某矿综采放顶煤大倾角工作面回采工艺研究

韩 伟

(霍州煤电集团吕临能化有限公司庞庞塔煤矿， 山西 临县 033200)

1 前言

某矿9- 301工作面对应地表范围内北部为我矿煤场及保安煤柱，中部为104省道连接的庞庞塔沟内公路，且庞庞塔村内公路北面部分较陡，东部为现回采的9- 700工作面对应地表。9- 301工作面北部为西区暗斜井系统，南部为井田边界，西部为正在施工的9- 103工作面，东部为9- 700工作面，上部为5#煤5- 108、5- 101采空区。

工作面所采煤层为9#煤层，9#煤层赋存于太原组中下部，上距5#煤层40.90～56.15m，平均距离50.63m，煤层赋存稳定，结构复杂，含一至二层夹矸，平均煤厚为11.8m，9- 301工作面采用一次采全高综采放顶煤走向长壁采煤法。该工作面呈一单斜构造，倾向为东西向，走向为南北向；煤层倾角为12°～36°，平均24°，为缓倾斜煤层。工作面基本顶为砂质泥岩，厚度6～9m，直接顶为泥质灰岩，厚度5～7m。直接顶为泥岩，厚1～2m，基本顶为细粒砂岩，厚1～3m。工作面瓦斯绝对涌出量为0.3m3/min，相对涌出量为0.5m3/t，煤尘具有爆炸性。

9- 301工作面在掘进过程中共揭露断层9条，经钻探回采侧内可能揭露两条断层，共计11条断层，全部为正断层，最大的断层落差为30m，最小构造的断层落差为1m，9- 301工作面停采线以内主要受11条断层影响，其中F393、F396、F416、F409、F395、F隐1、F隐2七条断层会对工作面回采造成较大影响，F413断层不在工作面圈定范围内且不导水，其余断层由于揭露落差较小，对回采影响不大，但在回采期间仍可能会出现一些隐伏构造对工作面回采造成一定影响。

2 采煤工艺

9- 301工作面采用一次采全高综采放顶煤走向长壁采煤法，煤层厚度11.8m，因此生产过程中，通常采用端部斜切进刀方式。受到带式输送机上窜下滑及端头顶板破碎等情况影响，采用中部“∞”型斜切进刀方式。斜切进刀工艺流程：MG500/1180- QWD采煤机机头斜切进刀→推前部输送机→上行割煤→移架→放顶煤→拉后部输送机→推前部输送机→推前部输送机机尾斜切进刀段→下行割煤→下一循环。

3 采高、循环进度及层位控制

根据煤层赋存情况、巷道掘进高度及采煤机与支架的配套关系，确定工作面采高为3.2m，割煤步距0.8m，放煤厚度8.6m，一采一放，采用单轮顺序放煤方式，采放比1∶2.69。

回采期间，以第二层夹矸为工作面顶板，采煤机沿底板推进，不得随意留设底煤。若由于输送机上窜下滑导致工作面机头机尾处采煤机割不透煤壁，需进行爆破处理，在施工过程中需编制相应的安全技术措施。

4 回采工艺流程

4.1 移架流程

1)移架顺序

由于工作面前后输送机机头、机尾均采用平行布置方式，因而工作面过渡架不能做到及时移架支护。即采煤机割煤后，过渡架必须在前部输送机机头、机尾推移后才能移架[1]。因而造成工作面的中间架和过渡架不能顺序前移，使得移架工序变得复杂。移架顺序：

(1)根据前后部输送机的上窜下滑情况，采用自下而上(5#～63#架)或自上而下(63#～5#架)的顺序移架。

(2)输送机机头、机尾推向煤壁后，将机头1#～4#架移架。

2)人工移架方式

人工进行本架操作时，每个支架完成降、移、升动作后，应将支架的升柱手把放在升的位置上保持一定的时间(3～5s)，以保证支架的初撑力，规定前立柱初撑力不小于24MPa[2]。

3)正常生产时移架流程

(1)在操作前，人员应站在支架前后立柱间，同时注意观察动作部位情况。移架顺序应按照收回护帮板，降后柱，降前柱和前梁(立柱降100～200mm即可)的顺序进行操作。通过操作推移手把，将推移千斤顶伸出，使支架向前推移0.8m步距，再升前、后柱，待支架达到初撑力要求后，打出护帮板护帮。

(2)所有操作手把停止动作后，将操作手把移到“零”位。在移架过程中支架立柱降到最低处时，活柱伸出量不小于200mm。支架立柱升到最高处时，活柱伸出量不超过1 200mm，支架活柱伸缩范围为200～1 200mm。

(3)以采煤机上行割煤为例，移架要滞后采煤机左滚筒两架进行。移架时，要尽可能做到“少降快拉”。

4)顶板破碎、煤壁片帮移架

(1)工作面煤壁片帮时，当片帮深度超过0.5m时，实行超前移架作业，并伸出护帮板及时护帮。当无法超前移架或超前移架后片帮深度仍超规定时，应支设贴帮柱进行维护。

(2)顶板破碎处支架、超前架、单体柱升起后，初撑力不低于5MPa，将支架与相邻支架前梁、顶梁升平，防止倒架、咬架等情况发生。

5)拉移端头架

(1)拉移端头架前，观察支架管路是否完好，管路、缆线是否吊挂整齐，拉移前方有无障碍物等，确认正常后在2#过渡架处安排人员放设警戒后再进行拉移，应做到快速前移到位支护顶板，缩短端头区域空顶时间[3]。

