复杂地质构造综采工作面回采技术实践

李厚峰

摘要：通过布置不规则综采工作面，调整工作面伪倾斜与切眼对接，采取松动爆破过断层等手段，己15-13030工作面克服复杂施工工艺和特殊地质条件顺利回采。实践表明：此技术的应用，减小了复杂地质条件对工作面回采的影响，实现连续开采，提高了工作面回采率，为类似条件煤层开采提供了借鉴。

关键词：不规则综采面 回采 断层 松动爆破

工作面回采受多种地质因素的影响，其中断层不仅影响了工作面的连续开采，造成产量不稳定，增加了煤炭资源损失，同时对工作面的安全回采也构成一定的威胁[1-4]。平煤股份八矿地质条件复杂，其开采的己15-13030工作面受多条断层的影响，通过优化工作面布置，将切眼设计为“刀把”形状，采用回采工作面与切眼对接，松动爆破技术，减小了复杂地质条件对工作面回采的影响，为工作面顺利回采提供了安全保障。

1 工作面简介

己15-13030工作面位于己三采区上部，跨己三、己三扩大采区布置，东西走向长平均为1048m，倾斜宽174m。该采面机、风巷及切眼掘进过程中，共揭露大小断层30余条，其中3m以上的有5条，2m以上的有3条，1m以上的有15条，地质构造复杂。己15煤层厚2.9～3.8m，平均厚度3.3m，煤层倾角1°～9°，平均5°，坚固性系数0.5～0.7，容重1.31t/m3，回采储量为58.69万t。己15煤层呈南厚北

薄和西陡东缓的趋势。该面绝对瓦斯涌出量为1.55m3/min，相对瓦斯涌出量2.56m3/t，正常涌水量22m3/h，最大涌水量30.8m3/h。地面标高为+75m，煤层标高为-295.9至-333m，埋藏深度为370.9-408m。

2 回采存在问题

2.1 回采工艺复杂

己15-13030工作面风巷掘进过程中揭露断层F0310 、F0314，落差为2.7m和3.5m，回采过程中若采取硬过的方式难度较大，同时为最大限度的提高采出率，对风巷进行优化布置，在遇断层处施工外切眼和中切眼，机巷采取直巷布置，工作面则被设计为“刀把”形状，如图1所示。因此，工作面在回采至中切眼和外切眼时则需进行工作面与切眼对接，增加了设备管理难度，使回采工艺更加复杂。

2.2 地质条件复杂

采面外部500m范围内存在一隐伏异常，推断为一近走向断层，长度约500m，落差2m-3m，对回采影响较重。

另外，通常采煤工作面风巷水平高于机巷，运输机将原煤俯运至机巷转载机，该面在回采过程中出现机巷比风巷高，采面输送机向机巷运煤时会有一定仰角，出现溜子“反拉”，如图2所示工作面平剖面图。

3 工作面对接

3.1 工作面支护状况

己15-13030采面选用ZY5600-20/40型液压支架，共116架，分三次安装，第一次安46架（里切眼），第二次安装37架（中切眼），第三次33架（外切眼），里切眼与中切眼相距204m，中切眼与外切眼相距336m。采面运煤选用SGZ—764/500型刮板输送机。风机两巷断面为直墙半圆拱形巷道，支护形式为U型棚支护，切眼、风巷里段均为梯形棚支护巷道；在巷道较宽（大于3.5m）位置采用三排支护，下帮用DZ-25单体柱、中间、上帮采用DZ-28、DZ-35型单体柱均配合HJDA-1200型金属铰接顶梁；梯形支护较窄（小于3.5m）位置采用两排支护，下帮用DZ-25单体柱、上帮采用DZ-28或DZ-35型单体柱均配合HJDA-1200型金属铰接顶梁。

3.2 对接方法

首先采面推进到距中切眼20m时，接通46架（外切眼83架，对接外切眼与对接中切眼步骤相同）液压系统，风巷14T慢速绞车绳头联接到46架立筋板上，降支架，用14T慢速绞车拉移46架到中切眼与中切眼支架站齐，用单体柱微调46架与中切眼支架站齐（也可以当采面推到与46架站齐时，每班拉移一次）。距中切眼15m时甩斜子，使采面与46架架间隙最小。当采面与中切眼站齐时，对接中切眼支架和中部槽与各种联接销子等，然后调整支架。对接前必须对采面机尾和风巷支架周围进行维护，同时进行全断面风巷拉底、稳固绞车等准备工作，拉底高度不低于2.3m。

