论文部分内容阅读
摘要：介绍了兴山矿不规则综采工作面在推进中采用续架、调采等采煤工艺，通过回采实践，拓宽了复杂地质条件下布置综采工作面的适用范围，提高了煤炭资源采出率，减少了区段煤柱损失，提高了工作面单产，节约了生产成本，实现了安全高效回采。
关键词：不规则综采工作面；续架；综采工艺
中图分类号：C39
兴山矿自2011年采用综合机械化开采以来，综采工作面的设计大都在赋存不稳定、构造复杂的煤层中，综采工作面因受断层、保护煤柱及各种因素的影响，经常造成上下巷沿走向不能平行布置，导致在推进过程中需边回采边续架或减架。正常情况下，当顶板完整、压力小时，续减架工作容易进行，但当顶板破碎、压力大，给续架三角区维护及续架工作带来困难。兴山矿回采的综采工作面不但安全采煤12 万t，而且边推进边续架49架，实现了综采工艺在不规则工作面的安全高效回采。
1 概述
兴山煤矿综采工作面上部以+76.8～+11.69标高材料道为界，下部以+48.0～-4.0标高机道为界，左部自切眼为界，右部以设计停采线为界。全层煤厚6 m，采用走向长壁式全部跨落法的综合机械化采煤工艺。由于受地质构造及周围采空影响，该工作面为不规则布置，倾斜长40～125m，煤层倾角14～22°，平均18°。工作面初期最短，安装ZY 3200 / 14 / 30型综采支架30 架，后期最短，支架总数逐渐增加到79 架，属于边回采边续架工作面。
2 工作面机尾续架工艺
2.1 工作面续架原理
工作面延长段连续回采时，应按工作面倾角大小，将工作面推进方向调成与皮带巷平行，使支架、输送机保持平推，使输送机头不偏离巷道中线，以便工作面机尾顺利续接支架。
续架的原则是：只要输送机尾部电机至轨道巷上帮的间距达2.0 m，即进行续架。每次续架一架，随支架增加工作面刮板输送机需相应加长。
2.2 调采比例的选择
调采比例的最大值受工作面输送机最大弯曲度的限制。调采比例过小，过拐点后输送机迅速窜向上帮，造成机头出煤困难；调采比例过大，输送机形成急弯，造成输送机和采煤机不能正常运转，且机尾进度慢，机尾段顶板受压时间长，该段支架的调架及顶板控制困难。考虑工作面在推进过程中，需边调采边续架，为了保证在调采过程中及时续架，支护机尾顶板，根据以往调采经验，确定了合理的调采比例。
2.3 过拐点前系统的改造
调采期间为保证输送机与转载机，转载机与胶带的正常搭接方法：将两部胶带机拆除一部，在拐点处加简易胶带机转弯装置；拐点处以外10 m、以里20 m 范围提前扩帮，扩深1 m，可加大胶带机、转载机的可调宽度；将胶带机承载梁由4 节缩减为1 节，勤缩胶带，勤拨转载机，充分利用转载机的可调性。调采过程中，区队根据上巷支架摆放位置及时调整调采比例，保证待续支架及时就位，支护机尾顶板。
2.4 工作面待续支架的放置技术
考虑到工作面回采时采动压力对巷道造成的影响较大，巷道变形严重，回采中后期进架必然受巷道尺寸的限制，存在一定困难。于是决定将待续支架从轨道巷一次运进、定位等候、在输送机尾部逐架对接。为保证回采过程中续架工作的顺利及时，对支架在巷道中的摆放位置和续架间距进行精心设计、计算，并在现场进行细致地观察，对摆放位置进行认真测量，尤其在轨道巷放架位置顶板上作出工作面回采方向标记，保证放架位置正确。具体回采工艺：过拐点时一次调采，边调边续，将工作面推进方向调成与皮带巷平行→平推，边回采边续架→ 二次调采，边调边续。
3 工作面机尾续架安全技术措施
