缩面技术在煤矿不规则工作面生产中的应用

耿国春

(开滦(集团)有限责任公司林南仓矿业分公司，河北 唐山 064100)

缩面技术在煤矿不规则工作面生产中的应用

耿国春

(开滦(集团)有限责任公司林南仓矿业分公司，河北 唐山 064100)

为充分挖掘煤炭资源，实现边角煤柱储量挖潜，本文通过研究探讨回采工作面缩面技术，充分回收了不规则工作面中的三角部分煤炭资源，提高了资源回收率，并在其它工作面中得到了推广应用。

煤炭生产；缩面；技术；煤炭资源

0 前言

开滦集团林南仓矿业分公司由于区域衔接紧张，三水平延深工程迟滞，只能在老区域中挖潜储量。在1029f工作面生产过程中，通过认真分析，大胆探索，实施缩面工程，成功挖潜三角煤资源11500t，实现了产量效益双赢，也为今后不规则工作面生产提供了经验〔2〕。

1 工作面概况

1.1 工作面布置

1029F工作面位于二水平东一采区，隶属于12煤层。上风道、下运道掘进施工由1024正眼开口，由东向西掘进施工。掘进初期，工作面上风道穿过1029工作面采空区及1027工作面采空区的一部分，下运道穿过多条与-500皮带运输巷连接的通路老巷；掘进后期，工作面大部分巷道布置在实茬煤中，上风道在切眼以外100 m范围内揭露1128工作面采空区的一部分。工作面内部包含多条老硐，主要是-500皮带运输巷，贯穿整个回采期，其它为与-500皮带运输巷连接的通路。

1029F工作面外部400 m为老空区挖潜回采，工作面长度95 m；开口400 m以里工作面布置在实茬煤中，为增加工作面的可采储量，延长服务年限，实现煤炭的精采细收，通过布置一条120 m的斜巷，将面长增长到132 m，并做补巷以实现工作面缩面。工作面在回采过程中，上风道由切眼向外推采340 m后，需要做条件将工作面机尾40 m的支架设备回撤，将面长缩减为95 m，以补巷做上风道继续向外推采。(见图1)

图1 林南仓矿1029工作面巷道布置图

1.2 缩面技术实施依据

根据上风道斜巷以及补巷掘进实际揭露的地质资料，缩面三角区域均布置在实茬煤中，仅有35 m的范围受1029临时水仓老硐影响，地质构造简单，煤厚平均4.8 m。

公司于2010年引入ZF4000-15.5/25型支架配套设备在8煤层进行试验性生产，成功后于2012年推广到11煤层、12煤层进行回采。在1185工作面回采后期，工作面下半部进入受层构造严重影响的区域，迫不得已做补巷进行下半部工作面缩面工程，并取得成功。受地质条件的影响，公司各工作面掘进过程中上风道、下运道起伏变化较大，工作面回采过程中时常出现长度变化，机尾出现小面支护，为提高支护强度，采区回采期间在机尾增加ZF4000-15.5/25型支架以减少单体柱支护面积，在1184、1118等工作面回采过程中最多增加过9组支架〔3〕。

2 实施流程

2.1 预计工作面透补巷及缩面点位置

结合工作面素描图做图预测工作面长度及位置的变化，预计透点位置，根据缩面后预计的最短工作面确定缩面点的位置。

2.2 工作面透补巷调整

距补巷迎头20～30 m时，根据补巷迎头标高及揭露的实际层位调整工作面层位，实现工作面与补巷相透〔4〕。

2.3 缩面工程施工位置做条件

以预测的缩面点位置为中心上下各扩展10 m做缩面施工条件，施工条件以收尾条件为标准。

2.4 缩面施工

(1) 缩面点以上的后部刮板输送机全部回撤，将后部刮板输送机上机头缩至缩面点位置。

(2) 缩面点位置3组普通支架(ZF4000-15.5/25)更换为3组过渡支架(ZFG4800-17/28)。

2.5 缩面后的回采施工

缩面工程施工完毕后，补巷做为一条老巷进行推采。随推采，随工作面长度缩短逐架回撤、并缩减前部刮板输送机长度，直至工作面推采过上风道与补巷的交岔点位置〔6〕。在缩面推采过程中，采面每缩短1.5～1.6 m，即拆除前部刮板输动机一块溜槽，在采面上机尾让出架子位置，之后移除一组液压支架。按照这一程序，循环作业，直至采面推采至回采工作面上风拐点，之后正常回采〔5〕。

3 工程实施步骤

(1) 将工作面位置在采掘工程平面图上标定，并配合工作面的实际素描图进行预测：工作面透补巷位置在64～66组。(实际揭露位置是65～66组)

(2) 在采掘工程平面图上，利用同因素法预测工作面长度变化趋势，配合工作面的实际长度，预计在工作面最终停采位置最短为95.89 m，安装64组支架，确定缩面点位置在62～64组。

