厚煤層綜放工作面扇形收尾工藝實(shí)踐

范 冬 閣

（山煤集團(tuán)左云長(zhǎng)春興煤業(yè)有限公司，山西 左云037100）

1 工作面概況

山煤長(zhǎng)春興煤業(yè)位于山西省左云縣境內(nèi)，區(qū)域批復(fù)可采煤層為22#煤層，煤層平均厚度為11m，平均傾角為5°，煤層上部未遭受采動(dòng)影響，煤層上覆直接頂為砂質(zhì)泥巖，平均厚度為4.28m，基本頂為細(xì)砂巖，平均厚度為5.64m，基本底為砂質(zhì)泥巖，平均厚度為6.22m。

礦井301 綜放工作面采用后退式開采工藝，沿22#煤層底板布置有301 運(yùn)輸順槽、301 回風(fēng)順槽兩條巷道，其中，301 運(yùn)輸順槽與南盤區(qū)皮帶大巷呈45°夾角貫通，301 回風(fēng)順槽通過轉(zhuǎn)采巷與南盤區(qū)輔運(yùn)大巷垂直貫通，301 綜放工作面在設(shè)計(jì)時(shí)受斷層影響，為了提高巷道掘進(jìn)利用效率，增加煤炭回收率，在工作面末采時(shí)采用大角度扇形收尾施工。

2 收尾準(zhǔn)備工作

1）為確保巷道支護(hù)強(qiáng)度，保證301 綜放工作面在回撤期間留有充足的空間，預(yù)先在運(yùn)輸順槽與回風(fēng)順槽停采線前后20m 的位置處利用錨索吊掛礦用11#工字鋼，同時(shí)在聯(lián)巷與工作面超前20m 處吊掛鋼梁，各鋼梁的間距為1m，每根鋼梁打設(shè)三根規(guī)格為Φ17.8×9.5m 的錨索，保證錨索錨固至堅(jiān)硬巖體的長(zhǎng)度≧2m。

2）為保證工作面在轉(zhuǎn)采和末采期間運(yùn)輸機(jī)有足夠的運(yùn)行空間，在301 綜放工作面轉(zhuǎn)采前，需提前調(diào)刀，使運(yùn)輸機(jī)上竄，為后續(xù)轉(zhuǎn)采施工提供條件[1]。

3 施工工藝

301 綜放工作面在末采階段的收尾施工工序可分為以下幾個(gè)步驟：

1）301 運(yùn)輸順槽推進(jìn)至距轉(zhuǎn)采點(diǎn)24m 位置時(shí)，為確保工作面頂板的穩(wěn)定性，不對(duì)1#—10#液壓支架進(jìn)行放煤；

2）301 運(yùn)輸順槽推進(jìn)至距轉(zhuǎn)采點(diǎn)14m 的位置時(shí)，對(duì)1#—5#液壓支架進(jìn)行掛網(wǎng)，同時(shí)在液壓支架前方打設(shè)兩組規(guī)格為4500×275×2.75mm 的5 眼鋼帶，每組鋼帶上間隔1m 打設(shè)規(guī)格為Φ17.8×9.5m 的錨索，錨索采用五花布置，各錨索的間排距為2000×1000mm；

3）301 運(yùn)輸順槽推進(jìn)至距轉(zhuǎn)采點(diǎn)5.8m 的位置時(shí)，對(duì)1#—6#液壓支架進(jìn)行掛網(wǎng)；同時(shí)利用奇偶調(diào)刀法對(duì)工作面進(jìn)行轉(zhuǎn)采[2]，采煤機(jī)從工作面端頭依次截割到90#支架、70#支架、30#支架、1#支架為一個(gè)循環(huán)；采煤機(jī)從工作面端頭依次截割到100#支架、60#支架、40#支架、1#支架為第二個(gè)循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)采，每個(gè)循環(huán)轉(zhuǎn)采機(jī)頭、機(jī)尾的推進(jìn)度分別為0.2m 和6.4m，采煤機(jī)奇偶調(diào)刀示意如圖1 所示；

圖1 采煤機(jī)奇偶調(diào)刀示意圖

4）5 個(gè)循環(huán)轉(zhuǎn)采后，對(duì)1#—9#液壓支架進(jìn)行掛網(wǎng)；

5）7 個(gè)循環(huán)轉(zhuǎn)采后，后部運(yùn)輸機(jī)上竄較快，不能與轉(zhuǎn)載機(jī)正常搭接，需將后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾及電機(jī)、減速機(jī)、刮板等相關(guān)設(shè)備安全撤出，只保留后部運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭；

