2325综放工作面安全高效回采技术研究

胡昊林

（晋能控股装备制造集团赵庄二号井，山西 长治 046600）

1 工程地质概况

2325 工作面位于二盘区，所处水平为+471m 水平，开采煤层为3#煤层。工作面煤层底板最高标高为+471m，最低标高为+440m。工作面走向长486.05m（帮—帮），煤层倾角为0°～7°，平均为3.5°。工作面范围内煤层最大厚度为5.0m，最小厚度为0.7m，平均厚度为4.5m。

工作面倾斜长度为175.4m（帮—帮），煤层厚度0.7～5m，煤层平均厚度为4.5m。北侧为2305 采空区，东侧为2107巷，南侧和西侧为实体煤。

煤层顶板：

基本顶：细粒砂岩，厚度1.00m，灰色，中层状。石英为主，含暗色矿物，泥质胶结，小型交错层理发育，夹泥质包体。

砂质泥岩，厚度6.8m，黑灰色，厚层状，致密，均匀层理，有少量植物化石。直接顶：泥岩，厚度7.85m，黑灰色，致密，均一，断口平坦，岩芯破碎，含植物化石。

中粒砂岩，厚度1.9m，白灰色，中层状。石英为主，含暗色矿物，泥质胶结，具斜层理，裂隙发育。

煤层底板：

直接底：砂质泥岩，厚度2.12m，黑灰色，致密，具粉砂质结构，岩芯破碎，产植物碎生化石。

基本底：泥岩，厚度8.83m，灰黑色，性脆，致密，细腻，断口平坦，含植物化石。

沿回采方向，先后受到正断层F160、F159、F158、F157、F156、ZHF2影响，F157对回采影响较小，F159、F158、F156对回采影响中等，F160对回采影响较大。工作面回采至停采线附近，工作面外部东侧30m 发育陷落柱X46，对回采影响中等。

2 采煤方法

本工作面采用全部垮落、后退式综合机械化放顶煤采煤方法。

2.1 巷道布置

2.1.1 盘区巷道布置概况

二盘区布置西轨道大巷、西胶带大巷、西回风大巷、2107 巷、2108 巷等。2107 巷铺设皮带、轨道，负责2107巷的煤炭运输和物料运输，2108巷负责2325工作面至西回风大巷的回风。西轨道大巷铺设有轨道，利用两部无极绳绞车负责二盘区的材料运输；西胶带大巷铺设有胶带输送机，负责二盘区的煤炭运输；西回风大巷主要负责二盘区的回风。

2.1.2 回采巷道及切眼

本工作面采用两巷布置：2325 胶带进风顺槽与2107巷、西胶带大巷相连，供进风、运煤、供电、供水、供风、排水、行人等使用；2325轨道回风顺槽、2325运料横川与2107 巷、2108 巷相连，供运料、供液、供水、供风、回风、排水、行人等使用。回采巷道断面及支护形式如表1所示。

表1 巷道技术特征表

2.2 采煤工艺

采煤：MG250/600-WD 是一种具有较高切割深度的采煤器，其切割深度为0.6m。煤矿开采的内容包括：开采和放顶煤。

装煤：采区用螺杆式卷扬机将采煤段送入前方SGZ764/400 刮板式刮板式运输机，上煤段通过托架后的横梁式夹板式夹板式安装在SGZ630/400刮板式运输机上。采场采煤包括前部溜、拉后溜、卸煤等。

运煤：工作面前溜安装一部SGZ764/400 型刮板输送机，后溜安装一部SGZ630/400 型刮板输送机，2325胶带进风顺槽安装一部SZZ830/250 型转载机和两部DSJ100/80/160型带式输送机。

顶板支护：采用ZF6000/17/33、ZFG5800/18/33 型支架支护工作面的顶板进行了试验研究。采场顶板的支撑工作，以拉架为主[1]。

采空区处理：工作面采用全部垮落法处理采空区。拉架后，放顶线后顶板自行垮落、充填采空区。

2.2.1 回采工艺流程

2.2.2 主要工艺、操作方式

（1）割煤：

割煤方式：双向割煤（正台阶）。

进刀方式：用平头对向下切削，进刀深度不小于30m。

在采煤机上，切煤的速率不宜大于1.5m/min。

机头斜切进刀工序如下：

①在切穿前部煤墙后，对上下两个滚筒进行调整，再用回刀法将其上的煤梯级切下。采煤机沿着传送带的曲线切进了煤墙。

②在采煤机的两个转鼓均进入煤壁并全部截断深度为0.6m时，应停止拖动。然后，把输送带的弯道推进到煤墙上，从这里到机头的前方滑行成一条直线。

③调整式采煤机上下两个滚筒，后滚筒一边旋转一边下料，由上滚筒逐步上升到采空高度（2.7～2.9m），由采煤机反转拉出，直至前滚筒切穿煤墙为止。在切割完煤墙之后，对上下两个滚筒进行调整，使前滚筒逐步下降到底部，后滚筒逐步上升到采高区间（2.7～2.9m），切断机首上的煤级，再进行回切。

