復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造綜采工作面回采技術(shù)實(shí)踐

李厚峰

摘要：通過(guò)布置不規(guī)則綜采工作面，調(diào)整工作面?zhèn)蝺A斜與切眼對(duì)接，采取松動(dòng)爆破過(guò)斷層等手段，己15-13030工作面克服復(fù)雜施工工藝和特殊地質(zhì)條件順利回采。實(shí)踐表明：此技術(shù)的應(yīng)用，減小了復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)工作面回采的影響，實(shí)現(xiàn)連續(xù)開(kāi)采，提高了工作面回采率，為類(lèi)似條件煤層開(kāi)采提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：不規(guī)則綜采面 回采 斷層 松動(dòng)爆破

工作面回采受多種地質(zhì)因素的影響，其中斷層不僅影響了工作面的連續(xù)開(kāi)采，造成產(chǎn)量不穩(wěn)定，增加了煤炭資源損失，同時(shí)對(duì)工作面的安全回采也構(gòu)成一定的威脅[1-4]。平煤股份八礦地質(zhì)條件復(fù)雜，其開(kāi)采的己15-13030工作面受多條斷層的影響，通過(guò)優(yōu)化工作面布置，將切眼設(shè)計(jì)為“刀把”形狀，采用回采工作面與切眼對(duì)接，松動(dòng)爆破技術(shù)，減小了復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)工作面回采的影響，為工作面順利回采提供了安全保障。

1 工作面簡(jiǎn)介

己15-13030工作面位于己三采區(qū)上部，跨己三、己三擴(kuò)大采區(qū)布置，東西走向長(zhǎng)平均為1048m，傾斜寬174m。該采面機(jī)、風(fēng)巷及切眼掘進(jìn)過(guò)程中，共揭露大小斷層30余條，其中3m以上的有5條，2m以上的有3條，1m以上的有15條，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。己15煤層厚2.9～3.8m，平均厚度3.3m，煤層傾角1°～9°，平均5°，堅(jiān)固性系數(shù)0.5～0.7，容重1.31t/m3，回采儲(chǔ)量為58.69萬(wàn)t。己15煤層呈南厚北

薄和西陡東緩的趨勢(shì)。該面絕對(duì)瓦斯涌出量為1.55m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量2.56m3/t，正常涌水量22m3/h，最大涌水量30.8m3/h。地面標(biāo)高為+75m，煤層標(biāo)高為-295.9至-333m，埋藏深度為370.9-408m。

2 回采存在問(wèn)題

2.1 回采工藝復(fù)雜

己15-13030工作面風(fēng)巷掘進(jìn)過(guò)程中揭露斷層F0310 、F0314，落差為2.7m和3.5m，回采過(guò)程中若采取硬過(guò)的方式難度較大，同時(shí)為最大限度的提高采出率，對(duì)風(fēng)巷進(jìn)行優(yōu)化布置，在遇斷層處施工外切眼和中切眼，機(jī)巷采取直巷布置，工作面則被設(shè)計(jì)為“刀把”形狀，如圖1所示。因此，工作面在回采至中切眼和外切眼時(shí)則需進(jìn)行工作面與切眼對(duì)接，增加了設(shè)備管理難度，使回采工藝更加復(fù)雜。

2.2 地質(zhì)條件復(fù)雜

采面外部500m范圍內(nèi)存在一隱伏異常，推斷為一近走向斷層，長(zhǎng)度約500m，落差2m-3m，對(duì)回采影響較重。

另外，通常采煤工作面風(fēng)巷水平高于機(jī)巷，運(yùn)輸機(jī)將原煤俯運(yùn)至機(jī)巷轉(zhuǎn)載機(jī)，該面在回采過(guò)程中出現(xiàn)機(jī)巷比風(fēng)巷高，采面輸送機(jī)向機(jī)巷運(yùn)煤時(shí)會(huì)有一定仰角，出現(xiàn)溜子“反拉”，如圖2所示工作面平剖面圖。

3 工作面對(duì)接

3.1 工作面支護(hù)狀況

己15-13030采面選用ZY5600-20/40型液壓支架，共116架，分三次安裝，第一次安46架（里切眼），第二次安裝37架（中切眼），第三次33架（外切眼），里切眼與中切眼相距204m，中切眼與外切眼相距336m。采面運(yùn)煤選用SGZ—764/500型刮板輸送機(jī)。風(fēng)機(jī)兩巷斷面為直墻半圓拱形巷道，支護(hù)形式為U型棚支護(hù)，切眼、風(fēng)巷里段均為梯形棚支護(hù)巷道；在巷道較寬（大于3.5m）位置采用三排支護(hù)，下幫用DZ-25單體柱、中間、上幫采用DZ-28、DZ-35型單體柱均配合HJDA-1200型金屬鉸接頂梁；梯形支護(hù)較窄（小于3.5m）位置采用兩排支護(hù)，下幫用DZ-25單體柱、上幫采用DZ-28或DZ-35型單體柱均配合HJDA-1200型金屬鉸接頂梁。

