复杂地质条件下综采工作面回采技术的探索与研究

吴云军 张庆华 段成相

摘要：复杂的地质条件是制约煤矿安全生产的关键所在，而合理的开采技术和采煤方法则可以有效地解决不同地质条件对回采的影响，充分发挥安全技术组织措施在生产过程中的作用。现就枣矿集团田陈煤矿3下213综采工作面在复杂地质条件下成功的回采经验加以总结和归纳。

Abstract： Complex Geological conditions are the key to restrict the safe production of coal mine， while reasonable mining technology and coal mining methods can effectively solve the influence of different geological conditions on the recovery of mining， and give full play to the role of safety technical organization measures in the production process. This paper summarizes the experience of 213 comprehensive mining face under complex geological conditions.

关键词：综采工作面;复杂地质条件;技术措施

Key words： comprehensive mining face;complex geological conditions;technical measures

中图分类号：TD823                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）26-0153-03

1  概述

我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，有着上千年的煤炭开采历史，通过长期对煤炭开采技术的改进和探索，到了现代我国的煤炭开采技术已实现了机械化，采煤、掘进、地质、开拓、支护、通风、提升运输、瓦斯排放、安全管理等等都已具备了相当高的技术水平。但唯一改变不了的就是我国煤炭赋存的地质条件。好的地质条件下，通过合理布置，综合机械化采煤设备，无疑会造就出高产高效的工作面，但复杂的地质条件下，布置一个高效率的综合机械化采煤工作面，也无疑是个挑战，这就需要有最合理的布局，清晰的采煤工艺过程，特殊地质条件下的采煤方法和安全技术措施。

2  工作面地质概况

3下煤层213综采工作面位于田陈煤矿南二采区右翼下部，上方211工作面及213里面均已回采完毕，下部为冲刷带薄煤区，煤层赋存较稳定，煤层厚度1.0-3.6m，平均2.85m。

3  影响回采的地质条件（图1）

①工作面总体为一单斜构造形态，地层倾向90°-110°，平均倾角8°。断层特别发育，巷道揭露断层15条（H>0.6m），揭露断点33处之多，其中F4、F9、F10三条断层对工作面回采影响最为严重，落差分别为0.8-5m、2-2.7m、1.2-2.1m。F9断层贯穿全面，又与F4断层交叉切割，影响回采特别严重，F4、F10断层在面内延伸长度分别达到160m和240m。

②213工作面受上部211采空區、下部薄煤区冲刷带及工作面断层的影响，工作面初采时切眼长度为20m，布置16架综采液压支架，巷道上端头采用单体液压支架配铰接顶梁进行支护，机尾下端头处则随着工作面的推采，逐渐挺溜子、安装支架，直至推采到面长达到134m，全面共安装91架液压支架，对正常的循环生产影响较大，增加了职工的工作量。

③213综采工作面推采过程中，需过213老巷及211补轨两条老巷，且老巷中都有大断层揭露，需提前进行套棚、装顶维护，并且工作面与老巷推透前后需加强通风系统的管理，及时调整布置合理的通风系统。

4  不同地质条件下采取的回采措施

4.1 过断层

过断层期间，工作面应严格控制好采高，以保证支架有效支撑顶板和确保煤机、支架等能够顺利通过。同时加强工作面支护质量的管理，保证支架有良好的支护状态和支护强度，杜绝支架出现“跑、冒、滴、漏”等现象，是实现安全生产的必要条件。

过断层时煤机要放慢速度，有大块矸石时要及时人工破碎，严禁利用煤机与刮板输送机来破碎矸石。顶板破碎时及逮顶煤地段带压擦顶移架，将支架前梁略降，离开顶板，将支架直接向前拉，直至抵住煤壁，有效地控制顶板掉落。及时跟机移架，减小空顶时间。片帮时及时拉超前架，对歪斜、咬架、蹬空的支架要及时调整。断层处必须将溜子顺成较缓的坡度，保证煤机能顺利通过。过断层下盘托顶煤开采时，一般逮顶煤不得超过5架，顶煤冒落要及时用木料将顶板装实。装顶工作应安排专人指挥，观察好顶板。降架时，支架的斜下方严禁有人，操作人员要观察好顶板、煤帮及支架的安全牢固情况。进入煤壁机道工作时，应严格执行“敲帮问顶”制度，及时找掉危岩悬矸，同时也应闭锁工作面输送机，关闭本架及相邻5个支架的截止阀。移架前，要清理好架间、底座上的浮煤和障碍物，坚持拉线移架，确保支护质量。升架时要注意侧护板的伸出情况，防止升架损坏侧护板或出现压架、爬架等现象。移架工应站在架箱内，面向煤壁操作，禁止脚蹬在底座前，架前、架间不得有任何人进行作业或停留。

过断层期间用风钻或煤电钻对断层进行适当挑顶或卧底时，严格执行打眼放炮有关规定，因断层落差大，需铺网逮顶炭支护时，上网前要首先将顶梁上的浮煤、浮矸彻底清理干净，将金属网与二寸铁管用铁丝连接牢固，然后操作支架立柱和平衡千斤顶使相邻三个支架的顶梁前端略离顶板，工作人员将二寸铁管和金属网塞入顶梁上方，所有人员躲到安全地点，然后升起支架顶梁将管子挤紧。降架上网时，要设专人观察顶板、煤帮压力情况，严格执行敲帮问顶制度，找掉危岩悬矸。上网时工作面输送机必须停电闭锁，金属网严禁拐刮支架任何部位。开输送机时可以站在输送机挡煤板外联网，停机站在输送机上联网时，工作面输送机必须停电闭锁。联网时要设专人观察顶、帮和支架情况，严格敲帮问顶制度，及时找掉危岩悬矸，用铁丝将金属网连接在一起，铁丝用网钩拧紧，拧结不得少于三圈，摘钩后把铁丝头压入网孔以防伤人。进入机道联网时严禁人员操作联网地点的支架，并关闭本架截止阀。铺网时不得漏铺及留有空隙，上、下网片要顺茬联接，压茬长度不小于300mm，网扣间距不大于200mm。在采煤过程中，煤机割煤速度要放慢，每架挂一个手拉葫芦，联网后及时用其将网吊好，不得妨碍司机通过;煤机司机要盯紧前后滚筒，严禁割网。拉架时要看清金属网有无拐、刮现象，如有要先处理好后再拉架。拉架时降架要适中，以不拥金属网为宜，拉完后及时将支架升紧。

