不规则对拉工作面90度旋转回采技术的研究与实施

洪光辉 曹兴懂

摘要：对于大庄矿来说，通过创新开采工艺，减少了工作面跳眼搬家及煤柱损失，解决收尾矿井大巷煤柱工作面两巷布置不规则、频繁拆安支架，降低回采成本、提高工效，对大庄矿收尾期间的安全、稳定发展有着十分重要的现实意义，并且取得良好的经济效益。

关键词：回采技术 工作面 创新

1 概述

大庄矿经过30多年的强力开采和周边小煤窑滥采乱挖，资源已日趋枯竭，采场逐步萎缩，截止2010年末剩余工业储量269万吨，可采储量70余万吨，属政策性破产矿井，目前已步入矿井收尾阶段，现主要回采己三采区大巷煤柱。

大庄矿属政策性破产矿井，已步入收尾阶段，现主要回采己三采区大巷煤柱。大庄矿于2009年5月份成功上马悬移液压支架以来积累了宝贵的回采经验，但如何发挥使用好ZH1600/16/24ZL型整体顶梁组合悬移液压支架小巧灵活、整体稳定性好、便于操作、适应性强等优点，采用大幅度旋转回采工艺，减少了工作面跳眼搬家及煤柱损失，解决收尾矿井大巷煤柱工作面两巷布置不规则、频繁拆安支架，降低回采成本、提高工效，对大庄矿收尾期间的安全、稳定发展有着十分重要的现实意义，也为集团公司进一步推广使用好ZH1600/16/24ZL型整体顶梁组合悬移液压支架提供可借鉴的经验与依据，这也是我们立项的初衷。

2 提出问题

大庄矿属政策性破产矿井，已步入矿井收尾阶段，现主要回采己三采区大巷煤柱。大庄矿于2009年5月份成功上马悬移液压支架以来积累了宝贵的回采经验，但如何发挥使用好ZH1600/16/24ZL型整体顶梁组合悬移液压支架小巧灵活、整体稳定性好、便于操作、适应性强等优点，采用大幅度旋转回采工艺，解决收尾矿井大巷煤柱工作面两巷布置不规则、频繁拆安支架，降低回采成本、提高工效，对大庄矿收尾期间的安全、稳定发展有着十分重

要的现实意义，也为集团公司进一步推广使用好ZH1600/

16/24ZL型整体顶梁组合悬移液压支架提供可借鉴的经验与依据，这也是立项的初衷。

3 优化回采方案

①方案一：工作面推进至机巷一部皮带机尾20m时停产，将工作面230组悬移支架全部回收，留设20m煤柱，在一部皮带机尾重新掘230m巷道作为工作面机巷，原工作面东风巷作为新切眼安装60组悬移液压支架回采。

②方案二：根据工作面机、风两巷布置情况，工作面推进至己三煤柱Ⅲ采煤工作面机巷一部皮带机尾时停产，将原工作面230组悬移支架拆除沿空留巷跳眼搬家，原工作面东风巷作为新切眼安装60组悬移液压支架回采。

③方案三：选用扇形工作面旋转90°回采，即工作面沿空留巷替换170支架时，预留东面机尾60组悬移液压支架作为扇形工作面旋转回采。

④可行性研究：方案一：工作面重新布置，系统简单，实现正规循环作业。缺点是重新掘230m巷道任务量大，采掘接替出现紧张，煤柱损失资源量将近1.4吨。方案二：解决了工作面回采至一部皮带机尾时生产系统调整问题，工作面跳眼搬家调向实现正规循环回采；缺点是沿空留巷替换悬移支架230组、需安装悬移支架60组，投入人力物力大，停产时间长，不利于工作面采空区防自燃工作，与方案三比较工作面多停采17个生产班次，采掘接替出现紧张。方案三：减少沿空留巷替换悬移支架60架、安装支架60架次、合计120架次，减少了人力物力投入、缩短了停产时间、保证了采掘接替；但缺点是旋转回采工艺复杂，悬移支架工作面扇形旋转90°回采在集团公司和全国来说属头一次，沿空留巷不利于工作面采空区防自燃工作，安全和技术管理难度大。

