淺談曉南礦360m超長工作面的回采技術(shù)管理

董崇軍 趙書遠 劉鵬

鐵法煤業(yè)（集團）有限責任公司曉南礦 遼寧調(diào)兵山 112700

1 超長工作面的設(shè)計理念

1.1 工作面煤質(zhì)的影響

SW1403工作面所采煤層為14#煤層，煤層厚度1.56-3.32m，平均厚度2.37m，含夾矸較多，平均厚度0.5m，SW1403工作面原煤發(fā)熱量為2720K/g，相鄰SW1405、SW1402工作面原煤發(fā)熱量為2650K/g、3686K/g，煤質(zhì)相對較差，所以考慮留設(shè)隔水煤柱。

1.2 工作面“一通三防”影響因素

正常綜采工作面的“一通三防”工作很重要，是設(shè)計工作面的重點因素，超長工作面尤顯重要，所以，針對超長工作面瓦斯治理、通風、防滅火等問題，制定了相關(guān)防范措施[1]。

1.3 工作面周圍采空區(qū)積水的影響

工作面兩側(cè)都是采空區(qū)積水區(qū)，其中SW1405采空區(qū)預計積水量5.4萬m3，SW1402采空區(qū)預計積水量20萬m3，同時補給水20m3/h。

解決方案一：工作面在采空區(qū)兩側(cè)都留有隔水煤柱，根據(jù)相關(guān)公式計算，SW1403運順與SW1402采空區(qū)所需距離最小值為15.52m，SW1403回順與SW1405采空區(qū)所需距離最小值為13.26m，超長工作面設(shè)計留設(shè)的隔水煤柱分別為38m和76m，符合相關(guān)規(guī)定。

解決方案二：根據(jù)礦井接續(xù)總體安排，第一個回采工作面運順2017年3月開始施工，預計2017年7月份施工結(jié)束，然后探放SW1402采空區(qū)積水，預計積水量為20萬m3，同時補給水20m3/h，如果按照出水量60m3/h，則需要139天，預計2017年12月份探放水結(jié)束，而超長工作面回采時間為2018年1月份，掘進接續(xù)緊張。

2 超長工作面地質(zhì)條件簡介和工作面設(shè)備配置

2.1 工作面位置

SW1403工作面位于南翼采區(qū)西部。南以SW1400工作面（未開拓）相鄰；北與SW1402工作面（2017.8采終）相鄰；東為二水平南翼西皮帶中巷；西部為FW2-5斷層。

2.2 工作面地質(zhì)特征

工作面總體為一單斜構(gòu)造，煤層傾向294°-308°，傾角3°-8°，平均為6°。本區(qū)域火成巖以FW2-5斷層為通道，局部侵入14#煤頂板及煤層中，厚度0-2.30m，接觸面煤巖層有高溫變質(zhì)及焦化現(xiàn)象，火成巖侵入面積較大。

2.3 工作面設(shè)備

工作面一切眼液壓支架共147組，對接二切眼后，工作面液壓支架共244組，其中2組ZZD24500-25/38型端頭液壓支架，3組ZYG6400-23/47型過渡液壓支架，183組ZY6400-23/47型液壓支架，56組ZY6800-15/35型液壓支架，采煤機型號為MG400/940-WD，刮板輸送機型號為SGZ-800/525＊2，轉(zhuǎn)載機型號為SZZ-800/315，破碎機型號為PCM-160。

3 超長工作面的生產(chǎn)管理

3.1 運輸機管理

（1）控制采煤機割煤速度。將工作面分解成若干個小工作面，在每個小工作面通過運輸機拉貨情況和推移運輸機情況，限制采煤機割煤速度，防止割煤速度較快，造成運輸機鏈子斷或損壞其附屬設(shè)備。

（2）調(diào)整運輸機刮板之間間距。由原來的4個立環(huán)變成6個立環(huán)，共計減少刮板178塊，每塊刮板重量約為75斤，共計減少重量13350斤，減少工作阻力和設(shè)備之間的摩擦力，提高了設(shè)備開機率。

3.2 采煤機管理

更改采煤機截齒更換工藝。使用風動鏟替換人工使用手錘敲打更換采煤機滾筒截齒，風動鏟體積小，輕便，一只手就能操作，只需要焊接變頭與φ25風管通過φ16軟管連接即可。使用風動鏟不僅減少了更換采煤機滾筒截齒的時間，也減少了上幫作業(yè)的時間，提高了更換采煤機滾筒截齒的效率，又增加了安全性，同時增加單位時間內(nèi)其他相關(guān)工作的進度，減輕了員工體力勞動強度。

3.3 乳化液泵管理

由于工作面較長，乳化液泵站壓力損失較大，除了在工作面正常鋪設(shè)的各一趟進、回液管路外，又增加鋪設(shè)一趟直徑32mm的進液管，采取分段供液，減少管路壓力損失，增加了液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，減少乳化液的損失浪費，檢修液壓支架時，各段互不影響，提高檢修效率和質(zhì)量[2]。

3.4 工作面對接二切眼

傳統(tǒng)方式對接切眼時，需要把運輸機尾與過渡槽分解1次、組裝1次，分別拖拽各1次，大件的起吊、調(diào)向及拖拽都會給安全工作帶來很大的隱患，為了避免發(fā)生安全事故，在對接二切眼之前，提前安排人員在二切眼拉底施工并開幫掘絞車硐室，保證液壓支架柱腳前距上幫煤壁寬度符合要求，由于二切眼長度較長，需要拖拽物件較多，提前穩(wěn)固兩臺回柱絞車借力拖拽“打接力”，一臺穩(wěn)固在二切眼中部，另一臺穩(wěn)固在新后三角點，對接二切眼時，運輸機尾與過渡槽未分解，整體拖拽至新后三角點與普通中部槽對接，作業(yè)時，兩臺回柱絞車可以平行作業(yè)，減少拽鋼絲繩次數(shù)，提高了勞動效率，提前1個小班就完成了二切眼的對接工作，為礦井原煤生產(chǎn)提供了保障。

