王家岭煤矿不等长综放工作面开采技术研究

何文东

（晋能集团王家岭煤业有限公司，山西 保德 036600）

王家岭井田位于河东煤田北段，井田北界距保德县城关镇约6km，地质构造较简单。井田范围内赋存 4#、7#、7#上、8#、9#等煤层，首采4#煤层为中厚煤层，采用综合机械化开采。因受地质条件影响，为了最大程度提高采出率，在18103工作面试验了不等长综放工作面开采技术，并获得成功。工作面在准备的过程中遇到原预留回采巷道失稳，为保障安全生产和资源回收率，决定重新开拓一条专用回采巷道，初采期工作面长度由240m缩短为214.5m，造成工作面布置成不等长工作面，里端短、外端长。

1 工作面概况

18103工作面开采4#煤，煤层平均厚8.6m，倾角2～7°，煤层抗压强度为8MPa左右。直接顶厚1.4～2.0m，单轴抗压强度为25～45MPa。基本顶为中粒砂岩、粗粒砂岩，中厚层状，层理明显，稳定性较好，单轴抗压强度为50～90MPa。直接底为砂质泥岩，半坚硬，裂隙发育，过渡性接触，层厚0.2～1.6m，煤层基本底为灰色中粒砂岩，层厚3.6～5.8m。

18103工作面的开采工艺为综放，工作面共安装124/139架综采支架，支架型号为ZF16000/23/43D。其他配套设备为：MG650/1630-WD型交流电牵引采煤机，工作面前部输送机为SGZ1000-2×855型，后部输送机为SGZ1000/2×855型。

2 开采实践

2.1 连续推采技术

18103工作面由于受地质条件影响，分为初采期和末采期，通过采用增设液压支架和刮板运输机的技术，解决不等长工作面开采中的难题。18103里面先开始采煤，里面的结束位置即外面的初采位置，18103里端结束的同时，实现2个工作面的对接，外面投入生产，从而使2个倾斜长度不一致的工作面可以实现连续开采，工作面的接续既达到了最优化，也保证了矿井的正常生产。

2.2 倾料短壁轻放综采技术

18103初采期切眼长度为214.5m，末采期切眼长度为240m，为了实现工作面的高产和提高煤炭资源回收率，18103里面开采采用轻型放顶煤综采工艺，全部垮落法管理顶板，工作面每割一刀煤，放一次顶煤。工作面支护选用ZF16000/23/43D型液压支架，机头采用ZTC15000/25/50型超前支架，机尾采用ZTC30000/25/50型超前支架，MG650/1630-WD型采煤机割煤，SGZ1000-2×855型前部输送机运输割下的底煤，SGZ1000/2×855型后部输送机运输回收的顶煤。里端共安设支架124架，外端安设支架139架。考虑工作面的长度变化，工作面在接替过程中，机尾一直保持比机头超前5m，相应地对应分散工作面压力，使工作面实现顺利接替。接替期间工作面采用单向进刀，单向割煤的方式，支架滞后机组20m开始顶溜移架，实现工作面的正规循环作业。

2.3 工作面机头支架连接技术

工作面里端回采1276m后，外端工作面增加到240m，需进行支架的连接后继续回采675m。18103工作面机尾部分为沿空留巷，此巷道用作工作面回风巷和后期支架安装使用，在里端工作面结束的同时，需在工作面机尾处进行支架连接。新安装的支架要提前安装好。为了保证两个工作面的支架实现正常连接，对开采工作面的切眼长度进行精确计算，确定外面第1个支架的安全位置非常重要。为保证支架成功对接，采取了以下措施：

（1）由于里端安装的支架为124架，外面安装139架，里端比外端短25.5m，为了保证支架和输送机的连接以及工作面的行人，在回风巷口的2个相邻支架间预留间隙，回风巷以下15架支架紧密安设，支架中心距为1.75m，挤出1.0m的安全距离，对接后再逐步调整对接支架间隙，使支架中心距达到1.75m.

（2）里端和外端平巷运煤系统采用同一运输系统，需要提前将SGZ1000-2×855型前部输送机和SGZ1000/2×855型后部输送机在外端切眼中提前铺设好，便于连接。

（3）为了保证支架的成功对接，开采到外端切眼位置时（机尾直接推进至1226m时），沿巷道划1条支架参考线，保证工作面在推采的过程中，机尾处的第一架支架的具体位置相对固定。

（4）在距支架对接30m时，工作面采用单体液压支柱及π型钢梁代替超前支架进行工作面的超前支护。首先在超前支架上铺设π型钢梁，然后撤去一侧超前支架，尽快采用单体液压支柱支护一侧顶板，挑π型梁，再撤去另一侧的超前支架，同时采用单体柱顶住π型钢梁。

（5）开采到距外切眼20m时，工作面机尾开始调斜，保证机尾能够超前机头5m的距离，使工作面在对接前小面机尾的支架提前进入外切眼内。支架对接前，为了保证运煤系统的搭接，先深卧外切眼的输送机机尾，使其有足够的搭接高度，同时把外切眼后10架支架的后尾梁全部升起，使输送机机尾能够有足够的摆动空间以便顺利搭接，保证里面的支架能够全部进入外切眼。

（6）工作面支架对接前，前端的支架推进到外切眼内时，把机组停到机头处，工作面开始拆前输送机机尾和后输送机，把前输送机机尾移到外切眼下端，然后重新铺设前输送机，铺设完后把前段支架与前输送机连接，通过此办法可以成功的实现支架和运输机的铺设连接。

3 结论

不等长轻放工作面开采技术在王家岭煤矿18103工作面的实践应用比较成功，开采效果也非常好，提高了王家岭煤矿的资源采出率，实现了工作面的连续生产，提高开采效率。

对于煤矿井下的特殊地质条件，在进行开采技术的设计时需要根据综采工作面实际情况，采取合理的巷道布置方式以及相应的回采工艺，来实现煤矿开采的高产高效，提高煤矿市场竞争力。18103工作面的实践证明这些技术是可行的，开采效果较好，为同类型地质条件的开采提供了参考。