缓倾斜煤层俯角回采经验

◎黄河

随着煤炭资源价值的提升，煤炭资源的回收由以前的粗犷式向现在的精细式方向不断迈进。但是由于煤炭资源的不断减少，煤炭的回收困难不断加大，回收过程中遇到的困难不断增多，需要不断地提高回采设备和技术。

一、晓南矿二水平SE1403 工作面自然条件简介

1.工作面简介。

二水平南翼东采区，井下标高-383～-493m。二水平SE1403 工作面，位于晓南矿工业广场东南部，西部为西部为SE1402 工作面（尚未开拓）；东部以F19-2 断层为界与SE1405工作面采空区（2008.11-2009.05）相邻；北部与南翼回风大巷相邻；南部为东三采区。

工作面长度191m，运顺走向长度1258m，回顺走向长度1299m。运、回顺最大高差为41m，走向角最大处为15°。

工作面总体为单斜构造，走向51°～67°，倾向321°～337°，煤层倾角5°～22°。煤层厚度1.45～2.70m，平均为2.09m，煤层结构复杂，夹石2～5 层，夹石为泥岩、炭质泥岩、粉砂岩，厚度为0.05m～0.60m。煤层为半亮型，条带状结构，贝壳状断口，质脆，节理发育。工作面煤层顶底板情况见表1。

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本工作面水文地质条件较复杂，顶板的粗砂岩、砂砾岩层为弱含水层，该含水层为阜新组承压含水层，富水性弱，采用相邻 92 号孔抽水资料：K=0.000896m/d，q=0.000984L/m.s。工作面上部为一水平西二二期运输大巷和西二715 采空区，其中一水平西二二期运输大巷积水已放净，共探放出积水993m3，经确认旧巷积水已放净；西二715 采空区内预计积水8700m3，回采前已安排施工单位进行探放。预计本工作面正常涌水量为5m3/h。受F19-2、F21-2 断层影响，顶板裂隙较发育，且SE1405 工作面回采过程中有裂隙出水现象，最大出水量30m3/h。为确保安全生产，本工作面回采过程中须安设排水能力不少于50m3/h 排水设施。

二、工作面设备简介

工作面设备配置见表2。

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工作面主要设备技术参数见表3、表4、表5、表6

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二、回采初期工作面难点

1.SE1403 工作面为俯采工作面，由于初采期煤层倾角大最大达16 度，同时随着回采工作面煤层倾角不段变化，回采时易出现工作面跑层现象（见SE1403 开切眼示意图）。

SE1403 开切眼剖面示意图

2.工作面采高变化快，选用支架型号最大采高等同于最大煤厚和伪顶厚度，当回采过程中伪顶遇水泥化，对工作面采高控制极为不利，控制不好易出现支架不接顶，严重后果造成支架倾倒。

3.煤层倾角和工作面走向很大程度影响运输机状态，如采用调角开采人为降低运、回顺高差，运输机窜动剧烈，现有运输机与转载机搭接满足不了工作面出煤条件，保持运输机不窜动的情况下，不易按照煤层走向进行回采。

为了解决这些困难，我队将工作面分段数据化，根据图纸上煤层变化，以支架编号为参照，前50 架为坡度变化平稳区，50-90 架为工作面坡度变化区，90 至机尾为大坡度区。采用地质图上测量数据进行分析和井下测量相结合的方式，在图纸上测算出现阶段工作面运顺、回顺及工作面运输机坡度数据。为了实现对运输机推进方向的坡度控制，工作面初采前，我队购买了半圆式坡度规，按地测部门给定层位进行找底工作。实际推进过程中，发现半圆式坡度规操作难度较大，无法方便、快捷的测量运输机坡度。我队紧急购置可调式水平坡度尺，满足生产过程中快速测量运输机坡度的要求，从而实现运输机坡度快速调整，符合回采坡度。在运顺、回顺巷道内，选取标志层的5个取样点，得出运、回顺巷道内煤层的变化情况，生产班组利用多功能坡度仪和卷尺，在工作面以5、12、25、35、45、55、65、75、85、95、105、115、125 对应支架的运输机上测算运输机坡度和工作面采高，当井下测量坡度数据与图纸测量数据误差不超过2°，工作面采高不超过2.7m 时，工作面为层位正常，反之则工作面出现跑层倾向，须立即对工作面状态进行调整，保证工作面回采不跑层，支架不出现不接顶现象。通过这一办法，很简单的解决了俯采过程中运输机前进时坡度不易掌握的困难，为井下作业创造了很大的便利，保证了煤炭资源的有效回收。

