新景公司15303 綜放工作面竄架分析

趙曉東

（華陽新材料科技集團有限公司，山西 陽泉 045000）

1 概 況

新景公司15303 綜放工作面位于蘆南15 號煤采區(qū)，埋藏深度為458～605 m，井下位于蘆南15號煤采區(qū)北翼東部，北為80115 工作面（已采），東為80113 工作面（已采），南為蘆南采區(qū)大巷（已掘），西為80117 工作面（已采） 與15304 工作面（未掘）。工作面上覆3 號煤層為72901 工作面采空區(qū)，上覆8 號煤層為8123 工作面采空區(qū)、8122 工作面（未采），其它煤層均未開采。

工作面走向長1 093 m，傾斜長170 m，煤層總厚5.5～7.33 m，平均6.45 m，煤層傾角3°～ 14°，平均傾角8°。工作面北部為一傾向SE 的單斜構(gòu)造，煤層傾角7°～ 14°；中部為一傾向近E 的單斜構(gòu)造，煤層傾角3°～ 5°；南部為一軸向NW 的背斜構(gòu)造，兩翼煤層傾角3°～ 7°。工作面切巷附近賦存撓曲N1 （28°），780～795 m 賦存物探探測撓曲N2，920～932 m 賦存撓曲N3 （32°）。

2 采煤方法及設(shè)備配備

工作面采用走向長壁后退式綜合機械化放頂煤采煤方法，實行 “一采一放追機放頂煤” 作業(yè)方式，循環(huán)進度0.8 m，采用全部垮落法處理采空區(qū)。采煤工作面主要設(shè)備選型見表1。

表1 工作面主要設(shè)備Table 1 Main equipment of working face

3 前期安裝及生產(chǎn)情況

3.1 巷道布置情況

回風(fēng)巷凈寬5.0 m，凈高3.0 m，沿煤層頂板掘進；進風(fēng)巷凈寬5.0 m，凈高3.0 m，330 m 往里沿煤層頂板掘進（80117 鄰面動壓影響），330 m 往外沿煤層底板掘進（實體煤）；切巷凈寬8.5 m、凈高2.8 m，沿煤層底板布置，回風(fēng)開口施工102 m 揭露撓曲N1 （28°），后將剩余切巷調(diào)整為偽斜布置（機頭處超前設(shè)計位置5 m），1～41 號架傾斜方向傾角12°～ 22°，不同程度割底，最大處12～21 號架割底3.9 m 且巷道超高，如圖1 所示。

圖1 巷道布置Fig. 1 Layout of roadway

3.2 工作面安裝情況

安裝支架后1 號架超前32 號架5 m 左右，支架直線偏差超過150 mm，工作溜留肚。

3.3 工作面開采情況

15303 工作面2021 年2 月24 日初采，10～60號采取飄溜方式減少割巖量并逐步使機頭至40 號架支架接頂，同時調(diào)整1～32 號架直線偏差，將工作面拉直，3 月初發(fā)現(xiàn)支架及工作溜向進風(fēng)方向竄動，開始采取斜采措施（多過機頭） 調(diào)整，但管控效果不明顯，支架與后部溜中心距偏差逐漸增大（最大達1.3 m 左右），支架扭向進風(fēng)，生產(chǎn)溜機頭距煤幫0.93 m，回風(fēng)端頭支架缺架4.6 m，2 m 割不透。

4 工作面竄架原因分析

切巷布置在大型褶曲構(gòu)造范圍內(nèi)。切巷傾角在5°～ 22°，其中1～41 號架局部達22°，給支架、工作溜的防滑管理造成了很大的困難。

工作面2 月24 日初采，1～30 號架傾斜方向坡度較大（最大22°），受設(shè)備自重在傾斜方向的分力影響，推進過程中前、后部溜、支架均存在下滑現(xiàn)象，由于前部溜與支架間為硬聯(lián)結(jié)，拉移時二者相互制約下滑量較少，后部溜與支架間為軟聯(lián)結(jié)，故下滑量較大。推進過程中工作溜、支架與后部溜中心距逐步增大（最大時達1.3 m），后部溜錨鏈與支架形成一個鈍角，拉移后部溜過程中，對支架產(chǎn)生一個向回風(fēng)方向的分力（電液控支架成組動作分力的作用尤為明顯），同時因支架接頂不嚴，支架逐漸扭向進風(fēng)，造成移架、推移前部溜時二者向進風(fēng)側(cè)竄動（高處），如圖2 所示。

