复杂地质条件下回采工艺研究

邸晓磊

（冀中能源股份有限公司葛泉矿技术科，河北 邢台 054000）

一、工作面概况

1623工作面位于冀中能源股份有限公司葛泉矿南翼2#煤二采区，工作面位于葛泉向斜左翼、1622工作面采空区下部，工作面上部基本为单斜构造，工作面中、下部毗邻葛泉向斜轴部。1623运料巷基本为单斜构造，外段煤岩层倾角平缓，煤层顺巷倾角为0°～5°；中段煤层顺巷倾角10°左右；里段托顶煤掘进。1623运输巷为向斜构造，外段沿煤层顶板5～12°下山掘进，中部为该工作面最低点，工作面里段为上山沿煤层顶板掘进，顺巷上山4～7°。煤层厚度0.35m-5.1m，平均3.3m，2#煤合槽线自运料巷中部至运输巷末端，2#煤合槽线以里煤层平均厚度4.5m，采用倾斜长壁后退式综合机械化放顶煤采煤方法，外段小于4m段采用倾斜长壁后退式综合机械化采煤方法。工作面煤层倾角较大，初采期间平均倾角为28°，工作面共128个支架，随工作面的推进，煤层倾角逐渐变小，工作面长度随之变小，前期平均每30m出一支架，后期平均每60m出一支架，至回采结束共需出支架10架。

如何在倾角与煤厚变化的复杂地质条件下高效回收煤炭，我矿进行了1623工作面开采工艺研究，通过加强工作面防倒防滑及防滚渣管理、运料巷超前巷道压力大地段及时采取整修措施、机尾采用抽出式出支架措施，确保工作面的安全高效开采。

二、大倾角工作面顶板管理及支架管理

1623工作面倾角较大，平均达17º左右（初采期间28°）。机组割煤时采用从机尾向机头单向割煤，单向移架，顶板破碎时，提前套帮背顶支护顶板。机组割煤后，及时移架并打出护帮。拉支架时，支架下方区域严禁站人和作业。支架前梁距离煤壁不得超过340mm，否则要及时拉超前。顶板掉碴厚度超过300mm时，要及时套帮背顶，防止顶板事故发生。工作面各台支架要随时保持完好，发现问题及时处理。工作面移架时，坚持一步三调，相邻支架错差不大于顶梁侧护板的2/3，不挤不咬不倒。保持良好支护状态。工作面每隔10—20架安装一道挡矸皮带，以免滚矸造成伤人事故发生。机组割煤时，机组下方区域严禁站人或作业。确保工作面安全回采。

当1623工作面俯采期间两巷放顶时，加强防滚矸管理，采用挡矸帘和半圆，做好机头机尾端头挡矸工作。两巷放顶时为防矸石滚落伤人，人员应远距离卸载单体，并保证后路畅通，放顶时，要通知坡中及坡底人员到安全地点躲避，在放顶线下方5米范围内设置临时挡矸装置，如打点柱，用串杆摆起。上下巷放顶时要注意矸石滚落，除放顶施工人员外，下方严禁站人，自上而下，从里到外，先柱后梁的顺序，进行放顶。工作面采取全部垮落发管理采空区，施工单位施工时严禁切顶线以里空顶面积超过10m2，及时放顶，顶板不能自行垮落时及时制定相应的放顶安全技术措施，并严格落实。保证回采期间顶板安全。

三、机尾抽出式撤支架的应用

1721工作面放顶煤回采时，由于机尾频繁调采及加减架，机尾未使用端头支架，普通支架受自身高度限制罩不住后溜减速机，采用机尾6个支架推进过程中连续上网上绳，直至工作面回采结束，以保证机尾出架后能有效保障后溜电机、减速机的检修维护，工作量大、工时成本高、材料浪费且无法对机尾6架放顶对资源造成了浪费，为此，在总结1721的基础上，对1623工作面机尾采用2个ZFG3400-16/26型端头支架支护，端头支架立柱上升时空间大，正好护着后溜减速机、后溜电机，机尾采取抽出式出架方式，即在距出架位置10m时，提前在机尾5架上网上绳，并通过采取扩帮措施做为撤架通道，扩深2m，长4m，采用锚网支护，同时在运料巷采空帮施工溜子机尾硐室，规格为2.2m×2.4m×1.5m（宽×高×深），补打帮锚杆配菱形金属网护帮。当工作面推至出架位置后，将前溜子机尾顶到机尾硐室，并缩短前溜子一节，为倒数第三架让出撤架通道，随后抽出倒数第三架支架放置支架通道升起支架接顶，及时打单体维护出架处顶板，并利用出架子后的空间，抽出后溜子箱体，缩短后溜子一节；然后将两个端头支架依次向下靠，最后前溜机尾下移接链子转圈，抽出支架。完成撤架后可立即对机尾段进行放顶。

四、加强对运料巷的整修，为顺利回采奠定基础

1623运料巷为沿空掘巷，巷道压力大，顶帮变形严重，巷道掘进规格为4×2.6m（宽×中高）矩形，回采过程中，运料巷超前20m范围巷道压力较大，断面最小时仅有2×1.6m（宽×中高）。根据现场情况及时制定相应对策，提前对运料巷采空帮施工帮锚索梁控帮，并对超前段及时采取扩帮卧底等措施，整修后及时延长超前支护强度，超前支护单体配π型钢距离由以往的20m加长至30m，超前20m范围一梁三柱。通过对运料巷的及时整修、扩帮及加固，保证了运料巷的正常使用。

五、结论

1623工作面面对地质条件复杂，工作面倾角大、煤层厚度逐渐变化、面长逐渐变短及运料巷沿空掘巷巷道压力大等困难，通过加强工作面支架状态管理及防倒防滑、防滚渣措施的应用，确保了回采期间的顶板安全；机尾抽出式出支架的应用多回收煤炭5000余吨，直接经济效益近200万元。1623工作面开采工艺的研究，实现了工作面安全、高效推进，最大限度地提高了煤炭回收率，为安全高效开采垫定了坚实基础，为类似条件的工作面开采提供技术支持。拓宽了综采技术在复杂地质条件下的应用范围，有利于矿井产量稳定，保证工作面的正常接替，实现高产高效，推广、应用前景广阔。