，在之前選定好的停采線位置附近停止對綜放工作面的回采，使得綜放工作面停止回采的位置避開上覆巖層頂板的周期來壓，使該工作面處在上覆巖層老頂形成的懸臂梁之下，有助于綜放工作面設(shè)備的搬遷。最后，要測量回采巷道的高度、寬度、坡度和斷面積，在軌道及列車發(fā)生轉(zhuǎn)彎的位置要格外注意其轉(zhuǎn)彎半徑，并配備專用人員對巷道的重點(diǎn)位置進(jìn)行修整，確保巷道路面的暢通，保證綜放工作面設(shè)備的正常搬遷。

3.2回撤通道的掘進(jìn)

回撤通道的巷道斷面積寬3.4m、高2.8m的矩形斷面，回撤通道的長度較綜放工作面長度長10m，同時機(jī)頭位置約10m和機(jī)尾位置長約20m的長度較工作面中部多推進(jìn)2刀，這樣可以將工作面采煤機(jī)和液壓支架的回撤和設(shè)備在井下轉(zhuǎn)彎?；爻废锏赖闹ёo(hù)形式也與2406綜放工作面的支護(hù)形式存在差異?；爻废锏理敯宀捎缅^索網(wǎng)加錨索梁聯(lián)合支護(hù)形式，回撤巷道兩幫則采用錨網(wǎng)支護(hù)形式，同時在回撤巷道內(nèi)局部破碎區(qū)域位置布置有單體液壓支柱。

3.3生產(chǎn)設(shè)備的搬遷

采煤機(jī)要首先開到綜放工作面機(jī)頭位置，進(jìn)行井下的解體，再對采煤機(jī)進(jìn)行起吊裝車，經(jīng)列車由機(jī)頭向機(jī)尾位置回撤，運(yùn)輸出來;刮板運(yùn)輸機(jī)則首先要將電纜槽內(nèi)的所有電纜和管路放下，再將刮板輸送機(jī)的鏈條全部抽出，并由機(jī)頭向機(jī)尾方向分段搬遷運(yùn)輸出來;轉(zhuǎn)載機(jī)同樣首先將鏈條全部抽出，然后由機(jī)頭開始分段拆除搬遷運(yùn)輸。

待綜放工作面中全部的設(shè)備拆除搬遷結(jié)束后即可對工作面中綜放液壓支架進(jìn)行搬遷，工作面中綜放液壓支架的回撤順序是由機(jī)頭向機(jī)尾位置回撤。主要通過慢速絞車對綜放工作面內(nèi)的液壓支架進(jìn)行回撤，并實(shí)現(xiàn)綜放液壓支架在井下的移動。液壓支架搬遷和移動的主要部件為滑輪，通過間隔布置在液壓支架上的滑輪改變慢速絞車的牽引方向，使得綜放液壓支架在井下不斷橫向移動，直到移動到工作面端頭順槽內(nèi)，運(yùn)輸出來。

3.4采空區(qū)防滅火技術(shù)

（1）及時通風(fēng)。在綜放工作面的搬遷過程中同樣要時刻對工作面的風(fēng)量進(jìn)行監(jiān)測，確保每班都有固定的工作人員監(jiān)測風(fēng)量。另外，通過在采區(qū)回風(fēng)大巷布置的局部通風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)及時地對搬遷工作面進(jìn)行供風(fēng)，達(dá)到調(diào)整風(fēng)量的目的。

（2）封閉采空區(qū)。在綜放工作面兩回采順槽端部進(jìn)行及時封堵，防止工作面新風(fēng)流入后方采空區(qū)，使得設(shè)備搬遷工作面在上下隅角出現(xiàn)大面積的漏風(fēng)現(xiàn)象，同時提高設(shè)備搬遷工作面的供氧條件。

（3）監(jiān)測采空區(qū)發(fā)火。及時對采空區(qū)內(nèi)的氣體進(jìn)行監(jiān)測和分析，重點(diǎn)分析采空區(qū)內(nèi)標(biāo)志性氣體的含量，進(jìn)而判斷采空區(qū)內(nèi)是否出現(xiàn)自然發(fā)火狀況。若出現(xiàn)自燃發(fā)火，則需及時采取采空區(qū)防滅火方法對采空區(qū)的自燃發(fā)火區(qū)域進(jìn)行滅火，保證設(shè)備搬遷的安全進(jìn)行。

（4）在對采空區(qū)進(jìn)行封閉之前，應(yīng)將綜放工作面后部采空區(qū)的靠近停采線位置的遺煤清理干凈，并對綜放工作面上下兩順槽表面進(jìn)行噴漿，防止巷道煤壁及頂板發(fā)生氧化自燃發(fā)火現(xiàn)象的發(fā)生，影響整個礦井的正常生產(chǎn)。

（5）在綜放工作面設(shè)備搬遷之后，要在工作面遺留煤體表面噴灑阻化劑，防止綜放工作面遺留煤體發(fā)生氧化自燃的現(xiàn)象，同時可以向工作面后方采空區(qū)注入氮?dú)?，形成氮?dú)舛杌瘞ВM(jìn)而防止采空區(qū)遺留煤炭的自燃發(fā)火。

4結(jié)論

本文以山西某礦2406綜放工作面的設(shè)備搬遷的具體實(shí)際情況為背景，通過分析綜放工作面在搬遷過程中遇到的問題，并針對工作面搬遷過程中的具體問題采取了針對性的技術(shù)，主要得到以下結(jié)論：

（1）綜放工作面在設(shè)備搬遷過程中，會遇到煤層自然發(fā)火嚴(yán)重、井下設(shè)備運(yùn)輸不便、回撤巷道支護(hù)困難和煤礦安全事故易發(fā)的問題。

（2）綜放工作面在設(shè)備搬遷技術(shù)上主要包括搬遷前的準(zhǔn)備工作、回撤通道的掘進(jìn)、生產(chǎn)設(shè)備的搬遷和采空區(qū)防滅火技術(shù)等。

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