综采工作面大倾角俯采和对接及转采工艺研究

王双生

（山西介休义棠倡源煤业有限公司，山西 介休 032000）

1 090702 综采工作面概况

090702 综采工作面地面位于井口南1 105 m 左右，平均盖山厚度513.5 m，无建筑物与构筑物。井下位于南翼七采区，东部为南翼轨道大巷（二段），北部为原090703 综采工作面，西部为矿界，南部为未采动区。

9 号煤层厚度2.3～2.7 m，平均2.5 m。结构复杂，中上部夹一层厚0.05～0.2 m的泥岩。硬度系数为1.5～2，容重1.5 t/m3，可采储量87 438 t，煤种为焦煤。直接顶为均厚2.68 m的石灰岩，直接底为均厚4.00 m的砂质泥岩。

090702 工作面沿9 号煤层布置，巷道底板标高在+855～+970 m 之间，奥灰水水位在923.5 m 左右，局部带压开采，最大带压0.68 MPa，底板隔水层厚度59.32 m，突水系数0.011，带压区面积22 906 m2。绝对瓦斯涌出量0.40 m3/min，煤尘具有爆炸性，属Ⅱ级自燃煤层。

该工作面采用伪倾斜长壁后退式采煤法，综合机械化一次采全高，全部垮落法管理顶板。两顺槽均采用锚网索支护方式，巷宽3.36 m，巷高2.5 m，断面积8.5 m2。进风、回风顺槽长度分别为375 m、365 m，对接前、后的工作面长度分别为62.3 m、106 m。表1为090702 工作面设备统计表。

表1 090702 工作面设备统计表

2 工作面对接情况

090702 工作面开始推采后，采取1∶3的比例摆采机尾，至机头推采8 m、机尾推采24 m，使机尾超前机头6 m 后，机头机尾同步推采，推采至回风顺槽122 m 处工作面改运输系统（进风运煤、回风运料），并按照1∶3的比例摆采机尾，机尾摆采至回风顺槽154 m 与小面对接，对接后工作面开始按照1∶8 至1∶10的比例转采机头（转采前必须提前备好两节764型刮板输送机槽适时加节以保证现场运输），机头转采116 m 后，转采角度51°，工作面开始平推，平推70 m 后停采。表2 所示为090702 工作面对接、转采过程中倾角变化情况统计表。

表2 090702 工作面对接、转采过程中倾角变化情况统计表

因此，090702 工作面在回采过程中将会面临调改运输系统、大倾角俯采、大小面对接、对接点倾角＞30°以及转采采面机头、机尾加架等困难。

3 俯采、对接及转采工艺及措施

3.1 调改系统

结合工作面实际情况，工作面平均坡度为22～25°，由于工作面机头标高高于机尾标高，考虑到对接后工作面运煤问题，提前将进风顺槽的道轨拆除，安装40 车、皮带输送机，待进风顺槽运输条件成熟后，将工作面764型刮板输送机槽的运输方向改变，既可以完成调改系统又保证正常生产。

3.2 大倾角俯采

1）采煤工艺由采煤机“往返一次进两刀”改为“往返一次进一刀”，在返空刀装煤工序完成后，再移溜、上行割煤、下行装煤，以缓解刮板输送机推移不到位的问题[1-3]。

2）当工作面个别地段因采煤机装煤效果差时，采取人工辅助装煤。

3）加强采煤机维修，导向滑靴侧磨损程度超过规定时应及时更换，防止煤机发生掉道事故。

4）采用人工下放764型刮板输送机的方法，并加强对刮板输送机的销轨、销轨销、横销穿插情况进行检查，及时发现问题并穿插上齐牢靠。

5）采煤机割煤后，支架及时伸出前探梁，支架前梁时刻紧靠推采煤壁。

3.3 大小面对接

3.3.1 对接工艺

工作面切眼选用41 组支架管理顶板，回风顺槽大面与小面之间放置3 组支架，小面布置23 组支架等待与大面对接，对接后推采过程中随工作面长度增加，工作面增加支架5 组。

随工作面推采，首先对接顺槽放置的3 组支架，然后再对接小面的23 组支架，大小面对接完成后，随工作面推采，逐步对接顺槽放置的另外5 组支架。大小面对接至距离0.5 m 时，38—44 组支架段平均坡度为42°，45—67 组支架段平均坡度为12°，工作面对接点第43 组支架与第44 组支架架头间隔0.8 m，架尾间隔1.2 m[4]。

