切眼“對(duì)接”技術(shù)在王莊煤礦綜采工作面的應(yīng)用

張 哲

(潞安環(huán)能股份公司 王莊煤礦，山西 長治 046031)

受斷層、煤礦生產(chǎn)條件及井田設(shè)計(jì)等影響，工作面的布置不全是標(biāo)準(zhǔn)“矩形”，常常出現(xiàn)“刀把式”工作面[1]，即工作面在回采過程中切眼由小變大的現(xiàn)象，為了提高煤炭資源的回采率，甚至?xí)霈F(xiàn)3個(gè)切眼的情況。為保證綜采工作面的正常推進(jìn)速度，里切眼在回采的同時(shí)，對(duì)接切眼應(yīng)當(dāng)完成安裝工作，隨著工作面的推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)回采工作面與預(yù)備工作面的安全高效對(duì)接。王莊煤礦隨著開采年限的不斷延長，目前主要采區(qū)已經(jīng)逐漸向+540新區(qū)轉(zhuǎn)移，礦井開采深度在不斷加深，礦井地質(zhì)條件也更為復(fù)雜化，斷層、陷落柱等地質(zhì)異常發(fā)育。為了提高資源回采率，保證礦井煤炭產(chǎn)量，老井邊角煤同時(shí)回采，老井工作面基本上為煤柱面及邊角煤面，工作面切眼短，可采長度短，回采難度大，在這樣復(fù)雜的地質(zhì)條件下，為了提高煤炭資源回收率，常會(huì)布置“刀把式”工作面，而“刀把式”工作面切眼對(duì)接是面臨的技術(shù)關(guān)鍵。

1 工作面概況

52/5號(hào)工作面位于52采區(qū)，工作面標(biāo)高：+643～+680 m，工作面東接52膠帶巷，南面為5202已采工作面，見圖1。工作面主采二疊系3號(hào)煤層，煤層均厚5.5 m，煤層最大傾角3°，為近水平穩(wěn)定可采煤層，采用傾斜長臂后退式綜合機(jī)械化放頂煤采煤工藝。52/5號(hào)工作面在掘進(jìn)過程中受斷層F114的影響(H=8.0 ∠70°)，斷層落差大，巷道掘進(jìn)難度大，為了保證正常掘進(jìn)，在遇到F114斷層后，開掘外切眼，縮短工作面傾斜長度，繞開斷層的影響，再繼續(xù)向西掘進(jìn)風(fēng)巷里段，待再次遇斷層后，開掘里切眼，將工作面布置成所謂的“刀把式”面，即一個(gè)外切眼和一個(gè)里切眼(圖1)，而兩個(gè)切眼對(duì)接是工作面回采的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了保證工作面正常生產(chǎn)，制定了相應(yīng)的技術(shù)措施。

圖1 52/5號(hào) 工作面布置

2 對(duì)接方案

52/5號(hào)工作面受地質(zhì)條件影響，工作面幾何圖形受到一定限制，工作面布置成了兩個(gè)切眼，里切眼長73 m，外切眼長110 m，對(duì)接后切眼長度為183 m，工作面走向長為468 m，在回采至247 m時(shí)，里切眼與外切眼進(jìn)行對(duì)接。對(duì)接的難點(diǎn)在于工作面刮板輸送機(jī)和液壓支架的對(duì)接，對(duì)接后兩組之間的間距不能過大，更不能出現(xiàn)回采工作面支架和預(yù)備工作面支架的重疊。對(duì)接時(shí)需將前、后刮板輸送機(jī)簡易機(jī)尾拆卸運(yùn)出，并將2節(jié)前溜中部槽、3節(jié)后溜中部槽就位，大鏈合口，擺架，并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，保證52/5號(hào)工作面正常生產(chǎn)。除此之外，受到回采工作面推進(jìn)影響，工作面會(huì)發(fā)生不同程度的變形，所以在回采工作面和預(yù)備工作面對(duì)接位置一定范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)監(jiān)測(cè)巷道頂?shù)装逦灰坪拖飵妥冃吻闆r，并提前進(jìn)行巷道支護(hù)和修巷工作。

