綜采工作面縮面工藝研究應用

單志軍 趙海良

山東魯泰控股集團有限公司鹿洼煤礦（272350）

0 前言

鹿洼煤礦井田斷層較多。在正常放面過程中，為了躲避斷層，出現(xiàn)不規(guī)則工作面，在日常生產(chǎn)過程中，推采至此處要進行大面縮小面，撤除多余設備。2305（3）工作面縮面處，礦山壓力顯現(xiàn)嚴重，設備空間狹小，給縮面帶來了不小挑戰(zhàn)，礦技術科室通過制訂合理技術方案，克服現(xiàn)場不利條件，完成了縮面工作，為礦井后續(xù)生產(chǎn)提供了技術實例，為礦井帶來了可觀利益。

1 工作面概況

2305（3 ）工作面屬于礦井二采區(qū)，東側為-450 m 水平軌道大巷，西側為二、四采區(qū)周邊泄水巷，南側為F1 斷層，北側為2304 工作面，工作面上部為23 上 05 面、2305（2）面。3 煤原始直接頂板為黑色泥巖，厚約1.34 m。第一、二分層開采后，工作面頂板為再生頂板，再生頂板膠結不好，為軟巖類頂板。

圖1 2305（3）工作面示意圖

工作面采煤方法為傾向長壁后退式，采空區(qū)頂板全部垮落法處理，綜采工藝。工作面現(xiàn)配置73 架ZF4000/17/37 型液壓支架及 4 架 ZFG4600/17/30型過渡支架，對工作面頂板支護。

根據(jù)生產(chǎn)需要，工作面軌道順槽推進至g16#點時，需進行縮面工作，回撤工作面前、后部輸送機中部槽各18 節(jié)，回撤ZF4000/17/37 型液壓支架18架。回撤前需做好工作面縮面造條件工作。

2 工作面縮面方案

受斷層及第三分層開采影響，工作面縮面處通道壓力顯現(xiàn)嚴重，同時存在底鼓現(xiàn)象。且溜尾向溜頭為下山，出架后，存在溜尾采空區(qū)向面里竄矸危險。經(jīng)工程技術人員現(xiàn)場踏勘及技術討論后，提出兩種縮面方案。

方案一: 出架通道支護采取鋼梁錨網(wǎng)索聯(lián)合支護，每架支設木點柱一顆，出架后溜尾采空區(qū)支設三排支柱，隨支架回撤，見四回一。其他造面鋪鋼絲繩和鋪網(wǎng)按原標準執(zhí)行。

方案二:出架通道支護采取架設鋼棚鋪網(wǎng)支護，既每架架設一棚鋼梁，一頭支設單體支護。另外一頭由支架前梁托住，出架后，溜尾采空區(qū)提前由溜尾兩架支架調(diào)為掩護架作掩護。回撤完支架，再回撤兩架掩護架。其他造面鋪鋼絲繩和鋪網(wǎng)按原標準執(zhí)行。

綜合分析，方案一雖然節(jié)約成本，但是工作面為第三分層開采再生頂板差，錨桿及錨索在頂板上錨固不足。溜尾三排掩護柱子受下山影響，會被竄矸推倒。方案二支護成本較高，但是架棚支護為被動支護，適合第三分層頂板差條件支護。溜尾調(diào)出的兩架掩護架較好克服了下山竄矸危害，只是兩架掩護架，在出架通道移動，需要絞車拖拽較麻煩[1]。最終綜合考慮決定采用方案二。

3 工作面造條件

當工作面軌道順槽推進至距出架通道前40 m時，對工作面出架通道內(nèi)進行加強支護。支護方式為架設鋼棚支護，間距1.5 m，鋼梁兩頭支設單體支柱，對中后續(xù)需撤除支架位置，支柱柱頭與工字鋼梁間采用木剎防滑，每棚兩棵支柱。當工作面煤壁割透后，支架前梁托住工字鋼棚，人工用锨、鎬挖出工作面?zhèn)扰锿取?/p>

圖2 2305（3）工作面縮面方案布置圖

當工作面軌道順槽推進至出架通道前10 m時，工作面撤除支架范圍內(nèi)鋪設雙層菱形金屬網(wǎng)。網(wǎng)與網(wǎng)采用聯(lián)網(wǎng)絲竄連，網(wǎng)與網(wǎng)之間搭接200 mm。

工作面開始鋪網(wǎng)時，每推進0.8 m，沿工作面撤除支架范圍內(nèi)固定一根直徑不小于15.5 mm 的鋼絲繩。鋼絲繩兩端使用手拉葫蘆拉緊后纏在頂板錨桿上，然后用錨盤和螺帽上緊壓牢。