在处理运输机受煤层变化窜动上，也是采用数据化测量手段，以运顺巷道掘进期间顶板激光中线为标准，在巷道硬帮侧拉一根平行的参照铁线，测量运输机头至参照铁线距离，同时测量运输机机尾安全出口距离，通过测得数据得知运输机窜动量，由于回采推进过程中运回顺高差相对减小，运输机测得数据变化明显，通过数据对运输机的长度控制十分有利。为以后工作面回采提供了数据参照。工作面回采前，我队在综检车间对液压支架推拉缸连接头加装限位装置，减少推拉缸连接头推移过程中的余量，使运输机推移过程中中板受力方向与运输机推拉缸伸出方向一致，精确的实现了运输机坡度控制。

通过SE1403 工作面回采，我队建立数据统计表格，得出了在运、回顺高差35m 以上时，工作面运输机推进方向的坡度每变化1°，深度下降140mm 的经验数据，以这个数据为基础，实现了回采过程中前进方向角度的调整。

三、工作面过断层期间遇到的问题及解决方法

本工作面内过F21-2 断层，断层尖灭端延伸至工作面内，在工作面内最大影响范围为15 组支架，推进时受影响长度为69.3m。断层最大落差为1.3m。采用采煤机截割方式通过。2018年3月21日二班开始揭露断层，2018年4月24日新一班脱离断层影响区域。

过断层期间，断层处岩石较硬，采煤机锋齿、叶齿更换较频繁。我队为了防止磨损采煤机滚筒叶片，加大了检修力度，要求生产班班前利用15 分钟时间进行班检，对磨损严重的截齿、齿套进行更换，最大限度的保证采煤机滚筒完好。

四、工作面过冲刷带期间遇到的问题及解决方法

本工作面受古河流冲刷影响，工作面内有“锅底形”冲刷带，冲刷带与工作面斜交，在工作面最大影响范围为53m（35 组支架），推进方向受影响长度为176m。

2018年5月，我队开始做工作面前期准备工作，提前在运、回顺施工探煤眼，在回顺巷道煤壁软帮侧，发现底板有少量的煤，我队制定了回采期间回顺提前拉底，避开顶板岩石较硬区域的回采办法。

2018年6月8日，工作面开始揭露冲刷带，2018年6月13日，由于冲刷带岩石变硬，采取打震动炮眼对工作面岩石预裂，使用采煤机配合扫货方式进行过冲刷带作业。在回采过程中，我们发现冲刷带区域顶板岩石较硬，采煤机通过非常困难，底板岩石较软，采煤机通过容易。为了减少冲刷带全岩段对回采进度的影响，我队针对冲刷带岩性特点，在回采过程中根据冲刷带“锅底形”的特征及岩石厚度变化，随时调整运输机推进方向角度，即将揭露冲刷带全岩段之前，运输机提前5m 按照-15°拉底推进，其余区域按照-7～-10°推进，力争避开冲刷带岩石较硬区域或减少破岩量，降低设备磨损程度，加快工作面推进进度。

过冲刷带前期，矿组织保安区人员、综维队人员在钻场内对冲刷带岩石区域施工注水孔并注水。在实际生产过程中，由于冲刷带岩石受水浸泡影响，部分胶结性较差的岩石遇水膨胀碎裂，为回采工作降低了难度。通过实际生产过程中发现，注水较饱满的岩石区域，回采过程中岩石呈暗灰色，截割难度较小；注水不饱满的区域，回采过程中岩石呈灰白色，截割难度较大，截割后大块岩石较多，设备磨损严重。

针对截割岩石期间设备磨损较严重情况，我队仍采区采煤班每班班检的方式，加大检修力度，同时合理调控检修班各包机组人数，对采煤机包机组、运输机包机组加派人手，保证检查、检修到位。对采煤机包机组实行责任制，保证采煤机各部构件、采煤机各部螺栓每天检查到位，发现问题及时处理，对正常回采过程中的免检部位，也要定期组织检查。

工作面回采至注水较为饱满区域时，顶板淋水量较大，在运顺三角点区域较明显，采煤班接班时，转载机尾易积水，工作面铲煤板前浮货较湿，造成交接班过程中易堵仓，影响工作面推进进度。

为了解决堵仓影响，我队将气动隔膜泵改造，由原来的在水窝子内抽水改为使用抽水管抽水。要求生产班人员交班前，必须使用吊大布、吊PVC 管等方式，将工作面上帮淋水及时导入下帮，在3#架柱脚前，打设临时水窝子，及时使用气动隔膜泵将积水排出。同时定期对运顺水沟进行清理，保证工作面水量增大时积水能够顺利排出。

工作面回采至注水不饱满区域时，工作面运顺三角点区域顶板淋水明显变小，采煤机截割后大块岩石较多，易在转载点及煤仓处堆积影响生产。

为了减少大块岩石产出量，我队将破碎机衬板抽出一块，大块岩石量得到明显控制，同时我队在运输机头、皮带机头等处加强人手，保证大块岩石及时得到处理，提高开机率。破碎机衬板抽出后，破碎机三角带损坏频繁，锤头磨损加剧，使用寿命缩短。