4.2 液压支架的安装

液压支架的安装是一个非常关键的过程，它需要轨道的整改，绞车的安装，液压管路的安装，更需要维修及安装时各工种的协作配合，每一个环节都不容忽视。①当支架底座在前，顶梁在后进入组装硐室时，先将前梁、顶梁利用生跟在专用起吊棚上的5個3吨千不拉将其吊起。②利用7.5kW绞车将底座拖到吊起好的前梁、顶梁正下方，调整好前后立柱及掩护梁，然后进行组装。③利用千不拉将整个支架重心调正，用2个2吨千不拉配合6分绳扣将支架与平板车封牢运出。④起吊时，必须先认真检查侧护板与侧推千斤顶的联结是否牢固，起吊棚是否牢固可靠、各联结装置是否可能自行滑移、脱落，否则必须先处理。组装完毕后用千不拉调正支架重心时平板车必须固定牢，用推拉千斤顶配合小链调正支架重心时，严禁使用钩子作连接装置，同时起吊梁上的千不拉不能提前摘除，并实现远距离供液，严禁人员站在组装好的支架上进行任何操作，其他人员躲到安全地点。⑤液压支架提到位后，刹住闸把，用木料将平板车周围垫平垫稳，并利用5分绳扣配合卸扣，在道上将平板车生上根，人员闪到安全地带，缓缓松车，待生根装置涨紧后，在液压支架下侧及面前侧各打一根支撑单体支柱，防止支架下车时歪斜、下滑。⑥在支架下车后移动的线路上铺上木料，将下头17kW回柱绞车勾头配合圆环链及与之配套的连结环与液压支架底座相连，涨紧回绞绳。⑦整改好碍事的柱棚，待一切准备就绪，确认无误后，将封车用具解除，人员闪到安全地段，将支架拖下平板车，接通各种管路，将支架升到合适高度，最后利用17kW绞车配合滑子、单体将支架调正。

支架迁移过程中，人员躲开绳路，站在安全的地点操作，凡碍事的柱棚在整改时严格执行“先支后回，敲帮问顶”制度，逐棚逐棵替除，严禁大面积空顶作业。支架移过后及时按原支护方式支护。上齐各种销轴，连接龟头，调正、找平垫好底板，升实支架，最后关闭本架供液总截止阀，清理卫生。清晰、合理的安装计划是支架安装的关键所在。

4.3 过老巷（老巷及中间巷）

过老巷前要提前对其进行维护，通常采用单体液压支柱配合铰接顶梁进行维护。维护时严格坚持敲帮问顶制度，找掉危岩悬矸，单体确保初撑力（不小于90kN），穿大铁鞋，拴齐防倒绳。派专人每班检查支护情况，及时更换损坏卸液的单体。单体支柱必须垂直于顶底板，并打成直线。

当回采到老巷时，工作面此处支架必须及时拉超前架，伸出支架伸缩梁，挑起护帮板。并确保支架的直线性，以保证用足够的支护强度。回采过程中要严格控制好采高，防止支架超高使用。人员在老巷内工作，严禁操作老巷处的支架，并关闭此处支架的总截止阀。煤机距老巷15m时，老巷内的人员必须撤到安全地点，否则必须停止煤机运行。发现老巷内的压力增大，棚梁变形或断裂时要及时更换或补打支柱维护，及时调整支架，防止歪架、咬架。调整支架与老巷的夹角，减小暴露面积，防止上窜下滑。专人清挖老巷中水沟，防止堵塞，防止水冲巷道。发现老巷内的压力增大、棚梁变形或断裂时，要及时更换或补打支柱加强维护。

4.4 工作面生产组织

由于工作面初采只有20m，无法采用正常的进刀方式，只能采用穿梭采煤方法，移溜时不一次移到位，移溜步距一般为0.2-0.3m，以减小溜子弯曲度。煤机来回穿梭割煤，及时跟机移架，煤机割不透端头时采用人工打眼放炮开缺口的方法，停机时将溜子、支架调整成直线，机身处拉超前架，使用好护帮板。及时调整劳动组织，优化人员结构，超前处理，有效减小挺支架、溜子，过断层等情况对生产的影响。

5  结语

在煤矿生产实践中，针对不同的地质条件制定合理的、有效的安全措施，可以使安全生产达到事半功倍的效果。通过加强安全技术措施的贯彻和执行，可以及时处理工作面回采过程中的安全隐患，提高工作面的回采率，增强职工的安全系数，这不仅是213综采工作面成功回采、高效回采的主要因素，而且也是整个煤矿系统高产高效的关键所在。（图1）

参考文献：

[1]李海燕.综采工作面穿层回采技术研究与实践[J].煤矿现代化，2019（05）：44-47.

[2]赵子浩，赵强，张荣浩.大坡度综采工作面回采技术研究及应用[J].山东工业技术，2019（13）：98.

[3]袁京洲.浅谈综采工作面复杂条件下变频技术的研究与应用[J].价值工程，2016，35（16）：141-142.