3.3 顶板维护

①风巷支架周围维护：在46架和中切眼前后20m范围内暂不替棚，只在梯形棚子中间套棚，套棚采用长3.2m长的工字钢梁配合DZ-25（28）型单体柱沿倾向架设梯形棚子，棚距0.5m，直到中切眼对接完。②原动压区布置的双排超前支护和单排超前支护继续使用，打在45架上帮到中切眼46架下帮之间，采用DZ-25（28）型单体柱配合HDJA-1200型金属铰接梁，布置形式为齐梁直线式，一梁一柱，单体柱打在梁中间，棚距500mm，当超前支护影响到并架时，采用DZ-25（28）单体柱配合∏型梁走向架设抬棚，一梁三柱，梁长3.8m。③采面机尾维护：采用大板沿走向背顶，每0.5m一块，进行临时支护，一梁一柱，然后快速沿倾向架设工字钢梁，棚距0.5m，工字钢梁一端插在44架支架顶梁上，搭接长度不少于0.2m；另一端采用DZ-25型单体柱支护，柱头距梁头0.2m；单体柱必须迎山合理，单体柱初撑力不低于90KN。

3.4 采面甩斜子注意事项

①当采面距中切眼约15m时，计算45架与中切眼支架对接最小间隙，开始甩斜子（如果无法对接要及时回架）。甩斜子以机尾（需甩机头时以机尾为中心）为旋转中心，开始风巷进行推进。②甩斜子时双向割煤，每次必须将机尾割透，机尾的支架必须每割一刀及时调整，做到支架始终垂直采面溜子。③甩斜子时必须及时使用侧护板调架，使支架不挤不咬，必要时要使用单体柱帮助调架。④甩斜子时推移溜子必须根据溜子甩斜子位置及时顺直溜子，保证运输机平直。⑤甩斜子必须采用小斜子套大斜子的方法进行甩斜子。

3.5 运输机对接endprint

支架对齐后用中切眼下口14T绞车，把采面的运输机机尾断开，将运输机机尾、减速机、电机、过渡节等设备拉移到中切眼上口，回收中切眼下口14T绞车到中切眼上口稳好，然后起中切眼轨道和道木，铺中部槽（每10架一块天窗槽，对接第一块使用天窗槽）和更换机头抬高槽。然后将运输机机尾、减速机、电机、过渡节等设备重新对接好，最后用中切眼上口14T绞车绳穿到运输机底链上，拉底链与上链联接。

运输机对接注意事项：①拆采面运输机链条前将运输机机尾后盖打开，将底链和上链固定好防止下滑，在锯齿环处将链条掐开，然后用戗柱固定在采面。当开始接链时，用上口14T绞车配合导向轮向上逐步拉链，拉到上链后接链。绞车钩头与运输机链子间用φ18×64mm的链条连接，拉链子时去掉防滑装置或戗柱，掐链子时再恢复。②机尾大件拉移时，机尾和最后支架架脚前清理干净，确保运输机延长的宽度。③将风巷备用的中部槽等设备运到机尾，按顺序安装并将其与采面的中部槽对接好，最后对接机尾试运转。

4 复杂地质条件处回采

己15-13030工作面回采过程中风巷比机巷高，釆面输送机向机巷运煤时会有一定仰角，出现溜子“反拉”现象，根据现场实际情况，及时调整伪倾斜，将釆面伪倾斜保持在-5～-6m范围内，运输机与转载机搭接合理。

工作面在回采过程中受多条断层影响，断层落差0.5～3.5m，对于落差较小的断层，如果岩石坚硬系数符合煤机破岩，则用煤机破岩，采用破上盘岩石或托下盘三角煤的方法平推硬过断层，如若岩石坚硬、断层附近顶板破碎煤层变薄，煤机破岩时易损坏设备，应采用人工打眼放松动炮的方法，将岩石进行松动，然后再利用采煤机进行割煤。

炮眼深1.2m，眼距800mm，眼孔距槽子帮400mm布置，和底板夹角10°-12°。如图3所示，根据薄煤带移动时，及时按照上述办法进行放震动炮，采用正向装药，一个眼装一个水炮泥，其余用炮泥填满，串联起爆，同时引爆个数不得超过10个，起爆顺序1、2、3、4、5，同时引爆个数不得超过10个，一次装药一次起爆。使用煤矿专用三级乳化炸药和毫秒延期电雷管。

5 结语

实践证明，己15-13030工作面回采过程中，通过优化工作面布置，结合断层分布特征，采用切眼对接技术，合理布置生产设备，实施松动爆破技术，保证了采面的正常回采，实现了高产高效，同时加强工作面设备及施工组织的管理，提高了施工进度，确保了作业人员的安全，保证了复杂地质构造工作面的安全开采，为我矿乃至整个矿区刀把回采提供了宝贵经验。

参考文献：

[1]徐永圻.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2]徐亚民.沿断层无煤柱开采不规则综放工作面技术实践[J].煤炭科学技术，2009，37（12）：9-11.

[3]杨耀文.不规则工作面应用技术实践[J].矿山压力与顶板管理，2004（2）：24-25.

[4]马民生.楔子面综采回采技术应用[J].煤矿现代化，2005（4）：28-30.

[5]国家安全生产监督总局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2010.endprint