综采工作面回采末期收尾技术参数及工艺研究应用

徐元元 周红旗

摘 要：2505综采工作面回采末期，因煤层走向、倾向角度大，顶板破碎，地质条件复杂，为保证综采工作面顺利回撤所有设备，对综采工作面回采末段技术参数及工艺进行了研究，该技术现场应用效果良好，有效保障了设备安全回采。

关键词：复杂条件;上网上绳;支架回撤

Research and application of roadway crossing old roadway and faultcollaborative construction technology

476600 Henan energy chemical group Henan Yongcheng Xu Yuan-yuan  Zhou Hong-qi

引言

综采工作面回采结束后，因地质条件的多变性、复杂性，导致设备在回撤期间难度较大，给煤矿安全生产带来较大威胁，近几年来，随着煤炭资源高强度的开采，煤炭资源越来越紧缺，因此如何为综采工作面安全、快速地回撤提供安全可靠环境，保证最大限度回收煤炭资源，是煤矿企业的一大难题。

1.复杂地质条件

2505综采工作面处于城郊煤矿二水平东翼，煤层埋藏深度较深，回采末期煤层倾角平均21°，局部倾角在26°以上，工作面俯采角度达18°，顶板较破碎，老塘窜矸严重，同时工作面瓦斯较大，顶板为多层复合顶板，导致工作面在回采结束后，支架回撤难度较大。

2.收尾技术参数及工艺的优化

2.1 收尾开始位置及上第一根绳位置的确定

2.1.1 收尾开始位置距停采线距离L的计算方法：

L=a+b+c

式中：L-收尾时距停采线的距离;

a-首排半圆木落地后塑编网压人老塘的长度，一般取2m;

b-液压支架掩护梁与尾梁连接销孔到支架底座下端塑编网的长度，取3m;

c-上第一根钢丝绳时工作面距停采线距离。

2.1.2 上第一根绳时工作面距停采线距离c的计算方法：

c=l+m+n

式中：l-回撤通道形成后，支架顶梁梁端与煤壁的距离;

m-支架顶梁的长度;

n-支架掩护梁的长度。

2505综采工作面所使用支架为ZY3800/16/35掩护式支架，支架顶梁长度3.15m，掩护梁长度1.9m，回撤通道形成后，支架顶梁梁端与煤壁的距离1.9m，代入上式计算得上第一根绳时工作面距停采线距离c为6.95m（数值取整为7m），收尾开始位置距停采线距离为11.92m（数值取整为12m）。

2.2 上绳工艺的改进

2.2.1 铺首排网工艺优化

铺网前要提前调整工作面，保证液压支架、刮板输送机平行于停采线。当工作面推进距停采线12m时，沿工作面支架顶梁前端，开始铺设第一排网。工作面铺设塑编网采取分段作业，即在每段内采煤机割完煤后逐架操作，具体操作步骤如下：先将塑编网联到半圆木上，再将半圆木布置在液压支架顶梁上，然后移架挑住半圆木，挑好半圆木后将下垂的网片吊挂到支架顶梁上。塑编网采用联网绳扣扣联接牢固。在移架过程中注意将液压支架降至足够低的高度，确保支架顶梁能挑住半圆木。自机尾向机头方向逐架操作，半圆木便逐架压入支架顶梁与工作面顶板之间，第一排塑编网也随之铺设完成。

2.2.2 钢丝绳的合理布置

收尾期间使用旧钢丝绳，长度为225m（留出5%的富余量用于钢丝绳的固定），第1根钢丝绳布置于掩护梁下端，即距第1排半圆木5m处，根据以往工作面回撤经验，掩护梁处钢丝绳受力最大。因此，整个掩护梁钢丝绳布置选用Φ26mm的钢丝绳，同时将绳间距减小到0.5m。

2.2.3 钢丝绳数量的选择

整个掩护梁加密布置钢丝绳，间距0.5m，共需上绳4根，第5根钢丝绳处于顶梁上部。考虑到回撤期间有掩护架支撑，钢丝绳受力不大，故至停采线钢丝绳布置问距为0.6m;在支架顶梁前的网片下铺设Φ21.5mm的钢丝绳，以后工作面每推进一排，铺设一根钢丝绳。故共布置13根钢丝绳。

2.3 设备回撤通道的尺寸确定

2.3.1 设备回撤通道宽度

设备通道宽度要满足支架回撤的需要，但又不宜过宽，设备通道过宽，控顶距离增大，增加回撤过程中顶板管理的难度，同时亦增加材料消耗和延缓收尾速度，因而需根据不同的支架合理确定不同的设备通道宽度。设备通道宽度主要考虑支架回撤时磨架宽度要求和回撤运输通道宽度要求。根据经验值取3.5m。

2.3.2 设备通道高度的确定

设备通道高度主要考虑支架运输高度要求，同时考虑一定的安全高度。

工作面回撤设备通道顶底板高度计算：

H=e+f+g+h

式中：H-工作面回撤设备通道顶底板高度，m;

e一支架最小支撑高度，取1.6m;

f-支架顶梁厚度，取0.35m;

g-装车平台高度（或通道轨道系统形成后平板车上沿与通道底板的高度），取0.3m;

h-运输安全高度（考虑安全运输富余量及顶板下沉量），一般取0.3。

以 ZY3800/16/35支架的参数代入计算得工作面回撤设备通道顶底板高度H为2.55m。

3.解决难题

3.1 通过计算收尾时距停采线的距离及上第一根绳距停采线的距离，明确了收尾的开始位置及上第一根钢丝绳的位置。

3.2 铺第一排网时，用4m半圆木代替钢丝绳，安全可靠，适应性更强，使铺首排网工作更轻松方便，同时更能保证支架挑住半圆木的质量。

3.3 根据掩护梁处钢丝绳受力最大的回撤经验并结合现场实际情况，合理布置及加密钢丝绳，并做好钢丝绳的数量计算及绳径的选择，从而大大加强了回撤通道老塘侧的支护强度，起到了很好的挡矸作用。

3.4 通过对设备回撤通道宽度及高度的参数优化，降低了顶板管理的难度，同时也减少了材料的消耗，提高了收尾速度。

4.总结与认识

通过对工作面上网上绳、钢丝绳的布置和设备通道支护等工艺以及收尾开始位置、通道宽度和高度等技术参数的优化，为大倾角综采工作面收尾工作提供技术参考，为实现工作面安全、快速地回撤提供安全可靠环境，同时也最大限度回收煤炭资源。