⑤方案的确定：经课题攻关领导小组对以上三种方案论证对比，结合大庄矿近3年来悬移支架回采经验，认为“沿空留巷、工作面扇形旋转90°回采”方案不论从经济角度还是从安全管理角度都优于原方案，而且大幅度旋转回采可为悬移支架的进一步推过积累宝贵的回采经验。

4 己三煤柱Ⅲ采煤工作面概况（附图）

己三煤柱Ⅲ采煤工作面位于二水平己三采区大巷煤柱，对拉工作面布置。地面标高+210～+220m，工作面标高-104～-133m，工作面走向长400m，工作面倾斜长60～230m，回采面积45000m2，该工作面推进方向横跨己四采区皮带大巷、轨道大巷及己四总回风巷，24022风巷、24021风巷、24031风联巷和24002风巷7条老巷，南、东、西侧均为本矿采空区，属“孤岛”工作面。该采面内有两条断层和一陷落柱对回采有一定影响。

5 回采过程中问题评估和初步对策研究

5.1 大巷“孤岛”煤柱工作面（对拉工作面）回采，三面采空，老巷多且处于不同层位，机、风两巷压力大、应力集中，尤其是双机头控顶面积大，受己四总回风巷（位于采面上部）和己四皮带巷（位于采面下部）叠加应力影响，造成双机头控顶区压力明显。

5.2 针对大巷煤柱两巷压力大，动压影响范围大（掘进期间就表现明显）提出对策：加大两巷动压区维护工作，保持20m+10m单双替棚，进行超前替棚维护；两巷替棚及加固使用的单体液压支柱全部穿（300×200×70mm）柱鞋，防止支柱钻底，增强支柱的支撑强度。

5.3 己三煤柱Ⅲ采煤工作面扇形旋转回采是以机头为中心，在旋转回采中会遇到下半段（机头）与上半段（机尾）推进度不一致的现象，为解决这一问题，我们在机头二脖5m段、机尾延长段采用了单体柱配金属铰接梁棚子与悬移支架混合支护，有效解决了机头与机尾步距不一致问题。

5.4 在工作面旋转回采过程中，若是对支架管理不善还会出现挤架、咬架现象。我们针对这一问题，采用在回采过程中严格规范移架顺序，即移架时从机头方向第一组悬移支架开始，多循环小步距移架作业，并用导链牵引第一组支架顶梁梁头，调整煤墙侧立柱角度，促使支架统一向机头方向移动，保证足够的架间距。

5.5 当扇形工作面旋转回采至最大采长时，我们面临的是机尾三角区的安全管理。受采动影响三角区应力集中、压力大，顶板管理困难。一是垫柱鞋、缩小棚距、加设戗棚或戗柱的方式增加支护能力；二是加强工程质量管理力度，支柱迎山有力、初撑力达到作业规程要求，金属铰接顶梁梁头抵紧煤壁；三是机尾上隅角超前放一排顶，减小控顶面积；四是根据机尾三角区煤壁松软、易片邦的特点，提前将机尾三角区做透，顶梁直接至风巷替棚，而后在保证通风、行人的前提下将三角区老塘侧支架进行回收，减少三角区控顶面积；五是随旋转回采工作面将由短变长，而后推过风巷拐角后随回采将逐步缩短，为便于延长和缩短工作，延长段采用单体柱配铰接顶梁支护。

6 结论

6.1 经济效益。①避免了工作面搬家，实现了正规循环作业。创经济效益：1310.4万元。②新增利税251.68万元。③增收节支总额=34.54万元。④创纯经济效益=1310.4+34.54=1344.94

万元。

6.2 社会效益。①减少了机、风两巷布置不规则工作面频繁搬家次数，减少了每吨成本投入，提高了回采效率和效益，实现了安全、高效生产。②为ZH1600/16/24ZL型整体顶梁组合悬移液压支架旋转回采提供了可借鉴的经验依据。③新工艺的使用，磨炼了职工队伍，增强了干部职工学习、操作新工艺的积极性，提高了矿队安全技术管理水平。

参考文献：

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[2]周景芳.综采倒牵方式回撤液压支架[J].价值工程，2010（04）.

[3]马民生.楔子面综采回采技术应用[J].煤矿现代化，2005（04）.