新景公司15303 综放工作面窜架分析

赵晓东

（华阳新材料科技集团有限公司，山西 阳泉 045000）

1 概 况

新景公司15303 综放工作面位于芦南15 号煤采区，埋藏深度为458～605 m，井下位于芦南15号煤采区北翼东部，北为80115 工作面（已采），东为80113 工作面（已采），南为芦南采区大巷（已掘），西为80117 工作面（已采） 与15304 工作面（未掘）。工作面上覆3 号煤层为72901 工作面采空区，上覆8 号煤层为8123 工作面采空区、8122 工作面（未采），其它煤层均未开采。

工作面走向长1 093 m，倾斜长170 m，煤层总厚5.5～7.33 m，平均6.45 m，煤层倾角3°～ 14°，平均倾角8°。工作面北部为一倾向SE 的单斜构造，煤层倾角7°～ 14°；中部为一倾向近E 的单斜构造，煤层倾角3°～ 5°；南部为一轴向NW 的背斜构造，两翼煤层倾角3°～ 7°。工作面切巷附近赋存挠曲N1 （28°），780～795 m 赋存物探探测挠曲N2，920～932 m 赋存挠曲N3 （32°）。

2 采煤方法及设备配备

工作面采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤方法，实行 “一采一放追机放顶煤” 作业方式，循环进度0.8 m，采用全部垮落法处理采空区。采煤工作面主要设备选型见表1。

表1 工作面主要设备Table 1 Main equipment of working face

3 前期安装及生产情况

3.1 巷道布置情况

回风巷净宽5.0 m，净高3.0 m，沿煤层顶板掘进；进风巷净宽5.0 m，净高3.0 m，330 m 往里沿煤层顶板掘进（80117 邻面动压影响），330 m 往外沿煤层底板掘进（实体煤）；切巷净宽8.5 m、净高2.8 m，沿煤层底板布置，回风开口施工102 m 揭露挠曲N1 （28°），后将剩余切巷调整为伪斜布置（机头处超前设计位置5 m），1～41 号架倾斜方向倾角12°～ 22°，不同程度割底，最大处12～21 号架割底3.9 m 且巷道超高，如图1 所示。

图1 巷道布置Fig. 1 Layout of roadway

3.2 工作面安装情况

安装支架后1 号架超前32 号架5 m 左右，支架直线偏差超过150 mm，工作溜留肚。

3.3 工作面开采情况

15303 工作面2021 年2 月24 日初采，10～60号采取飘溜方式减少割岩量并逐步使机头至40 号架支架接顶，同时调整1～32 号架直线偏差，将工作面拉直，3 月初发现支架及工作溜向进风方向窜动，开始采取斜采措施（多过机头） 调整，但管控效果不明显，支架与后部溜中心距偏差逐渐增大（最大达1.3 m 左右），支架扭向进风，生产溜机头距煤帮0.93 m，回风端头支架缺架4.6 m，2 m 割不透。

4 工作面窜架原因分析

切巷布置在大型褶曲构造范围内。切巷倾角在5°～ 22°，其中1～41 号架局部达22°，给支架、工作溜的防滑管理造成了很大的困难。

工作面2 月24 日初采，1～30 号架倾斜方向坡度较大（最大22°），受设备自重在倾斜方向的分力影响，推进过程中前、后部溜、支架均存在下滑现象，由于前部溜与支架间为硬联结，拉移时二者相互制约下滑量较少，后部溜与支架间为软联结，故下滑量较大。推进过程中工作溜、支架与后部溜中心距逐步增大（最大时达1.3 m），后部溜锚链与支架形成一个钝角，拉移后部溜过程中，对支架产生一个向回风方向的分力（电液控支架成组动作分力的作用尤为明显），同时因支架接顶不严，支架逐渐扭向进风，造成移架、推移前部溜时二者向进风侧窜动（高处），如图2 所示。

工作面安装质量不高，切巷1～45 号伪斜布置（1 号架超前32 号5 m 左右），安装支架后支架直线偏差超过150 mm，工作溜留肚，初采期间将工作溜拉直后，工作溜向进风方向有小幅度窜动。

3 月初发现支架前窜后，采用传统的 “拉小斜” 即多过机头方式调整，因支架已向进风扭向，所以该措施加剧了支架、工作溜进一步窜向进风。3 月10 日重新优化了窜架调整措施，将收后溜千斤全部安装在支架回风侧，拉架和受后部溜时后部溜锚链对支架产生一个向回风方向的力，支架逐步扭正（垂直于工作溜），3 月27 日工作溜、支架、后部溜之间状态恢复正常，工作面基本正常生产，将收后溜千斤连接方式回复为单架间隔双千斤，如图3 所示。

图3 窜架回正Fig. 3 Support homing

5 防范措施

（1） 加强回采巷道的地质预测预报。一是提高探测精度，避免将切巷布置在大型构造范围内；二是回采巷道掘进期间遇陷落柱、褶曲等构造导致煤层底板坡度超过15°需要硬过时，必须由总工程师、分管掘进和生产的副矿长召开专题会共同研究，综合考虑构造对回采和设备安装的影响程度，确定合理的巷道掘进调整方案和技术措施。

（2） 提升工程质量。一是提高工作面安装质量，支架排成直线偏差不超过50 mm，巷道超高要提前构顶，保证支架接顶严实；二是强化初撑力管理，支架工拉完架后要将支架升紧，保证初撑力整体达标率达80%以上，防范外力对支架状态的影响；三是规范操作正规循环，严禁急飘急挖，急拉急扭。

（3） 动态监测尽早控制。一是进、回风顺槽设置中线进行亮化管理，推广使用激光标定中线锁定工作面机头（尾） 位置，动态掌握设备上窜下情况；二是重视工作面工作溜、支架、后部溜三者中心线的变化管理，若偏差超过0.2 m，要及时采取措施进行调整。

（4） 合理制定调斜方案。工作面设备出现窜动后，应组织相关部门人员现场踏勘，科学分析设备窜动原因，研究制定专项安全技术措施及调斜方案。调整过程中严禁急拉急扭，应按照以摆为主，斜采为辅原则进行处置。

6 结 语

针对新景公司15303 综放工作面初采期间，支架及生产溜向进风方向窜动，导致进风端头出口不畅通、回风端头大范围缺架、工作溜与转载溜搭接不合理等问题，分析了问题产生的原因，采取对策解决了问题，并给出了之后的防范措施，为类似工程条件工作面安全、高效生产提供借鉴。