3.2 對(duì)接方法

首先采面推進(jìn)到距中切眼20m時(shí)，接通46架（外切眼83架，對(duì)接外切眼與對(duì)接中切眼步驟相同）液壓系統(tǒng)，風(fēng)巷14T慢速絞車(chē)?yán)K頭聯(lián)接到46架立筋板上，降支架，用14T慢速絞車(chē)?yán)?6架到中切眼與中切眼支架站齊，用單體柱微調(diào)46架與中切眼支架站齊（也可以當(dāng)采面推到與46架站齊時(shí)，每班拉移一次）。距中切眼15m時(shí)甩斜子，使采面與46架架間隙最小。當(dāng)采面與中切眼站齊時(shí)，對(duì)接中切眼支架和中部槽與各種聯(lián)接銷(xiāo)子等，然后調(diào)整支架。對(duì)接前必須對(duì)采面機(jī)尾和風(fēng)巷支架周?chē)M(jìn)行維護(hù)，同時(shí)進(jìn)行全斷面風(fēng)巷拉底、穩(wěn)固絞車(chē)等準(zhǔn)備工作，拉底高度不低于2.3m。

3.3 頂板維護(hù)

①風(fēng)巷支架周?chē)S護(hù)：在46架和中切眼前后20m范圍內(nèi)暫不替棚，只在梯形棚子中間套棚，套棚采用長(zhǎng)3.2m長(zhǎng)的工字鋼梁配合DZ-25（28）型單體柱沿傾向架設(shè)梯形棚子，棚距0.5m，直到中切眼對(duì)接完。②原動(dòng)壓區(qū)布置的雙排超前支護(hù)和單排超前支護(hù)繼續(xù)使用，打在45架上幫到中切眼46架下幫之間，采用DZ-25（28）型單體柱配合HDJA-1200型金屬鉸接梁，布置形式為齊梁直線式，一梁一柱，單體柱打在梁中間，棚距500mm，當(dāng)超前支護(hù)影響到并架時(shí)，采用DZ-25（28）單體柱配合∏型梁走向架設(shè)抬棚，一梁三柱，梁長(zhǎng)3.8m。③采面機(jī)尾維護(hù)：采用大板沿走向背頂，每0.5m一塊，進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，一梁一柱，然后快速沿傾向架設(shè)工字鋼梁，棚距0.5m，工字鋼梁一端插在44架支架頂梁上，搭接長(zhǎng)度不少于0.2m；另一端采用DZ-25型單體柱支護(hù)，柱頭距梁頭0.2m；單體柱必須迎山合理，單體柱初撐力不低于90KN。

3.4 采面甩斜子注意事項(xiàng)

①當(dāng)采面距中切眼約15m時(shí)，計(jì)算45架與中切眼支架對(duì)接最小間隙，開(kāi)始甩斜子（如果無(wú)法對(duì)接要及時(shí)回架）。甩斜子以機(jī)尾（需甩機(jī)頭時(shí)以機(jī)尾為中心）為旋轉(zhuǎn)中心，開(kāi)始風(fēng)巷進(jìn)行推進(jìn)。②甩斜子時(shí)雙向割煤，每次必須將機(jī)尾割透，機(jī)尾的支架必須每割一刀及時(shí)調(diào)整，做到支架始終垂直采面溜子。③甩斜子時(shí)必須及時(shí)使用側(cè)護(hù)板調(diào)架，使支架不擠不咬，必要時(shí)要使用單體柱幫助調(diào)架。④甩斜子時(shí)推移溜子必須根據(jù)溜子甩斜子位置及時(shí)順直溜子，保證運(yùn)輸機(jī)平直。⑤甩斜子必須采用小斜子套大斜子的方法進(jìn)行甩斜子。

