“三软”煤层综采工作面回收实践

王艳军

（1.太原理工大学矿业工程学院，山西 太原 030024；2晋煤集团基本建设局，山西 晋城 048006）

工作面回收是工作面作业中最后一个环节，回收作业工序复杂、人员和物料投入较多，回收设备多粗大笨重，且处于最后阶段，管理难度较大〔1-2〕。对于“三软”煤层综采工作面而言，煤层软弱，顶板岩性松软易碎，在做通道和设备回收过程中若管理不善极易引起冒顶和片帮事故〔3-4〕。故安全、快速的工作面回收作业不仅可以缩短人员潜在危险时间，同时对于提高功效、保证采面连续性也至关重要。因此，如何科学合理地对“三软”煤层工作面进行回收一直是煤矿的研究工作重点。笔者根据多年相关经验，以王家沟煤矿21030工作面为例，详细介绍“三软”煤层工作面回收实践，以期为相似工作面回收提供参考。

1 工作面概况

21030工作面所采煤层为山西组二1 煤层，该工作面为矿井东翼采区下山工作面，工作面为单一倾斜构造，煤层走向近东西方向，倾向近南北方向，西侧为采区下山，东侧为井田边界保护煤柱，南侧为21020 工作面采空区，北侧为21050风巷。二1 煤层硬度较低，易片落，煤层厚度为2.7～3.8m，平均为3.5m；倾角为7°～15°，平均为9.6°。工作面走向长度和倾斜长度分别为980m 和121.5m，采场采用80台ZY-4000／17／37型液压支架进行支护。工作面伪顶为0.1m 的炭质泥岩；直接顶为均厚2.3m 的泥岩～砂质泥岩，直接顶节理裂隙较发育，部分区域出现细小块状破碎带；基本顶为均厚3.6 m 的粉砂岩～粗粒砂岩，基本顶岩层呈层状，整体强度较高，岩层稳定性较好。在工作面回采过程中，支架后方顶板随采随冒，端头冒漏情况不时发生，尤其是煤壁片帮程度较严重，这些问题给工作面正常回采带来了一系列问题。

2 工作面回收准备工作

2.1 支护准备工作

考虑到21030工作面顶板条件较差，煤壁片帮、端头冒顶现象较严重，经过技术调研，决定采用金属网和钢丝绳对工作面顶板进行提前支护。具体为：（1）在距离停采线15～20m 范围时对工作面进行铺网，网片为12＃铁丝编制的10m×1.2 m 菱形金属网，网格规格为50 mm×50 mm，网片沿工作面铺设，网片搭接长度为100～150m，网片搭接处采用12＃铁丝拧扎不少于三圈；（2）在距工作面停采线12m 时开始上Φ24.5mm 钢丝绳，钢丝绳间距为500～600mm，在距停采线5m 范围内钢丝绳间距为400～500mm，钢丝绳通过悬挂在网片上方随回采推进移至支架上方，要求最后一根钢丝绳正好移至顶梁端头处，支护方式见图1。

图1 21030工作面上绳工艺及回收通道示意

2.2 回收通道的刷制

当工作面推至停采线位置时，采煤机再割一刀煤炭，然后将刮板运输机推至煤壁侧，并及时打出液压支架闭帮板。在工作面76＃架、41＃架做开口，两开口均向下掘进，掘进方式为爆破落煤，刷通道支护方式采用木棚式支护，腿子净高2.8m，梁一端搭接在支架端头上，一端搭接在腿子上，形成的扩刷通道断面规格（宽×高）为3000 mm×2800mm，棚腿和梁用扒钉固定。为了避免工作面刷通道过程中出现煤壁片帮和顶板冒漏，支设棚梁采用掏槽式嵌入，同时加强顶、帮的背板质量。通道规格见图1。

2.3 绞车的布置

工作面上端口做绞车窝，绞车窝中心线位置与支架顶梁前端沿重合，该绞车窝布40T 回柱慢速绞车。在回风巷出口处布置40T 慢速回柱绞车，用以支架从通道向回风巷抹头用；在工作面回收煤机和刮板运输机后在15＃支架侧安装30T 绞车，该绞车配合上端口40T 绞车用以出架用，该绞车随支架的回撤逐渐向上移动。在风巷风门和片帮处布置14kW 快速对拉绞车，用以煤机、运输机、转载机、支架、乳化泵等综采设备的外运。