3.3.2 对接措施

1）首先将工作面支架与刮板输送机推移连接杆进行及时连接。

2）工作面第43、44 组支架之间及第38—44 组支架段为需降低采高段，在支架前梁下端0.2～0.4 m位置处，采用规格Φ18 mm×2 400 mm的锚杆配合棚板，加铁丝网进行支护，间排距均为1 m，棚板长0.6 m、厚≥0.1 m，棚板中间钻眼，锚杆角度与煤壁呈45～60°夹角，与岩层节理斜交。

3）将工作面第38 架至机尾末组支架移架方式改为邻架从高处控制低处的移架方式，避免支架发生倒架及窜矸伤人，移架前要先将支架做好防倒措施，使用764 大链拴住被移支架的大柱，被移支架上方的三组支架全部使用764 链锁紧，被移支架与高处相邻的支架留有0.3 m的余量。例如移第44 架时，移架工在45 架操作第44 架，44 架和45 架支架采用前梁油缸和764 大链进行固定，大链留有0.3 m的活动量，第45、46、47 组支架采用764 大链进行固定牢固，同时，在44 架内侧支设两根防倒戗柱。拴大链之前，将支架大柱全部使用废旧皮带包实，大链拴在支架的上侧。

4）防倒措施完成后，将此段支架进行移架，移架前将被移支架前梁梁端支设两根单体液压支柱，单体液压支柱呈戗柱形式，斜向落山，上端顶在支架顶梁上，下端支设在煤壁处，若采高＞3 m，单体柱柱底支设在764 刮板输送机元宝座眼内，支柱拴牢防倒绳，避免支柱崩柱伤人。

5）将此段支架底座移到位后，采用764 大链将支架与764型刮板输送机溜槽进行软连接，即降低采高的同时，逐步将此段支架移至最小控顶距。

6）距支架顶梁下方0.4～0.6 m 布置炮眼，炮眼深度0.8 m，炮眼间距1 m，底眼下倾10°～15°，每眼装药量200 g。爆破后，降低采高同时支架全部移至最小控顶距，前梁伸出顶紧煤壁，支架护煤板拍出护帮，对失效的锚杆及时进行补打[5]。

7）第43—44 组支架处采用增加点柱的形式加强支护，移架作业时，采取从机尾向机头的方向（从上往下）进行移架。

3.4 转采

工作面对接后，为防止工作面下窜，工作面需旋转回采，转采83 m，以保证正常搭接。具体工艺措施如下：

1）旋转回采期间，由于刮板输送机将会向机尾出现一定程度移动，因此移车时必须采用从机头向机尾的单向移车。

2）刮板输送机保持凸形推进，即工作面中部支架比两端超前，确保支架移车时有一个向机尾侧方向的力。

3）工作面每加一刀机头，采煤机必须从机尾侧前几架开始进刀，由于机尾标高高于机头，因此采用从机尾向机头移架的方式，移架过程中保证支架间隙均匀，防止咬架、挤架等情况出现。

4）旋转回采期间，按照机头比机尾5：1的循环比例进行推采，若现场运行良好，可适当加大旋转回采比例，减少整体旋转回采长度，若发现每刀刮板输送机上窜下滑量≥100 mm 时及时调整。

5）当大小面对接中支架间隔相差＞1 m 时，采用单体顶架方式，保证大小面支架对接。当宽度每大于0.6 m 时，先在支架间隔处按排距0.6 m 布置“一梁两柱”临时支护，平行于支架支设2.7 mπ型梁+单体，再在另一侧利用单体顶架，每次顶架＜0.6 m，当顶架0.6 m 后，再在顶架一侧布置同样的“一梁两柱”临时支护，并拆除需顶架方向侧临时支护，支架与下一组支护间距必须＜0.6 m，直至被顶支架与下组支架靠齐，逐架进行，将大小面支架全部对接。

4 结语

2020 年5 月至10 月，090702 工作面在大倾角俯采、对接及转采过程当中推采顺利，未出现机电设备等方面的问题，该工作面大倾角开采、对接及转采的成功应用，提高了矿井的回采率，缓解了接替紧张的局面，更为该矿后续大倾角采面的开采提供了宝贵经验，为矿井缓平煤层和大倾角煤层搭配开采提供了有力保证。