复杂地质条件下综采工作面快速回采技术

张文龙

山西焦煤霍州煤电集团汾河焦煤公司回坡底煤矿，山西临汾 041600

复杂地质条件下综采工作面快速回采技术

张文龙

山西焦煤霍州煤电集团汾河焦煤公司回坡底煤矿，山西临汾 041600

虽然随着科学技术的发展，煤矿开采的技术水平大大提高了。但是，近年来，随着煤矿资源的减少，煤矿开采的环境和条件也变得越来越复杂了。如果在那些复杂的地质条件下，没有适宜的回采技术作为支持，开采工人的安全就没有保障，与此同时，也会永久性的损失很大一部分的煤矿资源。近几年来，煤炭价格大大的提高了，如果能够顺利的对那些地质复杂条件下的煤矿进行回采，也会给企业带来很大的经济效益。对于复杂地质条件下综采工作面来说，是一项重大的变革。本文针对复杂地质条件对综采工作面的不利影响，介绍了不同开采技术地域综采工作面进行开采的效果以及具体方法。

综采工作面；回采技术；复杂地质条件

1 工作面地质情况概述以及回采技术

所谓综采，就是“综合机械化采煤”的简称，主要包括“破”、“装”、“运”、“支”、“处”这五个大体的工序，并且对于这五个主要的工序来说，全部都要实现机械化。另外，并不是所有的地质条件都可以进行回采的，只有煤层的地质条件相交来说较好，地质构造少时才可以采用综采工艺。并且，根据具体的煤层厚度以及煤层倾角的不同等，所属的使用条件也不同。

1.1 综采条件

1）如果煤层倾角＜15°，当煤层的厚度为1.3m～3.5m时，开采使用的条件属于中厚煤层；当煤层厚度为3.5m～4.0m之间时，条件属于厚煤层开采；当煤层厚度大于5m时，此时采用的条件属于厚煤层一次采全高；

2）如果煤层倾角＜25°，煤层厚度为3.0m以下时，就属于经济型综采条件了。

对于不同的地域来说，地质环境是不一样的，但是，总体上来说，都有几个相同的特点：综采工作面的采深较大，一般位于七层煤下方，并且由于侵入了火成岩，因此会有煤柱留下，这样一来，在进行下一层的回采时，就会使得受到的应力集中。这是如果采用水力采煤的方式，就需要将巷道设有一定的坡度，方便溜煤。事实经验告诉我们，只有当调斜开采的时候，才能使得资源最大化的被挖掘开采出来，这时的旋转中心应该设置在平巷的折向弯点处。

1.2 综采工作面的调斜技术

伪斜控制技术是综采工作面回采技术的重点，如果伪斜的调整不得当，刮板输送机（用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送机。）的固定就会不稳固，出现上窜下滑的现象，这会使得对于输送的管理变得很困难；并且，这样很容易发生倒架、支架歪斜的现象，顶板一旦失控，就影响到煤矿的生产安全问题。因此，伪斜超前距离是随着煤层倾斜角的大小变化而变化的，二者之间的关系对于煤矿安全开采来说是很重要的。伪斜距离的正确应用以及合理调整，既与顶底板的岩性有关系，又与回采工序以及支架的性能有关。所以，在进行伪斜回采的时候主要应该注意以下几个方面：

1）严格的按照伪斜进行管理，不可以让刮板输送机头部或者尾部有甩动，避免发生歪架或者倒架的现象；

2）对于采高要进行严格的控制，不能出现支架登空的现象，一定要使支架接顶严密，同时还要有足够的支撑力；

3）要加强对工程质量的监督管理。要保证刮板输送机能够平稳的运行，并且支架要按照事先计算规定好的距离进行拉移，务必保证支架位置能够成一直线；

4）当煤层的倾角大的时候，工作人员的应该尽量坚持让拉架以及输送机自下到上的进行。务必要按照顺序进行移架，并且移开以后还要马上升牢升紧；

5）一旦发现支架有歪斜，就要及时的进行调整。但是当歪架的范围较大时，此时应该把住一端逐渐对其进行调整，并且，在调整后，还要对比伪斜控制标准，保证使作业过程正规严格。

1.3 工作面的支护形式以及巷道设置

应该平行布置工作面的沿煤层走向的两巷壁，并且，切眼、两巷都要沿着煤层的顶板进行施工，对于两巷的支护形式，都要用到锚网梁和锚索，二者联合搭配使用。

2 工作面进行回采时存在的问题

1）工作面过断层时。如果在开始投产后出现了工作面过断层的现象，那么，因为受到了断层的影响，就会增加全岩中对工作面支架的数量，并且会对工作面的局部倾角有一定的影响。此外，受到断层后的影响会使得工作面的两巷高度有所增加，这会增大工作面的倾斜长度，并且会使得工作面的上方带有小面回采；

2）煤层采动以及煤柱的影响。由于对于综采工作面来说，煤柱的应力较为集中，因此，对于这一段的煤壁会出现严重的片帮现象；并且，受到了工作面上方的煤层采动的影响，不能使压力趋于稳定的状态，因此，工作面的两帮以及顶底板的移近量较大。

3 控制正常生产的技术措施

3.1 加强对于过断层的处理办法

1）要控制断层处的回采层位。为了减少因为断层落差而造成的局部工作面倾角增大的情况，因此，在出现工作面过断层时，应该采取下盘破底和顶煤的措施，上盘应该采取破顶的方法，并且要对工作面的刮板输送机进行随平处理，以保证支架有一个良好的状态，使其运输系统保持正常；