（1） 工作面开始延长续架前，对工作面工程质量进行全面整顿，保证工作面达到支架、输送机和煤壁成直线，输送机平稳不起伏，支架垂直于输送机。
（2） 工作面回采期间，随工作面推进，机尾第一架的上侧与轨道巷上帮空间逐渐变大，此时可使用1.0 m 长的铰接顶梁配合单体液压支柱进行支护，一梁一柱，单体距煤壁不大于0.5 m。若顶板较破碎，可使用1.5 m 板梁顺工作面配单体支护，一板两柱维护顶板，板距0.5 m。
（3） 及时调整支架支护状况，确保支架与输送机垂直。机尾三角区处支架移架时，要做到带压擦顶移架，以减少支架反复支撑顶板而造成对顶板人为破坏。若移架困难，可采用单体辅助移架来有效控制顶板，防止冒顶。
（4） 严格控制采高，确保割煤过程中顶底板平整。机尾露头煤部分可采取放炮落煤、人工攉煤、用棚维护顶板，严格执行敲帮问顶制度，严禁空顶作业。
（5） 分别在工作面两巷设置测点，及时掌握工作面上、下端头的进度，以便及时调整。
（6） 实践证明，当顶板破碎压力大时，采取加快工作面推进度办法，可有效控制顶板，为此，工作面续架过程中，一方面要求职工加强各台设备检修，保证机电设备正常运转；另一方面，将各班主要力量放在机尾续架处，以保证放炮，攉煤及拉架就位，不影响工作面回采，这样加快了工作面推进度，能够有效保证续架处顶板完整。
（7） 对所续支架及时安装压力表，以便加强工作面支架动态监控，保证支架立柱、前梁达到初撑力，来有效控制顶板。
4 结论
（1） 该工作面不需要新的设备投入，安全高效地回收了煤柱，缩短了采空区的封闭时间，减小了安全隐患。为三角煤柱的回收提供了新的途径，提高了资源回收率。
（2） 边调采边续架技术拓宽了综合机械化采煤的使用范围，对兴山矿在复杂地质条件下，布置采煤工作面开辟了途径。在特殊地质条件下，根据采场实际情况，因地制宜布置不规则工作面，可以实现增加工作面储量，减少搬家次数，提高采出率和开采质量，从而达到提高经济效益的目的。
关键词：不规则综采工作面；续架；综采工艺
中图分类号：C39
兴山矿自2011年采用综合机械化开采以来，综采工作面的设计大都在赋存不稳定、构造复杂的煤层中，综采工作面因受断层、保护煤柱及各种因素的影响，经常造成上下巷沿走向不能平行布置，导致在推进过程中需边回采边续架或减架。正常情况下，当顶板完整、压力小时，续减架工作容易进行，但当顶板破碎、压力大，给续架三角区维护及续架工作带来困难。兴山矿回采的综采工作面不但安全采煤12 万t，而且边推进边续架49架，实现了综采工艺在不规则工作面的安全高效回采。
1 概述
兴山煤矿综采工作面上部以+76.8～+11.69标高材料道为界，下部以+48.0～-4.0标高机道为界，左部自切眼为界，右部以设计停采线为界。全层煤厚6 m，采用走向长壁式全部跨落法的综合机械化采煤工艺。由于受地质构造及周围采空影响，该工作面为不规则布置，倾斜长40～125m，煤层倾角14～22°，平均18°。工作面初期最短，安装ZY 3200 / 14 / 30型综采支架30 架，后期最短，支架总数逐渐增加到79 架，属于边回采边续架工作面。
2 工作面机尾续架工艺
2.1 工作面续架原理
工作面延长段连续回采时，应按工作面倾角大小，将工作面推进方向调成与皮带巷平行，使支架、输送机保持平推，使输送机头不偏离巷道中线，以便工作面机尾顺利续接支架。
续架的原则是：只要输送机尾部电机至轨道巷上帮的间距达2.0 m，即进行续架。每次续架一架，随支架增加工作面刮板输送机需相应加长。
2.2 调采比例的选择