3.5 工作面邊采邊拆除中部槽和液壓支架

工作面回采至即將收尾時，為多回收煤炭資源，在回順側(cè)需要邊采邊拆除中部槽和液壓支架，工作面與斜回順夾角為48°，傳統(tǒng)拆除方式滿足不了日常生產(chǎn)需要（每天拆除1塊中部槽及1組液壓支架），并且頻繁的掐、接運輸機鏈子也會損傷設(shè)備，對安全生產(chǎn)也不利，通過理論計算，每2天拆除2塊中部槽，每天拆除1組液壓支架，既能滿足生產(chǎn)需要，同時又能達到保護設(shè)備的要求，為達到正規(guī)循環(huán)，及時調(diào)整二、夜班割煤方向，要求每天二班運順割煤1刀，夜班回順割煤1刀并為拆除中部槽打條件，確保白班順利拆除中部槽和液壓支架。

3.6 工作面防滅火管理

（1）工作面正?；夭蓵r，保證不留頂煤，減少采空區(qū)遺煤。保證采煤機內(nèi)噴霧壓力達到霧化效果。

（2）工作面前45m至運順硬幫1m，用風筒布遮嚴，減少采空區(qū)漏風。每天利用水管沖洗支架和向架后采空區(qū)灑水。

3.7 渡舊巷管理

SW1403工作面是兩個工作面“合二為一”的工作面，在工作面中部有一條與工作面垂直的舊巷（原SW1400舊巷），該條舊巷內(nèi)有中心頂子（工字鋼）、風水管路、鐵道及鐵枕木等鐵器，舊巷內(nèi)無空間，原巷道頂?shù)装逡严嘟?，采煤機通過此舊巷時，采煤機滾筒先割頂?shù)?，露出鐵器后返機，使用液壓帶鋸切斷鐵器后，采煤機滾筒再割底刀通過[3]。

回順還有一條與工作面夾角為48°的舊巷（原南翼西皮帶中巷），隨著回采的推進，此舊巷往運輸機機頭方向移動。該舊巷原頂?shù)装逡严嘟?，無空間，舊巷內(nèi)基本無其它鐵器。

過舊巷時，必須安排專人在舊巷與運輸機頭中間位置和運輸機頭揀鐵器，防止鐵器卷入運輸機底鏈，損壞設(shè)備。

4 實際生產(chǎn)過程中遇到的問題

4.1 未采取爆破方式渡火成巖

SW1403工作面局部有火成巖侵入，過火成巖時，直接采取采煤機強行切割的方式過火成巖，未與爆破方式相配合過火成巖，對采煤機各部件及連接處損傷很大。SW1403工作面采煤機部件共更換3個采煤機滾筒，2個采煤機搖臂，更換如此多的大件，跟強行使用采煤機切割過火成巖有很大的關(guān)系，不管在從大件調(diào)運及裝卸車工作，還是工作面起吊大件更換、運輸大件等，浪費了大量的人力和物力，給安全工作帶來很大的隱患，同時直接影響其它設(shè)備使用的周期。

4.2 運輸機問題較突出

（1）SW1403工作面初期回采時，工作面有火成巖侵入，未對接二切眼之前工作面較短，運輸機長時間拉巖石，造成中部槽磨損較嚴重，尤其是運輸機前過渡槽，磨損更為嚴重，同時對接二切眼后，工作面加長，由于服務時間較長，造成運輸機前過渡槽損壞，影響正常生產(chǎn)。

（2）SW1403工作面較長，由于采煤機割煤速度控制較差，運輸機在滿載或超載的情況下及出現(xiàn)電氣設(shè)備故障等問題時，啟動或頻繁啟動將會使運輸機鏈條承受的動張力超過其極限值，同時鏈條磨損較嚴重，造成運輸機斷鏈事故。

5 經(jīng)濟效益

5.1 節(jié)省一次安裝和一次拆除

SW1400工作面拆除材料預算：256992元，人工費用：276000元

SW1403工作面安裝材料預算：882258元，人工費用：252000元

安拆費用共計節(jié)約：166.72萬元

5.2 少掘進回采巷道1781m

回采巷道采用錨網(wǎng)支護，每米巷道掘進成本：5421.4元/m，工作面開切眼及兩順掘進預算：965.55萬元。

5.3 減少巷道維修量1380m

SW軌道中巷、回風中巷、皮帶中巷共計1380m，平均維修單價：5322.2元/m，可節(jié)約734.46萬元。

5.4 多回收煤炭資源2.1萬噸

按照我礦2020年商品煤平均成本和平均售價計算：

每噸商品煤利潤=每噸商品煤售價-每噸商品煤成本=403.46-361.18=42.28元

多創(chuàng)造效益88.79萬元。

節(jié)省資金：166.72+965.55+734.46+88.79=1951.52萬元。

6 結(jié)語

SW1403綜采工作面360m超長回采在我礦尚屬首次，不僅減少了掘進工程量、安拆次數(shù)，還避免了探放水工作，同時通過礦領(lǐng)導及相關(guān)科室正確的指導，不僅在安全管理上保證無問題，同時也確保了SW1403工作面安全高效的回采，為礦井采掘接續(xù)奠定了一定基礎(chǔ)，值得推廣。