割透煤壁，工作面?zhèn)扰锿瘸烦龊螅萍苁怪Ъ芮傲捍罱釉诔黾芡ǖ纼?nèi)加強支護工字鋼梁下方，搭接長度200 mm。工字鋼棚要接頂嚴實。

刷出架通道，將大溜子與液壓支架斷開，采用單體支護推移大溜子，煤機刷完出架通道后，大溜子推移至支架處。出架通道要求高度務必滿足出架空間要求[2]。

4 設備及支架回撤順序

回撤前，先將煤機插刀在工作面溜頭停機閉鎖并停上級開關電源，工作面輸送機開空。

輸送機的回撤順序: 掐開刮板鏈→撤除刮板鏈→撤除中部槽。

刮板鏈的撤除方法: 首先將刮板上鏈連接環(huán)在機尾處斷開，使用φ22×86 mm 以上圓環(huán)鏈環(huán)或規(guī)格不小于φ22 mm 的鋼絲繩套穿入斷開處的2 條上刮板鏈鏈環(huán)中，利用絞車，向運輸機機尾方向拖拉刮板鏈，然后再將刮板鏈拖運裝車。

中間溜槽的撤除: 用規(guī)格不小于φ22 mm 鋼絲繩繩套從一頭固定在運輸機溜槽鏟煤板豎筋上，一頭連在溜槽推移座上，用卸扣將絞車鉤頭與鋼絲繩套連接，使用絞車拖運出工作面。運輸機中間槽拖運時，根據(jù)相鄰工作面回撤經(jīng)驗，確認一次拖運溜槽節(jié)數(shù)為5 節(jié)，整體拖到位后，再進行解體以每兩節(jié)一組裝車。

刮板輸送機回撤完后，使用絞車將工作面溜尾兩架支架調(diào)整至出架通道溜尾處，連入液壓系統(tǒng)確保支護可靠。

回撤工作面支架，使用絞車將支架調(diào)整至出架通道，拖拽至軌道順槽裝車后運走。

出架通道掩護架移動，工作面每拖出一架，兩架掩護架要向溜頭方向邁步移動一個步距。確保不空頂。

掩護架撤除，撤除完工作面支架后，回撤兩架掩護架，然后在溜尾補設單體支護配合花邊鋼梁支護。

工作面輸送機合茬，將刮板鏈由機尾開始依次穿過機尾架、機尾過渡槽的下鏈道，使其裸露在過渡槽的下鏈道之外，再裝刮板，并上緊螺栓，裝刮板和連接環(huán)時必須注意好反正，框架和溜槽安裝從下向上逐節(jié)進行。

鋪設頂鏈時由斷開處向機尾方向依次鋪設，刮板、鏈環(huán)等小件必須配套齊全安裝方向正確，螺絲緊固有效。

刮板鏈的預緊。將緊鏈器安裝在機尾連接槽的預定位置。將制動器夾鉗與制動盤稍稍松動。點動機尾電機，使其反轉，直至鏈子拉緊，立即將制動盤鉗死，然后斷開機尾電機電源，依據(jù)鏈條張力的松緊程度，選擇合適的調(diào)節(jié)鏈，將刮板鏈閉合連接起來。緩慢松開制動夾鉗，待刮板鏈完全停止運動時，取下緊鏈器。所有工序完成后設備試運轉[3]。

5 技術應用效果分析

2305（3 ）工作面在縮面過程中，頂板壓力顯現(xiàn)嚴重，頂板出現(xiàn)網(wǎng)兜現(xiàn)象，煤壁片幫嚴重，且回撤支架后，溜尾上山處采空區(qū)竄矸壓力較大。通過提前采取架棚支護，對片幫處補設單體支護，出架通道溜尾使用液壓支架作掩護，均較好的克服了以上現(xiàn)象，確保了工作面安全可靠回采。技術上解決了分層工作面縮面頂板管理難題，解決了縮面下山出架竄矸現(xiàn)象。效益上解決了受斷層影響不規(guī)則工作煤柱損失問題，解決了縮面中、人工投入大問題。安全上解決了分層工作面縮面頂板管理安全隱患。但是在縮面過程中，也暴露了一些不足，主要表現(xiàn)為出架通道處掩護架頻繁移動，安全隱患大，現(xiàn)場絞車設備多，機電事故隱患大；因此后續(xù)縮面，要進一步優(yōu)化設備布置，作好機電設備運行管理。