综采工作面绕陷落柱开采对接工艺优化

侯志辉

(开滦唐山矿业分公司,河北唐山 063000)

综采工作面绕陷落柱开采对接工艺优化

侯志辉

(开滦唐山矿业分公司,河北唐山 063000)

随着矿井开采深度增加,地质条件日趋复杂,断层、陷落柱成为影响工作面高效开采的主要因素。为了更好地解决综采工作面遇到陷落柱后绕采的影响,通过对工作面的回缩与对接工艺进行优化,有效提高了对接效率,减少了对接时间。

综采工作面;回缩与对接;工艺优化

Techn ique Optim ization of Full-mechan ized M in ing Face Connection for Avoiding Collapse Post

1 矿井概况

开滦唐山矿业公司煤矿是一座年产 4.0Mt的大型矿井,目前矿井已开采至 14水平,随着矿井水平的延伸,开采深度不断增加,断层、陷落柱等特殊地质构造越来越多,严重影响正常采掘,而且极易成为沟通地下岩溶水和采掘工作面的疏水通道,存在着严重的安全隐患。因此,目前回采工作面通常采用“凹”形布置绕开陷落柱回采,尽量缩小地质构造对回采的影响,同时减少工作面搬家次数、提高采出率。工作面的回缩 (或延长)与对接成为影响工作面顺利通过陷落柱区域的主要因素。

2 工作面布置及设备配套

T1452为综采工作面,走向长 798m,倾斜长150m,平均煤厚 2.8m,其回风巷、运输巷均采用拱形支架支护。工作面北部发育一陷落柱 (异常体),受陷落柱影响,被迫采用 “凹”形布置,自西向东推进。西部推进长度 570m至外小面切眼位置,东段推进长度 228m。中部小面长度为 40m,推进长度 130m,切眼布置为主、辅 2个。

工作面设备有 G320-13/32型掩护支架 105组,其中机头、机尾各 2组排头支架,工作面安装SGZ-730/320型刮板输送机,安装MG-375型双滚筒采煤机,运输巷安装 SZQ-40型转载机、BEA-500型胶带输送机。

3 工作面回缩与对接方案确定

3.1 切眼回缩收尾范围的确定

T1452工作面回风巷距离运输巷 150m (中 -中),中部回风至运输巷距离 110m (中 -中),根据工作面大切眼与中回风巷贯通实际情况,确定工作面回缩及收尾范围为 75号架至机尾段,其收尾及支架回撤工艺与综采工作面正常收尾回撤工艺相同。75号架至机头范围仍正常组织回采,回采期间 75～74号架作为排尾架控制顶板。

3.2 切眼对接工艺的优化确定

综采工作面对接实质就是支架、工作面刮板输送机等设备的对接,即主面设备在回采过程中,以辅助切眼设备为相对参考目标,按一定的空间位置关系与辅助切眼设备动态实施对接,其关键在于合理确定设备对接间隙。间隙太小,设备无法正常对接;间隙太大,则造成工作面设备调整困难。对接的同时要充分考虑支架在对接前,首组架的存放位置,保证对接时输送机尾的回撤空间。根据工作面现场实际情况,提出 2种对接方案。

方案 1：中部小回风巷与小切眼交叉点位置掘一存架硐室,深 6m、宽 1.5m。安装时小切眼第 1组支架 (a架)放于存架硐室内,其余支架以距小回风巷中线 1.8m处开始依次进行安装。当工作面的支架推过小切眼煤墙后,在中部回风巷中线外1.8m的预留空间内进行支架的后续安装,工序为：将支架 b推至与 75号架靠齐,将 a支架从存架硐室内拖出,拖到 b架最初安装位置与 b支架对齐,并对所有小切眼内支架间隙进行调整,满足回采推进要求。对接工作全部完成,见图 1(a)。

方案 2：在小切眼东帮距小切眼正头处 2.1m掘一宽 3.3m、深 6.0m的一个硐室 (其宽度考虑满足掘进机掘进要求)。在安装时,第 1组支架(a架)放于小切眼正头存架硐室内,第 2组支架(b架)开始以中部回风巷中线为基准进行安装。当工作面回采至小切眼煤墙处时,进行支架的对接。安装工序为：将 a支架从存架硐室内拖出,紧靠支架 b安装,最后进行小切眼内所有支架的间隙调整,满足推进要求。见图 1(b)。

图1 工作面对接方案

3.3 方案分析

经过对上述方案分析比较,方案 1较方案 2的优点为：方案 1掘进工程量比方案 2少,同时施工简单,不需专门进行施工,仅在中部回风巷掘进开口时将断面扩宽 1.5m即可;对接工艺的现场操作性比方案 2简单;方案 1对小切眼前煤墙不破坏,当工作面对接完成后,继续推进时不存在工作面过空巷 (存架硐室)的问题,可以避免影响对接后工作面的正常生产组织。因此,方案 1较可行。

4 工作面切眼回缩与对接现场实施

工作面大切眼与中部回风巷贯通前,提前对中部回风巷迎头及与小切眼交叉点进行化学注浆加固,保证了贯通和对接期间的顶板控制。西部工作面回采到西部停采线后与中部回风巷贯通,根据现场支架位置与中部回风巷中线对应情况,确定 76号架至机尾段进行收尾和设备回撤。切眼回缩后,由于工作面缩短为 110m,因此,为便于输送机对接,将输送机改用单电机驱动,机尾改换成特制简易机尾,可在满足 110m工作面负荷的前提下,简化对接工艺。切眼对接前,提前在中部回风巷标注控制线,严格控制输送机窜动,确保了 75号架外侧距中部回风巷中线距离保持在 300～500m之间。当工作面推进到小面切眼后煤墙时,通过采用方案1组织进行对接,仅用 2d时间就顺利完成了前后输送机、支架等设备的对接,提前实现正常生产。

5 结论及经验

T1452工作面的回缩与对接过程中,需控制 2个关键工艺：一是切眼回缩,即 T1452西段工作面正常回采及停采后,切眼后半部收尾与回收设备的控制;二是辅助切眼 (小切眼)的设备安装,以及主、辅切眼设备的对接控制。通过进行合理组织和对接工艺优化,可以实现工作面的快速对接,大大减少对接的影响时间,为矿井的高效回采提供保障。因此,在进行特殊构造条件下的回采时,通过工艺改进,完全可以避免过多的影响因素发生,有效实现既定目标。实践证明,实施优化对接工艺后,现场操作可实现简单、安全、高效,可有效节约对接影响的生产时间。通过切眼回缩与对接,减少了工作面搬家次数,节约了运输费用,技术经济效益显著,为存在特殊地质构造区的综采工作面实现高效回采提供了借鉴经验。

TD822.2

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1006-6225(2010)01-0040-02

2009-08-25

侯志辉 (1964-),男,河北唐山人,采矿工程师,开滦唐山矿业分公司技术管理部工作。

周景林]