2）放炮来松动岩体。以霍州煤电集团汾河焦煤公司回坡底矿西区10-109综采工作面为例，该工作面断层处揭露的泥岩和粉砂岩，它的质地很坚硬，如果采取硬割的方式，会损坏采煤机，因此，对于那些处于断层影响范围内的岩石来说，首先要进行松动爆破处理。这样一来，不仅可以保护采煤机，还可以加快采煤速度，提高了整个工程的进度；

3）安设柔性的防护网。对于工作面断层的落差来说，一般是很大的，并且，影响范围很广，倾角的幅度也很高，容易出现滚落煤块打伤人的现象，因此，通常在人行道和工作面之间会设置一层柔性的防护网，目的就是保护工作人员的生命安全。对于这层防护网来说，一般都是采用尼龙绳编制的，对于网的具体设置，通常是下端固定于输送机的栏杆上，而上端则是固定于支架的起吊环上，而中间则还需要用吊钩连接并固定，以使网一直处在一种紧绷的状态；

4）菱形金属网的铺设。对于这种金属网的铺设，目的就是预防漏顶事故，一旦发生漏顶事故，就会造成冒顶事故或者支架歪斜，这些情况都会影响到对于断层支架的铺网工作的进行。要注意的是，在铺设金属网时，要将旧网至于上方，新网至于下方，并且在网和网之间，需要用到铁丝进行连接，使之成为菱形形状；另外，还要在顶梁与金属网之间放置一根半圆木，这是为了保证在降支架的时候金属网不会下坠，避免出现撕网的现象。

3.2 加强对于出口小面的管理

1）要保证小面的工程质量。小面是位于工作面的上端的，因为会受到移架的影响，所以距离小面顶板的通常不容易控制。基于此，对于小面单体的主旨来说，必须要保证压力足够，一般初撑力不应该小于12MPa；

2）人员要足够。对于综采工作面的回采工作来说，进度是非常快的。因此，如果不能保证工作面上方的小面的供给，就会制约到工程的推进速度。所以，对于小面的制作工作，应该配备足够的技术人员，务必要保证其进度。

3.3 加强对于工作面的片帮控制

对于综采工作面来说，如果不能对其片帮现象进行及时的处理和控制，就会引发冒顶事故。目前来说，以山西焦煤霍州煤电集团汾河焦煤公司回坡底煤矿为例，最常使用的方法：

1）对于煤层厚度为1.3m～3.5m时，控制片帮主要采取加强工作面顶板管理，移架后，及时将支架进行升架补液保证支架接顶严实，并且，及时将支架护帮板打开以便于更好的保护煤壁。对于片帮严重地段，采取超前带压移架；

2）对于煤层厚度超过3.5m以上时，控制片帮采取注浆措施较好，在煤体上打眼，然后注入马丽散，作用就是对其加固。打眼时，要沿着工作面倾斜的方向，每隔4架注一次孔，并且，注浆的孔要在顶板以下1.5m的位置，并且要按照10°左右的角度沿着煤层的垂直煤壁进行布置。注浆的标准是使得单孔的压力能够达到设计好的注浆压力，并且要能够稳定1min以上，当周围壁窜出浆液后，可以停止注浆了。要注意的是，打眼的深度应该在8m左右，并且每当推进6m后都要开始进行下一循环的操作。

3.4 控制工作面的刮板输送机的上窜下滑

在发生过断层时，工作面的倾角可能会达到40°或是更大，在这种情况下，对于工作面的输送进行控制就显得尤为重要了，一定要避免出现上窜或是下滑现象的发生。并且，在生产期间，需要员工根据工作面上变化的角度随时的调整输送装置，通过调整机头机尾等来达到输送带与工作面之间更好的配合关系。在控制工作溜子上窜下滑还可以采用经验调斜计算公式S=L×tg2/5α（S—斜距、L—工作面长度、α—工作面倾角）得出的斜距进行工作面调斜。

3.5 加强两巷的加固以及修护工作

两巷发生严重变形时，会引发严重的事故，因此，必须要事先对两巷变形量进行实地考察，并在可能会出现变形的地方进行卧底修护或者是直接进行刷帮挑顶的工作，就是要保证两巷能有足够的断面来满足通风、行人以及运输等等一些列的需求。

4 结论

进行复杂的地质条件的综采工作面进行回采工作时，对于设备以及人员技术水平的要求是非常高的，由于其危险系数也很高，因此必须引起相关人员的重视。首先，就是要对影响回采工作的地质因素进行认真的分析，一定要及时发现隐患，并要采取切实可行的措施进行补救，要能够将综采工作面的生产优势充分的发挥出来。企业想要实现高效的生产，就必须要突破传统的开采方式以及开采工艺，要利用现代的技术以及设备进行科学的勘测，为安全开采煤矿提供安全的保障和可靠的数据。随着开采技术的发展和进步，机械化的采、掘技术已经成为了主流，并逐渐显现出其独特的优势，提高了工程的进度，也给企业带来了巨大的效益。

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[3]冯德清.综采(放)工作面预防冒顶技术探索与实践[J].科技信息，2010(35).

TD82

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1674-6708（2011）53-0116-02