3.5 運(yùn)輸機(jī)對(duì)接endprint

支架對(duì)齊后用中切眼下口14T絞車(chē)，把采面的運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾斷開(kāi)，將運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾、減速機(jī)、電機(jī)、過(guò)渡節(jié)等設(shè)備拉移到中切眼上口，回收中切眼下口14T絞車(chē)到中切眼上口穩(wěn)好，然后起中切眼軌道和道木，鋪中部槽（每10架一塊天窗槽，對(duì)接第一塊使用天窗槽）和更換機(jī)頭抬高槽。然后將運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾、減速機(jī)、電機(jī)、過(guò)渡節(jié)等設(shè)備重新對(duì)接好，最后用中切眼上口14T絞車(chē)?yán)K穿到運(yùn)輸機(jī)底鏈上，拉底鏈與上鏈聯(lián)接。

運(yùn)輸機(jī)對(duì)接注意事項(xiàng)：①拆采面運(yùn)輸機(jī)鏈條前將運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾后蓋打開(kāi)，將底鏈和上鏈固定好防止下滑，在鋸齒環(huán)處將鏈條掐開(kāi)，然后用戧柱固定在采面。當(dāng)開(kāi)始接鏈時(shí)，用上口14T絞車(chē)配合導(dǎo)向輪向上逐步拉鏈，拉到上鏈后接鏈。絞車(chē)鉤頭與運(yùn)輸機(jī)鏈子間用φ18×64mm的鏈條連接，拉鏈子時(shí)去掉防滑裝置或戧柱，掐鏈子時(shí)再恢復(fù)。②機(jī)尾大件拉移時(shí)，機(jī)尾和最后支架架腳前清理干凈，確保運(yùn)輸機(jī)延長(zhǎng)的寬度。③將風(fēng)巷備用的中部槽等設(shè)備運(yùn)到機(jī)尾，按順序安裝并將其與采面的中部槽對(duì)接好，最后對(duì)接機(jī)尾試運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 復(fù)雜地質(zhì)條件處回采

己15-13030工作面回采過(guò)程中風(fēng)巷比機(jī)巷高，釆面輸送機(jī)向機(jī)巷運(yùn)煤時(shí)會(huì)有一定仰角，出現(xiàn)溜子“反拉”現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，及時(shí)調(diào)整偽傾斜，將釆面?zhèn)蝺A斜保持在-5～-6m范圍內(nèi)，運(yùn)輸機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接合理。

工作面在回采過(guò)程中受多條斷層影響，斷層落差0.5～3.5m，對(duì)于落差較小的斷層，如果巖石堅(jiān)硬系數(shù)符合煤機(jī)破巖，則用煤機(jī)破巖，采用破上盤(pán)巖石或托下盤(pán)三角煤的方法平推硬過(guò)斷層，如若巖石堅(jiān)硬、斷層附近頂板破碎煤層變薄，煤機(jī)破巖時(shí)易損壞設(shè)備，應(yīng)采用人工打眼放松動(dòng)炮的方法，將巖石進(jìn)行松動(dòng)，然后再利用采煤機(jī)進(jìn)行割煤。

炮眼深1.2m，眼距800mm，眼孔距槽子幫400mm布置，和底板夾角10°-12°。如圖3所示，根據(jù)薄煤帶移動(dòng)時(shí)，及時(shí)按照上述辦法進(jìn)行放震動(dòng)炮，采用正向裝藥，一個(gè)眼裝一個(gè)水炮泥，其余用炮泥填滿(mǎn)，串聯(lián)起爆，同時(shí)引爆個(gè)數(shù)不得超過(guò)10個(gè)，起爆順序1、2、3、4、5，同時(shí)引爆個(gè)數(shù)不得超過(guò)10個(gè)，一次裝藥一次起爆。使用煤礦專(zhuān)用三級(jí)乳化炸藥和毫秒延期電雷管。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，己15-13030工作面回采過(guò)程中，通過(guò)優(yōu)化工作面布置，結(jié)合斷層分布特征，采用切眼對(duì)接技術(shù)，合理布置生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)施松動(dòng)爆破技術(shù)，保證了采面的正?；夭?，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效，同時(shí)加強(qiáng)工作面設(shè)備及施工組織的管理，提高了施工進(jìn)度，確保了作業(yè)人員的安全，保證了復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造工作面的安全開(kāi)采，為我礦乃至整個(gè)礦區(qū)刀把回采提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐永圻.采礦學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[2]徐亞民.沿?cái)鄬訜o(wú)煤柱開(kāi)采不規(guī)則綜放工作面技術(shù)實(shí)踐[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2009，37（12）：9-11.

[3]楊耀文.不規(guī)則工作面應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐[J].礦山壓力與頂板管理，2004（2）：24-25.

[4]馬民生.楔子面綜采回采技術(shù)應(yīng)用[J].煤礦現(xiàn)代化，2005（4）：28-30.

[5]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督總局，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2010.endprint