不规则煤柱综采工作面回采方案优化.pdf

312020 年第 7 期 不规则煤柱综采工作面回采方案优化 阴润健 （山西潞安集团蒲县新良友煤业有限公司，山西 临汾 041200） 摘 要 针对不规则综采工作面伪斜回采时煤柱回采率低、工作面顶板维护难度大等难题，决定对不规则 201 煤柱回收 工作面采用旋转回采工艺，及时调整工作面伪斜，提高工作面煤柱回采量 1.4 万 t，保证了工作面回采安全。 关键词 综采 不规则 旋转 回采 中图分类号 TD823.97 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.07.012 Optimization of Mining Scheme for Fully Mechanized Mining Face with Irregular Coal Pillar Yin Run-jian （Puxian Xinliangyou Coal Industry Co., Ltd., Shanxi Luan Group, Shanxi Linfen 041200） Abstract In view of the problems such as low coal pillar recovery rate and difficult roof maintenance in irregular fully mechanized mining face, it is decided to adopt rotary mining technology in irregular 201 coal pillar recovery working face, timely adjust the false inclination of working face, increase the recovery of 14000 t coal pillar, and ensure the safety of mining face. Key words fully mechanized mining irregular rotary mining 收稿日期 2020-02-01 作者简介 阴润健（1968-），男，山西夏县人，毕业于潞安职 业技术学院煤矿开采技术专业，专科，助理工程师，现就职于山 西潞安集团蒲县新良友煤业有限公司生产部，从事煤矿生产技术 管理工作。 受地质构造影响，综采工作面在布置时切眼与 顺槽存在伪斜角度，形成不规则工作面。由于不规 则工作面存在伪斜现象，工作面在结采时，煤柱损 失量大，在形成回撤通道时与传统工作面相比通道 长度大，施工回撤通道成本费用高，且伪斜工作面 回撤通道顶板压力显现严重。通过技术研究，对不 规则 201 煤柱回收工作面采用旋转回采工艺。 1 概况 山西潞安集团蒲县新良友煤业有限公司 201 工 作面位于二采区，主要对二采区 1轨道下山、运 输下山、回风下山之间煤柱进行回收。1运输下山 回采段长 454m，二采区 1专用回风下山回采段长 425m，二采区煤柱回收工作面长 89.1m，工作面伪 斜角度为 18。 201 工作面回采煤层为山西组 3煤层。煤层赋 存较稳定，平均厚度 2.15m，平均倾角 9，煤层 中含一层夹矸，以灰黑色泥岩为主，总厚度为 0.4m。 201 工作面安装 ZZG4800-14/30 型端头支架 3 架、 ZZG4400-14/30 型支架 59 架、MG200/500-AWD 型 采煤机、SGB-730/400 刮板输送机、SZZ-730/160 型 转载机以及 DSJ80 型胶带输送机。如图 1 所示。 图 1 201 不规则工作面设备布置平面示意图 2 工作面原回采工艺及问题分析 2.1 原工作面回采方案 初步设计 201 工作面采用伪斜回采工艺，工作 面按设计伪斜角度向前割煤推进。当二采区专用 回风下山推进至 100m 处，二采区运输下山推进至 129m 处工作面停止回采，并进行工作面搬家回撤 任务。工作面设计回采煤量为 8.2 万 t，预留煤柱量 为 2.95 万 t，回采周期为 52d，结采时搬家回撤周 期 27d。 2.2 原回采方案主要存在问题 （1）煤柱损失量大。