3 對(duì)接施工方案

3.1 切眼對(duì)接前的準(zhǔn)備工作

采用“標(biāo)線管理法”觀測(cè)大溜前竄、后竄的變化情況：①當(dāng)回采至距外切眼30 m時(shí)，為了控制大溜前后竄尺度，按給定的控制線進(jìn)行回采，每隔6 m標(biāo)一次觀測(cè)點(diǎn)，共標(biāo)5個(gè)點(diǎn)；②為了保證大溜嚴(yán)密對(duì)接，需滿足相應(yīng)技術(shù)參數(shù)，機(jī)尾段嚴(yán)格按給定的控制線進(jìn)行回采，48號(hào)架外側(cè)側(cè)護(hù)板與控制線范圍控制在150 mm左右；③距外切眼外側(cè)煤壁12.8 m時(shí)，通過機(jī)頭尾甩刀、多進(jìn)刀以及趕溜來調(diào)整大溜變化，以利于工作面的整體對(duì)接；④根據(jù)底板情況，及時(shí)抬底或挖底，保證溜槽對(duì)接時(shí)工作面與切眼底板在同一水平位置。

對(duì)機(jī)尾段進(jìn)行局部管理：①回采至距外切眼煤壁14.4 m時(shí)，從43號(hào)正規(guī)架至48號(hào)正規(guī)架鋪設(shè)單層經(jīng)緯金屬網(wǎng)，距外切眼煤壁12.8 m時(shí)，加鋪一層塑料網(wǎng)，要求塑料網(wǎng)緊貼煤壁，塑料網(wǎng)一直鋪到停采時(shí)煤壁上部；②距外切眼煤壁8.8 m時(shí)，開始在47號(hào)、48號(hào)正規(guī)架上平行于工作面鋪工字鋼，要求每刀一趟；③距外切眼煤壁5.6 m時(shí)，在48號(hào)、47號(hào)架后打設(shè)木垛，以便作業(yè)人員有足夠的作業(yè)空間完成對(duì)接工作；④與外切眼割平時(shí)，打設(shè)玻璃鋼錨桿，呈五花眼方式布置，防止煤墻片幫，便于在前溜進(jìn)行切眼對(duì)接；⑤工作面停止移架后，將支架伸縮梁、護(hù)幫全部伸到位，護(hù)牢煤壁和頂板，并且保證支架初撐力達(dá)到24 MPa以上。

3.2 切眼對(duì)接作業(yè)順序

拆前鏈、回收前溜簡易機(jī)尾—補(bǔ)前溜中部槽—拆后溜、回后溜簡易機(jī)尾—補(bǔ)后溜中部槽—擺架—拖接前后溜、機(jī)尾電纜—前、后溜接鏈合口—試運(yùn)轉(zhuǎn)。在溜子試運(yùn)轉(zhuǎn)后，檢查缺少的刮板，并且補(bǔ)齊刮板，運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，隨工作面的推進(jìn)及時(shí)調(diào)整支架狀態(tài)，并將推拉桿連接好。切眼對(duì)接示意見圖2。

圖2 52/5號(hào)面切眼對(duì)接示意

4 結(jié) 語

1) 52/5號(hào)綜采工作面采取了雙切眼對(duì)接技術(shù)，切眼對(duì)接很成功，達(dá)到了所謂的“無縫”對(duì)接。

2) 該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用有效增大了工作面回采范圍，工作面推進(jìn)長度增加了247 m，最大限度地減少了斷層影響區(qū)域煤炭的損失，多回收煤炭資源近10萬t，按800元/t計(jì)算，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到8 000萬元。

3) 王莊煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，類似52/5號(hào)工作面的地質(zhì)條件較多，刀把式工作面設(shè)計(jì)還會(huì)出現(xiàn)，52/5號(hào)工作面里外切眼的“無縫”對(duì)接，為煤礦的可持續(xù)發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。