6）10 個(gè)循環(huán)轉(zhuǎn)采后，對(duì)1#—11#液壓支架進(jìn)行掛網(wǎng)，301 綜放工作面屬于扇形回采，需自機(jī)尾側(cè)網(wǎng)片的邊緣向機(jī)尾方向每隔1m 吊掛一根規(guī)格為Φ28油絲繩；

圖2 301 綜放工作面扇形轉(zhuǎn)采和末采掛網(wǎng)示意圖

7）29 個(gè)循環(huán)轉(zhuǎn)采后，301 綜放工作面停止拉移液壓支架，分別選用規(guī)格為Φ18×2200mm 的左旋無縱筋螺紋鋼錨桿、規(guī)格為Φ17.8×9500m 的錨索和規(guī)格為3.2×2200mm 的菱形網(wǎng)對(duì)巷道頂板進(jìn)行聯(lián)合加強(qiáng)支護(hù)，各錨桿、錨索的間距分別為2m，巷道兩幫選用規(guī)格為Φ16×1600mm 的錨桿和規(guī)格為3.2×2200mm 的菱形網(wǎng)進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，各錨桿的間排距為1m。301 工作面扇形轉(zhuǎn)采和末采掛網(wǎng)示意如圖2 所示，301 綜放工作面扇形收尾施工效果如圖3所示。

圖3 301 綜放工作面扇形收尾施工效果

4 技術(shù)創(chuàng)新

1）改進(jìn)支架調(diào)整工藝。工作面扇形轉(zhuǎn)采施工中，301 綜放工作面技術(shù)人員充分利用支架側(cè)護(hù)板功能（維持前側(cè)護(hù)板閉鎖、后側(cè)護(hù)板打開的狀態(tài)），通過后側(cè)護(hù)板將支架進(jìn)行調(diào)整，確保支架與運(yùn)輸機(jī)垂直，同傳統(tǒng)利用短單體液壓支柱進(jìn)行調(diào)架的工藝相比，該工藝勞動(dòng)強(qiáng)度低，大大縮短了大角度扇形轉(zhuǎn)采收尾的時(shí)間[3-4]，此次扇形旋轉(zhuǎn)45°，上巷轉(zhuǎn)采185m，在20 內(nèi)為工作面創(chuàng)造了安全的回撤條件。

2）通過技術(shù)手段改變礦壓規(guī)律。山煤左云長(zhǎng)春興煤業(yè)301 綜放工作面引進(jìn)了“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+煤礦管理系統(tǒng)”中礦壓在線監(jiān)測(cè)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦壓顯現(xiàn)情況、周期來壓步距的實(shí)時(shí)分析預(yù)測(cè)，根據(jù)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，301 綜放工作面在距離轉(zhuǎn)采開始位置30m 時(shí)放緩了推進(jìn)速度，在距轉(zhuǎn)采位置24m 時(shí)，通過施行局部不放煤的措施改變了周期來壓步距，確保了轉(zhuǎn)采期間的穩(wěn)壓推進(jìn)。

3）預(yù)先施工轉(zhuǎn)采巷。為確保工作面大角度扇形收尾工藝的安全性，301 綜放工作面在掘進(jìn)期間預(yù)先施工圓弧形轉(zhuǎn)采巷[5]，使工作面在轉(zhuǎn)采期間保持等長(zhǎng)，同傳統(tǒng)轉(zhuǎn)采工藝相比，有效避免了工作面機(jī)尾處煤機(jī)割不透的問題，提高了工作面扇形收尾的速度。山煤左云長(zhǎng)春興煤業(yè)301 綜放工作面扇形收尾工藝的成功實(shí)踐，產(chǎn)生的生產(chǎn)效果和經(jīng)濟(jì)效益總結(jié)如下：

5 結(jié) 語

1）為資源枯竭礦井回收邊角煤、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜礦井受落差較大斷層影響的區(qū)域不能布置規(guī)則綜放工作面的末采工藝提供了一定的實(shí)踐參考，通過旋轉(zhuǎn)回采施工工藝，降低了回采巷道噸煤掘進(jìn)率、提高了工作面扇形收尾的速度。

2）山煤左云長(zhǎng)春興煤業(yè)301 綜放工作面通過采用厚煤層大角度扇形收尾的施工工藝，提高了巷道的利用率，降低礦井的萬噸掘進(jìn)率，為礦井多回收煤炭資源32 萬t，同時(shí)為企業(yè)多創(chuàng)造利潤6400 萬元。