201 工作面剩余煤柱宽度 322020 年第 7 期 100150m 范围内，造成大量煤柱损失。 （2）工作面管理难度大。由于 201 工作面伪 斜较大，且下山回采，在回采过程中需不断调整工 作面、刮板输送机、液压支架伪斜角度，确保平直。 工作面在回采过程中需对刮板输送机机头处三角煤 柱进行安全维护，当工作面过地质构造或应力区时 需采取特殊支护措施进行三角煤柱区域顶板加强支 护，加大了工作面安全管理难度。 （3）工作面搬家回撤周期长。伪斜工作面相 比正规回采时工作面长度要长 21m，增加了工作面 结采时回撤通道施工工程量。而且工作面在设备回 撤时，受伪斜影响，大型设备如液压支架、采煤机 等从工作面回撤难度大，需对机头处三角煤柱进行 搬角施工，延长了工作面搬家回撤周期。 3 201 工作面回采方案优化 为了保证 201 工作面回采安全，提高工作面煤 柱回采率，决定 201 工作面采用旋转调斜回采工艺。 3.1 旋转回采方案确定 由于工作面回采前 100m 受初次来压影响， 工作面顶板、煤壁稳定性差，工作面伪斜角度为 18，工作面机头比机尾超前 29m，所以决定工作 面在前 100m 采用伪斜回采，工作面回采至 100m 处时以机尾为旋转点采用旋转调斜回采工艺。 3.2 旋转等分点确定 201 工 作 面 安 装 的 SGB-730/400 刮 板 输 送 机总长度为 95m，输送机最大允许弯曲角度为 α2.0，MG200/500-AWD 型采煤机最大割煤深度 为 0.5m，ZZG4400-14/30 型过渡支架宽度为 1.4m。 所以当输送机达到最大弯曲度时输送机弯曲长度 为 LS/sinα14.5m， 共 计 10 个 液 压 支 架 宽 度。 201 工作面共计长度为 89m，所以旋转时等分点数 n89/14.5 ≈ 6。第一个旋转点 n1位于 52支架处， 第二旋转点 n2位于 42支架处，第三个旋转点 n3位 于 32支架处，第四旋转点 n4位于 22支架处，第 五个旋转点 n5位于 22支架处，第六旋转点 n6位于 2支架处。 3.3 旋转回采工艺 （1）工作面回采至 100m 处时将采煤机移至 52支架处，然后将采煤机由 52支架向机尾进行斜 切进刀割煤，割煤深度为 0.5m。割煤完成后及时将 采煤机移至 42支架处，并对 52～ 62支架之间刮 板输送机进行前移，并移架。 （2）采煤机移至 42支架后再次向机尾斜切进 刀，并割煤至机尾。割煤完成后将采煤机移至 32 支架处，并推移 4262支架之间刮板输送机。 （3）依次类推，直至采煤机移至 2支架处并 割煤完成，第一个旋转割煤循环完成。如图 2 所示。 共计旋转进度为3.0m， 需进行10个旋转回采循环。 3.4 安全技术措施 （1）工作面旋转回采前必须将液压支架支护 到位，工作面端面距不得大于 0.3m； （2）在工作面旋转回采过程中若煤壁片帮严 重，必须对工作面煤壁采取注浆、施工玻璃钢锚杆 等措施进行有效维护； （3）工作面在旋转回采期间应及时移架，工 作面在过地质构造时应减小采煤机截割深度； （4）工作面每个旋转循环完成后，应及时清理 工作面煤矸石并对工作面液压支架进行检修维护。 图 2 201 工作面旋转回采时进刀方式平面示意图 4 结束语 （1）201 工作面采用旋转回采后，工作面正常 回采速度由原来的 7.0m/d 提高至 9.5m/d，工作面回 采周期缩短 8d。 （2）采用旋转回采后至工作面结采时，预留 的保安煤柱宽度由原来的 129m 缩减为 80m，工作 面回采长度增加了 50m，增加了工作面煤柱回采量 1.4 万 t，经济效益 700 万元。 （3）与原伪斜回采工艺相比，旋转回采后避 免了伪斜回采期间三角煤柱维护，工作面结采期间 缩短了工作面回撤通道施工工程量，保证了工作面 安全快速回撤。 【参考书目】 ［1］ 张振华 . 孤岛综采工作面大角度旋转开采 [J]．能 源技术与管理，2019（02）72-73161. ［2］ 马君武 . 施转开采技术在综采工作面的应用 [J]. 陕西煤炭，2018（01）110-112. （下转第 35 页） 352020 年第 7 期 2.2 安全技术措施 涨紧锚索时，保证锚索预紧力不低于 80kN。 