(2)先降端头架前梁及护板，再降立柱，使顶梁离顶板100～200mm，之后通过端头架与转载机连接的推移千斤顶使端头架前移0.8m。拉移过程时刻注意支架垂直情况，出现歪斜时及时使用安设在1#端头架与2#端头架支架之间的防倒千斤顶对支架进行调整。拉移到位后升起支架立柱，使顶梁紧贴顶板后升起支架侧护板及前梁，并检查支架初撑力是否达标。

4.2 放顶煤工艺

1)放顶煤工序

(1)放顶煤工序：采煤机割煤时，滞后移架工序4架的距离，开始放顶煤工序，采取单轮顺序放煤。

(2)单轮顺序放煤：从工作面一端开始，顺序打开支架放煤口进行放煤，并与移架的顺序相一致，一次最多同时打开两个支架放煤口。

2)初次放顶煤

(1)为了减弱直接顶和基本顶初次来压时对支架的冲击，回采20m以内不进行放煤。若超过20m后顶板仍不具备放煤条件，可继续延长不放顶煤距离。待现场确认现场条件允许后，才可进行放煤。

(2)放煤时，先收回支架放煤插板，然后操作尾梁千斤顶，使尾梁摆到适当位置，以便能使顶煤直接流入后部输送机。

(3)放煤时，反复升降支架尾梁，使顶煤与直接顶离层、破碎，从而通过尾梁处流入后部输送机中。

(4)在反复升降支架尾梁时，应密切注意支架前梁上部顶板状况。若出现顶板破碎等情况，应立即停止放煤，并对支架进行补液，确保顶板安全。

(5)放煤时，如遇大块煤矸，可使用尾梁、插板对大块煤矸进行破碎。见矸量较大时，升起尾梁、伸出插板停止放煤，完成放煤工作。

4.3 推移转载机

(1)转载机的移设，应在端头架拉移前、后部输送机前移后进行，由人工操作转载机与1#、2#端头架连接的两个伸缩千斤顶进行移设。

(2)当推移转载机时，端头工要站在行人侧操纵手把，使伸缩千斤顶缓慢打出，从而使转载机前进。转载机推移到位后，将伸缩千斤顶收回(收千斤顶时，进行端头架拉移工作)，完成转载机移设工作。

(3)当转载机前进到极限位置时，利用输送机机尾自移装置将跑道前移(移设跑道时，需提前回撤皮带架)。推移皮带自移机尾时，停止皮带与转载机运行，必须由专人操作自移机尾液压系统将自移机尾前移3m，并安排专人进行监护，自移机尾前移后再推移转载机。

4.4 皮带回撤

调整皮带使皮带接头至选定区域→将皮带开关停电、闭锁→使用皮带卡子固定皮带→操作张紧车将皮带彻底放松→拆卸皮带接头→将皮带抽出→做皮带接头→将皮带重新张紧并调整至运转正常→人工卷皮带并装车出井。

4.5 设备列车移设

(1)设备列车前移采取通过操作列车底座自带移液装置进行自移。

(2)操作流程：停电、闭锁开关→检查管路及液压元件情况→回撤管路、电缆→回撤照明、信号线→拆除接地极→推移设备列车(通过推移千斤顶，先推移设备车前部，包括工具箱、电缆车；再推移后部，包括移动变电站、工具箱等)→整理电缆、管路→重新安设接地极→检查各部件完好情况→开关送电。

4.6 机头铺网及注意事项

(1)机头初次铺网时严格按照4#、3#、2#、1#架依次降落，并进行前梁铺网( 金属网规格为10m×0.9m)，铺网时微降3#架前梁，将网伸入前梁，将5#架前梁升紧、护帮板紧背煤壁后，开始在4#架铺网，按顺序把铁丝网升入前梁后，把网连接处用16#铅丝双股每200mm联网一道，顺时针旋转三圈。

(2)初次铺网后随即再联一道横网，网与网之间单网单联，搭接长度为100～200mm，网伸出巷道0.5m且与顶网相联，以后每割一刀煤联一道横网。

4.7 采空区处理

9- 301综放工作面采用全部垮落法控制顶板，根据正副巷回收规定，提前在规定地点对顶帮支护材料按照要求进行拆卸，使顶板自然垮落。

若上、下隅角垮落不充分，应采取中深孔预裂爆破对顶板整体性进行破坏，待超前支护前移，使顶板自然垮落。

5 结论

9- 301工作面采高为3.2m，割煤步距0.8m，放煤厚度8.6m，一采一放，采用单轮顺序放煤方式，采放比1∶2.69。工作面采用端部斜切进刀方式，同时重点介绍了工作面回采的各个流程，对综采放顶煤大倾角工作面回采具有一定的指导意义。