调采比例的最大值受工作面输送机最大弯曲度的限制。调采比例过小，过拐点后输送机迅速窜向上帮，造成机头出煤困难；调采比例过大，输送机形成急弯，造成输送机和采煤机不能正常运转，且机尾进度慢，机尾段顶板受压时间长，该段支架的调架及顶板控制困难。考虑工作面在推进过程中，需边调采边续架，为了保证在调采过程中及时续架，支护机尾顶板，根据以往调采经验，确定了合理的调采比例。
2.3 过拐点前系统的改造
调采期间为保证输送机与转载机，转载机与胶带的正常搭接方法：将两部胶带机拆除一部，在拐点处加简易胶带机转弯装置；拐点处以外10 m、以里20 m 范围提前扩帮，扩深1 m，可加大胶带机、转载机的可调宽度；将胶带机承载梁由4 节缩减为1 节，勤缩胶带，勤拨转载机，充分利用转载机的可调性。调采过程中，区队根据上巷支架摆放位置及时调整调采比例，保证待续支架及时就位，支护机尾顶板。
2.4 工作面待续支架的放置技术
考虑到工作面回采时采动压力对巷道造成的影响较大，巷道变形严重，回采中后期进架必然受巷道尺寸的限制，存在一定困难。于是决定将待续支架从轨道巷一次运进、定位等候、在输送机尾部逐架对接。为保证回采过程中续架工作的顺利及时，对支架在巷道中的摆放位置和续架间距进行精心设计、计算，并在现场进行细致地观察，对摆放位置进行认真测量，尤其在轨道巷放架位置顶板上作出工作面回采方向标记，保证放架位置正确。具体回采工艺：过拐点时一次调采，边调边续，将工作面推进方向调成与皮带巷平行→平推，边回采边续架→ 二次调采，边调边续。
3 工作面机尾续架安全技术措施
（1） 工作面开始延长续架前，对工作面工程质量进行全面整顿，保证工作面达到支架、输送机和煤壁成直线，输送机平稳不起伏，支架垂直于输送机。
（2） 工作面回采期间，随工作面推进，机尾第一架的上侧与轨道巷上帮空间逐渐变大，此时可使用1.0 m 长的铰接顶梁配合单体液压支柱进行支护，一梁一柱，单体距煤壁不大于0.5 m。若顶板较破碎，可使用1.5 m 板梁顺工作面配单体支护，一板两柱维护顶板，板距0.5 m。
（3） 及时调整支架支护状况，确保支架与输送机垂直。机尾三角区处支架移架时，要做到带压擦顶移架，以减少支架反复支撑顶板而造成对顶板人为破坏。若移架困难，可采用单体辅助移架来有效控制顶板，防止冒顶。
（4） 严格控制采高，确保割煤过程中顶底板平整。机尾露头煤部分可采取放炮落煤、人工攉煤、用棚维护顶板，严格执行敲帮问顶制度，严禁空顶作业。
（5） 分别在工作面两巷设置测点，及时掌握工作面上、下端头的进度，以便及时调整。
（6） 实践证明，当顶板破碎压力大时，采取加快工作面推进度办法，可有效控制顶板，为此，工作面续架过程中，一方面要求职工加强各台设备检修，保证机电设备正常运转；另一方面，将各班主要力量放在机尾续架处，以保证放炮，攉煤及拉架就位，不影响工作面回采，这样加快了工作面推进度，能够有效保证续架处顶板完整。
（7） 对所续支架及时安装压力表，以便加强工作面支架动态监控，保证支架立柱、前梁达到初撑力，来有效控制顶板。
4 结论
（1） 该工作面不需要新的设备投入，安全高效地回收了煤柱，缩短了采空区的封闭时间，减小了安全隐患。为三角煤柱的回收提供了新的途径，提高了资源回收率。
（2） 边调采边续架技术拓宽了综合机械化采煤的使用范围，对兴山矿在复杂地质条件下，布置采煤工作面开辟了途径。在特殊地质条件下，根据采场实际情况，因地制宜布置不规则工作面，可以实现增加工作面储量，减少搬家次数，提高采出率和开采质量，从而达到提高经济效益的目的。