复杂地质条件下薄煤层不等长工作面开采技术研究

穆彦鹏

Study on Mining Technology of Unequal Length Face in Thin Coal Seam under Complicated Geological Conditions

摘要：在实际生产过程中，为了有效开采煤炭资源，同时常因采煤工作面受临近采空区以及掘进过程中发现断层等地质构造的影响，最初所设计的矩形工作面不能满足生产要求。在这种情况下，不等长工作面应运而生。在推进过程中，不等长工作面会出现减架或者加架的情况，这就要求拆除或者增加工作面部分支架及相关设备，保证工作面最大限度的开采煤炭资源及正常回采，此次实践对该种工作面布置方式、综采工艺进行了探索，为后续类似条件下综采工作面开采方式选择提供了一定的借鉴。

Abstract： In the actual production process， in order to extract coal resources effectively， often due to the influence of faults and other geological structures found in the mining area near the goaf and the excavation process， the rectangular work surface originally designed cannot meet the production requirements. In this case， unequal work surfaces emerged. In the process of advancement， there will be cases where the length of work face will be reduced or increased. This will require dismantling or adding some of the work surface support and related equipment to ensure maximum coal mining and normal mining of the work surface. The layout of the working face and the comprehensive mining technology were explored， which provided a reference for the selection of mining methods for the fully mechanized face under similar conditions.

关键词：薄煤层；复杂地质条件；不等长工作面；支架增减

Key words： thin coal seam；complex geological conditions；unequal length face；support increase and decrease

中图分类号：TD327 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）15-0161-02

0 引言

近年来，矿井开采深度增加和煤炭资源减少的趋势愈加明显，基于这种趋势，为了充分利用回收矿井的煤炭资源，使矿井的服务年限更长，相关专家学者做了大量的探索及研究，尤其是在采区工作面布置方面[1-2]。一般情况下，在设计时都会等长直线布置工作面，然而在实际生产中由于诸多原因的限制，很难做到按设计要求布置工作面[3-4]。郭二庄矿22210工作面便面临此问题，该工作面受到临近采空区以及断层的影响，无法布置成等长直线工作面，需布置成不等长工作面，而不等长工作面由于长度不一致及煤层厚度变化较大，导致其回采工作困难重重。基于此，我们做出了大量研究探索，发现采取一定措施此类工作面也能够保证煤炭资源回收率，并且还能更有效缓解矿井衔接竞争局面，如此不仅保证了工作面顺利回收，同时也为类似工作面回采积累了丰富经验，具有良好的经济效益和社会效益。

1 工作面概况

22210工作面主采2#煤，煤层厚度0.3-2.0m，平均厚度1.3m，属薄煤层开采。该工作面不等长，而造成不等长的原因是受到上部22208工作面采空区及下部F11断层及断层防水煤柱的影响。

该工作面周围几乎都是断层，在风、运巷和切眼掘进时，一共出现断层11条，之间的落差在0.7-4.0m范围内，其中有两条断层对回采的影响较大，其余断层的影响较小。该面运巷里部揭露火成岩侵入带一处属于复杂地质条件，宽度3.0m左右，对回采存在一定影响。

2 项目实施

2.1 巷道布置

22210工作面巷道布置以及四邻关系如图1所示，中间长，两端短，切眼处长度为126m，但该长度并不固定的，随着工作面的不断推进，它可以适当加长，最长可达156m，同时随着采面的逐渐减少，它也可以依据情况适度降低，最低降至57m。外部工作面平均倾角7°，工作面里部平均倾角15°，最大倾角20°。

2.2 技术分析

工作面准备工作完成后，在逐渐推进的过程中其长度会发生相应变化，先变长后变短，这意味着在回采期间需要适当的增减支架。由于增减支架必然需要一定时间，为节约该时间，可在支架搭建的最初阶段将工作面长度考虑在内，在工作面较长的地方提前将支架布置好，如此一来推进到该位置时无需停工再行搭建支架，施工效率更高。地测部门负责距对接位置20m左右时在风巷给出定位线，并且为了防止支架上窜下滑，应结合工作面倾角大小，合理调整工作面倾斜度。在距对接位置10m位置时，为了工作面机尾能顺利延接支架，应将接架的间距控制在130mm内。

随着回采的不断进行，工作面先回被推进到最大位置，之后逐渐减小长度。每减少1.5m工作面，机尾架推进到巷中位置时，就需要先在机尾处减去输送机溜槽，再撤去综采支架。需要注意的是，为保证减去支架的运输通道畅通，需要先在风巷备修段暂时打设2道顺峒抬梁，待完成支架撤离后，再将其恢复到3道顺峒抬梁。

由于22210工作面施工存在的一些特点，比如推进速度快等，容易造成一些安全事故，为保证生产安全，应结合过往施工经验在一些容易出现安全隐患的地方提前做好预防安全措施，包括在必要的地方使用丛柱支护等。

2.3 应用效果

该不等长工作面从生产开始到回收结束一共历时13个月。通过综采工艺并合理增减支架，发现和过往同水平采区工作面相比，该成果实施期间工作面月单产更高，不仅创造了当时冀中能源薄煤层回采记录，还多采出了煤炭资源，施工兼具高效、安全特点，顺利完成了本次回采任务。

3 结语

不等长工作面的回采其实是一个复杂的系统工程，各工序的衔接要求非常严密，初期方案制定后必须制定详细的工程安排，进行周密的生产组织，确保施工工程质量。尤其是不等长工作面机械化开采的成功，扩大了不规则工作面的回采方式，对地质条件复杂的矿井工作面提质增效，延长工作面可采期，减少安拆环节，提高煤炭资源回收率具有重要的意義。

参考文献：

[1]李家卓，谭文峰，郭忠平.复杂地质条件下无煤柱护巷技术[J].矿业工程研究，2011，3（26）：7-10.

[2]于智卓.大倾角、复杂地质条件下综采工作面不等长调斜开采实践[J].煤炭工程，2011（4）：7-9.

[3]钱四发.不等长综采工作面回采实践[J].煤矿开采，2006，11（1）：32-34.

[4]陈密武，韩大勇，贾永辉.不等长综采工作面的回采方法[J].煤炭技术，2005，24（4）：62-64.