井子木垛沿巷道两边并排打设，每边两垛，木垛间 距 0.7m，排距 0.5m，沿 2637-1 巷标记位置中心布 置，并用靶钉链接，打设木垛使用 1.50.20.2m 道木。巷道掘至距离 406-2 皮带巷剩余 5m 时，实 行长探短掘，每次探巷 3m，掘进 1m，当探通时， 及时对探孔进行封堵。 当掘进至406-2皮带巷上方， 如发现有漏风时，及时撤出受威胁地点人员。平掘 通过 406-2 皮带巷时，保证平铺的钢梁为 406-2 皮 带巷底板。巷道通过 BD 段时，每班必须派专人在 406-2 皮巷两端入口做好拦人警戒。每次放炮之后 需到 406-2 皮带巷观查顶板情况，确认安全后，方 可进行下一循环。如遇顶板压力增大、钢梁弯曲、 木垛变形等情况，及时撤出人员，重新对 406-2 皮 带巷顶板支护后方可继续作业。处理顶、帮隐患必 须用3m以上长柄工具置身安全地点， 并找好退路， 一人观察，一人处理，跟班干部现场指挥，其他人 员不得在附近逗留。支护作业应搭好稳固可靠的工 作平台，利用高凳或梯子作业时，必须安排人员将 高凳或梯子扶牢。巷道每次放炮前，必须将附近的 设备搬走。 每次打眼时， 先照好中线， 定好巷道轮廓， 按要求打眼，保证工程质量。 2.3 掘进机通过空巷时遇到的问题及方案调整 掘进机履带通过钢梁搭设的路面时，由于掘进 机自重较大，履带与钢梁接触，钢梁受力较大且钢 梁是单根铺设，使钢梁发生了一些位移，路面遭到 破坏无法正常通行。这时采用 U 型抱卡和链环等工 具将钢梁紧密地捆绑在一起，形成一个结实的整体。 方案调整后掘进机顺利通过了空巷上方。 3 巷道贯通 12层406盘区2637-1巷与406-2皮带巷贯通时， 先贯通小口，形成通风系统，施工调节风量装置后 贯通至需求断面。 贯通前，必须确保 12层 406 盘区 2637-1 巷风 机正常运转通风。每班施工时跟班干部必须严格掌 握施工进尺，贯通前 10m 实行“长探短掘”，每次 割煤前用 3.5m 长的钎杆在工作面煤壁正中及距底 板 0.4m 处打探眼，探眼深度不得小于 3m，掘进进 尺不得大于 1m。贯通前 10m 在 2637-1 巷与 406-2 皮带巷交叉点处 10m 范围外警戒拦人，警戒处设置 警戒牌。贯通前要分别查看两巷道贯通点前后 5m 的顶板情况，确定完好无误后，方可进行贯通。贯 通前积水要排干，设备管线要移走。 贯通时，由贯通领导组现场统一指挥，安排有 关人员检查贯通巷道及被贯通巷道顶板支护、瓦斯、 积水、风筒吊挂、风量、排水管路、机电防爆性能 等情况一切正常后，等待领导组下达贯通命令，方 可贯通。 贯通后，由矿通风区负责测风和风流调整，施 工人员及其他人员撤至安全地点等候通知。待风流 稳定、其他一切情况正常并在贯通领导组的安排下， 方可停止局扇运转，及时对贯通处进行支护，打锁 口梁。 4 结语 12层 406 盘区 2637-1 巷掘进期间穿过 12 层 406-2 皮带巷时，本着安全第一的原则，提出过空 巷的施工方案，采取相应的支护措施，对顶板等进 行综合管理，实现了过空巷的安全顺利，积累了过 空巷安全施工经验。 【参考书目】 ［1］ 卫然 . 综采面过空巷支护设计优化 [J]. 能源与节 能，2019（12）141-143. ［2］ 孙占朋，陈川，官瑞冲，等 . 柳塔矿综采工作面 过空巷技术研究与应用 [J]. 现代矿业，2019，35 （08）185-187190. ［3］ 王志敏 . 采煤工作面过空巷顶板支护技术研究 [J]. 当代化工研究，2019（08）130-131. ［4］ 张健 . 综采工作面过空巷支护设计优化 [J]. 煤， 2019，28（08）55-57. ［5］ 常鑫 . 综采工作面过空巷技术应用探讨 [J]. 江西 煤炭科技，2019（03）144-146. ［6］ 史云权 . 掘进巷道过空巷技术与实践 [J]. 山东煤 炭科技，2018（01）64-65. （上接第 32 页） ［3］ 郝立光 . 综放工作面旋转工艺在王家焉煤矿的应 用 [J]. 现代矿业，2017（11）98-100. ［4］ 强纪江 . 工作面旋转回采技术在马脊梁矿的实践 [J]. 同煤科技，2015（03）33-35. ［5］ 崔景昆 . 复杂地质条件下综放工作面旋转回采工 艺研究 [J]. 煤炭与化工，2014（08）1-3.