(3) 提前准备3组过渡支架(组装完成)、一套后溜机尾，运至补巷里口，靠一帮放；

(4) 工作面透补巷后，开始由55组至70组做准备条件。(见图2)

(5) 回撤工作分两组作业，一组由机尾开始逐节回撤后溜，一组在补巷位置按照63组→62组→64组的顺序抽出支架，按照62组→63组→64组的顺序安装过渡支架，抽出两组支架安装一组过渡支架。

(6) 安装完62组过渡支架后，将后溜机尾安装完成后，再安装剩余过渡支架。

(7) 过渡支架全部安装完成后，对接前溜溜槽。

(8) 缩面工程完工后，在三角煤的回采过程中，由机尾逐步回撤支架24组，每两天回撤一组支架、缩一节前溜溜槽。

(9) 工作面推采过补巷与上风道交岔点时，采取提前打木垛接顶，回采过程中由支架进行支护〔7〕。

图2 工作面透补巷支护示意图

4 技术经济效益分析

对比以往64组至机尾整体回撤的缩面施工工艺，此种工艺更具优点：

1) 缩面工程安排在7月3日至5日，实际在7月4日四点班已经完成前溜对接工作，剩余时间均在清理外围堆积旧件。缩短了15天的缩面施工时间，减少对生产的影响。

2) 经济效益分析

(1) 对比以往的施工模式，此种缩面施工工艺简化了工序以及相应的设备准备，缩短了回撤条件的要求，节省经纬网650 m2、7’钢丝绳481 m、 3.0 m方木49块，节省材料费投入1.65万元。

(2) 此缩面工程主要由1029F工作面回采施工单位综采区项目二队完成，期间由项目三队调入具有回撤操作经验的人员4名参与缩面施工，在后期的支架逐步回撤工作中项目一队调入6人进行上风道变形治理以及部分运输工作，与以往缩面施工工艺相比减少工力投入500个，按照辅助工146元/工计算，减少人工费用投入7.3万元。

(3) 后溜回撤后，64组至机尾采用综采工艺进行三角煤回收工作，根据现场实际揭露，采出煤后平均3.5 m，经计算回收煤炭11500吨，按照7～8 月份煤炭售价208元/吨计算，创造经济效益239.2万元。

进过以上计算，该项目实施完成后，综合创效248.15万元。

3) 在后期的回采过程中，上端头实现支架控顶，在交岔点施工过程中，采用提前打木垛接顶、支架支护加强支护强度，提高了上端头顶板的可控性及施工现场的安全性〔10〕。

5 结论

(1) 不规则工作面回采，采用缩面工艺，可以避免资源浪费，提高煤炭回收率〔8〕。

(2) 缩面工艺关键做好超前准备工作，制定相应的技术方案和措施。

(3) 缩面技术创新点是，同一工作面，上下采用两种工艺，缩面点以下综放，缩面点以上综采。且缩面过程与正常回采同时进行〔9〕。

(4) 缩面技术的探讨应用，对此类工作面生产具有一定的推广意义和社会效益。

[1] 王显政.中国煤炭工业安全高效矿井建设年度报告[R].北京：煤炭工业出版社，2012.

[2] 王显政.中国煤炭工业科技创新成果[M].北京：煤炭工业出版社 ，2012.

[3] 顾文卿.煤矿矿井支护新技术与支护设计计算及支护产品选型、设计、维护实用手册[M].北京：煤炭工业出版社，2009.

[4] 成家钰.煤矿作业规程编制指南[M].北京：煤炭工业出版社，2008.

[5] 殷作如，张瑞玺，张普田.煤矿操作岗位标准化作业标准[M].北京：煤炭工业出版社，2009.

[6] 张飞，朱发明，崔英杰，等.综放工作面快速回撤技术的探讨与研究[J].煤矿安全，2013(2):86-87.

[7] 孙建，侯华强，王连国.综采工作面停采线合理位置数值模拟[J].煤矿安全，2013(3)：44-45.

[8] 王治伟.特厚煤层大采高综放工作面设备安全快速回撤工艺[J].煤矿安全，2013(5):95.

[9] 张帅.大倾角条件下综采工作面过断层施工工艺研究[J].华北科技学院学报，2012(10)：22.

[10] 梁刚勇.大倾角俯伪斜放顶煤放煤工艺研究[J].煤炭与化工，2013(7)：44-45.

Application of shrinkage surface technology in production of irregular working face in coal mine

GENG Guo-chun

(LinnancangMiningCompany,Kailuan(Group)Co.Ltd.,Tangshan,064100,China)

To make full use of coal resources and realize the leftover coal reserves potential,through the study of mining face shrinking surface technology,this paper fully recycles the triangular part of the coal resources in the irregular working face,which improves resource recovery rate,and is used widely in other working faces.

coal production; Shrinking face; technology; coal resources

2016-07-05

耿国春(1967-)，男，河北迁安人，大学毕业，开滦林南仓矿业分公司生产技术部主任。E-mail:zhangdongsheng@kailuan.com.cn

TD713

A

1672-7169(2016)05-0033-04