3 工作面回撤实践

综采工作面回收工作主要包括转载机、刮板运输机、液压支架、绞车、液压乳化泵站、电缆、管路以及通信装置等设备的回收。根据工作面回收经验，决定将煤机、运输机和刮板输送机等低压线路进行回收；将煤机拆分，将拆分的煤机分成摇臂、滚筒、机身等几个部分，然后通过导链运至平板车在绞车驱动下外运；将采场内的刮板运输机进行拆分成机头、机尾、溜槽、链条等，起吊至平板车上外运；将机巷内的转载机拆分成溜槽，电机、减速机、链条等，通过上端口绞车和平轮将其各部分拉直风巷口处，起吊装车外运；待运输机、转载机等外运完毕后，在15＃支架侧安装30T 绞车，配合上端口处40T 绞车进行出架，支架抹头延工作面倾向被拉直上端口处，然后在风巷口40T 绞车的联合作用下，支架抹头，端头指向风巷出口处，在出口处起吊装车整体外运；在支架出架的同时，采用木垛对支架下侧顶板进行支护，同时将工字钢和单体柱进行回收；在液压支架回收至最后一架前，将上端口绞车窝内40T 绞车回收，同时做好上端口顶板的加强支护工作；回收最后一架，采用风巷口40T 绞车对上端口顶板支护的工字钢、π型梁和单体柱进行回收；最后回收乳化泵站、其它绞车以及绞车电缆、通信照明装置，工作面牌板等。

4 工作面回收辅助安全措施

制定合理的回收安全措施是保证工作面顺利回收的重要保障。根据回收需要特制定如下措施：（1）由于顶板稳定性较差，工作面中部压力较大，在铺网和上钢丝绳时必须严格按照要求进行，确保铺网质量和钢丝绳的间距，网片搭接处要捆扎结实；（2）在回收前和回收过程中确保乳化泵站压力合理，加强供液管路的检修和维护，严防因供液引起死架发生；（3）所铺设的轨道稳固可靠，严禁出现变形道和鸳鸯道，绞车位置布置和固定合乎绞车安装规范；（4）支架回收前为防止下段顶板冒落堵死通道，应在回风巷侧安装局部通风机，通风机安装在风巷外片盘内的新鲜风流中，同时派遣瓦检员实时对回撤通道内瓦斯浓度进行检测，出现瓦斯超标现象，及时采取措施；（5）顶板所上钢丝绳最好是整根，若必须采用钢丝绳连接时，钢丝绳搭接长度不少于3m，绳卡不少于12个；（6）当出现死架时，可以对架底进行松动爆破，然后利用钎、镐、锹等工具掏出底板破碎矸石，起底一定深度后在尽量升高上侧支架的同时，反复操作支架升降把手，并迅速将支架前移。

5 结语

金属网配合钢丝绳可以对“三软”煤层工作面顶板形成较好的控制作用，同时结合必要的安全辅助措施的实施，有效的保证了21030综采工作面回收的质量和速度。回收21030工作面回收工作，包括做通道、各项综采设备的回收等前后共用了20天，相比于以往缩短了9～12天工期。该工作面的安全、高效回收不仅节约了大量时间，保证了回采工作的连续性，同时该回收实践也为相似条件下的“三软”煤层综采工作面回收积累了经验。

〔1〕赵金旺，王龙芳，孟安庆，等.钢丝绳在综采工作面收尾中的应用〔J〕.煤炭技术，2003，22（10）：49.

〔2〕杨桂彬.优化综采工作面回收与安装工艺流程的技术探讨〔J〕.煤矿现代化，2010，（4）：85-86.

〔3〕李洪彪，孙延军，杨高峰.“三软”倾斜煤层综采工作面回收实践研究〔J〕.内蒙古煤炭经济，2014，（1）：183.

〔4〕胡志勇.三软煤层综采工作面液压支架回收工艺的探讨〔J〕.煤炭技术，2005，24（8）：105.