工作面安裝質(zhì)量不高，切巷1～45 號偽斜布置（1 號架超前32 號5 m 左右），安裝支架后支架直線偏差超過150 mm，工作溜留肚，初采期間將工作溜拉直后，工作溜向進風(fēng)方向有小幅度竄動。

3 月初發(fā)現(xiàn)支架前竄后，采用傳統(tǒng)的 “拉小斜” 即多過機頭方式調(diào)整，因支架已向進風(fēng)扭向，所以該措施加劇了支架、工作溜進一步竄向進風(fēng)。3 月10 日重新優(yōu)化了竄架調(diào)整措施，將收后溜千斤全部安裝在支架回風(fēng)側(cè)，拉架和受后部溜時后部溜錨鏈對支架產(chǎn)生一個向回風(fēng)方向的力，支架逐步扭正（垂直于工作溜），3 月27 日工作溜、支架、后部溜之間狀態(tài)恢復(fù)正常，工作面基本正常生產(chǎn)，將收后溜千斤連接方式回復(fù)為單架間隔雙千斤，如圖3 所示。

圖3 竄架回正Fig. 3 Support homing

5 防范措施

（1） 加強回采巷道的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報。一是提高探測精度，避免將切巷布置在大型構(gòu)造范圍內(nèi)；二是回采巷道掘進期間遇陷落柱、褶曲等構(gòu)造導(dǎo)致煤層底板坡度超過15°需要硬過時，必須由總工程師、分管掘進和生產(chǎn)的副礦長召開專題會共同研究，綜合考慮構(gòu)造對回采和設(shè)備安裝的影響程度，確定合理的巷道掘進調(diào)整方案和技術(shù)措施。

（2） 提升工程質(zhì)量。一是提高工作面安裝質(zhì)量，支架排成直線偏差不超過50 mm，巷道超高要提前構(gòu)頂，保證支架接頂嚴實；二是強化初撐力管理，支架工拉完架后要將支架升緊，保證初撐力整體達標率達80%以上，防范外力對支架狀態(tài)的影響；三是規(guī)范操作正規(guī)循環(huán)，嚴禁急飄急挖，急拉急扭。

（3） 動態(tài)監(jiān)測盡早控制。一是進、回風(fēng)順槽設(shè)置中線進行亮化管理，推廣使用激光標定中線鎖定工作面機頭（尾） 位置，動態(tài)掌握設(shè)備上竄下情況；二是重視工作面工作溜、支架、后部溜三者中心線的變化管理，若偏差超過0.2 m，要及時采取措施進行調(diào)整。

（4） 合理制定調(diào)斜方案。工作面設(shè)備出現(xiàn)竄動后，應(yīng)組織相關(guān)部門人員現(xiàn)場踏勘，科學(xué)分析設(shè)備竄動原因，研究制定專項安全技術(shù)措施及調(diào)斜方案。調(diào)整過程中嚴禁急拉急扭，應(yīng)按照以擺為主，斜采為輔原則進行處置。

6 結(jié) 語

針對新景公司15303 綜放工作面初采期間，支架及生產(chǎn)溜向進風(fēng)方向竄動，導(dǎo)致進風(fēng)端頭出口不暢通、回風(fēng)端頭大范圍缺架、工作溜與轉(zhuǎn)載溜搭接不合理等問題，分析了問題產(chǎn)生的原因，采取對策解決了問題，并給出了之后的防范措施，為類似工程條件工作面安全、高效生產(chǎn)提供借鑒。