机尾斜切进刀工序如下：

①在切穿前部煤墙后，对上下两个滚筒进行调整，再用回刀法将其上的煤梯级切下。采煤机沿着传送带的曲线切进了煤墙。

②在采煤机的两个转鼓均进入煤壁并全部截断深度为0.6m时，应停止拖动。然后，把输送带的弯头推进到煤墙上，从这里到尾部的滑行是一条直线。

③对调式采煤机上下滚筒，前后滚筒一边旋转一边下，后面的滚筒逐步上升到采高（2.7～2.9m），由采煤机反转拉出，直至后滚筒切穿煤墙为止。在切割完煤墙之后，对上下两个滚筒进行调整，使后滚筒逐步下降到底部，而前滚筒则逐步上升到采高区间（2.7～2.9m），切断尾部的煤级，再进行回旋。

（2）移架。在割煤后，一般在离采煤机前部2～3 台进行卸架，当发生破顶时，先导机架或落后于前机架1～2 台进行机架的移位，操作模式为本机架，按次序追踪器进行移动，走位间距为0.6m。在搬运之前，将护帮板、侧护板、支架卸掉。

（3）推前部溜。滞后后滚筒10架，就能推动前面的滑行，依次进行推溜，推溜的距离为0.6m，推滑作业距离采煤器15m 以内。在推溜过程中，应确保前方滑能正确地进行，不得发生急剧的转弯，且弯道半径不得低于15m。

（4）放顶煤。在下煤前，应调整后滑装置，以便于后滑，并在后滑时，放煤板与后滑高度不低于300mm，前4架、后4架不放顶煤（在下一个周期内，通过牵引架上煤炭，进行下一轮的放煤）。

采煤机每割一刀煤，放煤一次，严禁两刀一放。

放煤顺序：采用单轮式连续、均匀的送煤方式。按顺序放煤，每个架子上的煤块要均匀地排出，在放煤的时候，如果有大的矸石，就把尾梁抬起来，把尾梁上的板子打出来。

（5）清煤。在前滑推完后，开始清除滑块和支座底部和支座之间（后立柱之前）的浮煤。在清理完煤层后，在2m2的工作面上，浮煤厚度不大于30mm。

（6）拉后部溜。拉后部溜滞后放顶煤不小于15m，，拉溜间距应为0.6m，弯道应在15m 以内，不得有任何急弯。

3 安全技术措施

3.1 割煤安全技术措施

（1）开机前，采煤机司机应按规定对煤壁、顶底板、支架、刮板输送机、采煤机电缆、水管、水压、水量、油压及油量进行全面检查，消除故障和隐患后，使用工作面本布罗连续打点5次，并喊话“准备启动采煤机”，发出开机信号。在确定工作台前方和后方5m 处没有人的情况下，才能开始工作。

（2）在采煤作业中，采煤机驾驶员必须先给水，然后再启动；停机前，先停机后停水，严禁无水、无喷雾启动。

（3）在切割煤炭时，采煤机驾驶员要脚踏在踏板上，用遥控装置进行作业，作业时需保持高度警惕，禁止在工作台前面滑块作业，防止被煤块撞到。在切割时，禁止在采煤机的转鼓前面5m以内的空间内有非工作人员经过。

（4）在切割煤炭过程中，采煤机驾驶员应时刻关注其各个部件的运转状况，如有任何不正常现象应立即停止工作，并进行检查和维修。在对煤矿设备的检查或维修过程中，采煤机应停机，断掉前一级的所有断路，将断电开关的把手拨至零点，并安排人员进行监护。切断绝缘电闸，卸下离合器，在需要进煤帮时，必须遵循操作规范。在更换锯片时，驾驶员的身体应距离滚筒至少0.3m。只有在维修工作完成后才能重新启动。

（5）采煤机驾驶员应该和支架工加强合作，避免出现追机作业的情况，当两者的间隔过大时，采煤机应暂停停机作业。

（6）采煤机割煤时，超前前滚筒1～2 架，可将护帮板收回，一位驾驶员应检查支架护板有无回收，前轮禁止切割前梁、护板。另外一位驾驶员负责观察末端和后方的滚筒，当开采机械在顶部处于良好状态时，可以将前面的3个支架的保护面板预先回收。

（7）二位驾驶员应密切合作，禁止单独驾驶。要把手提的瓦斯检测器带在身边，并且要时刻“开机”。

（8）在开采过程中，当煤矿工人经过破碎区的时候，要减速，一旦出现不正常现象，就应及时停车。

（9）当切到机头和机尾5m 处时，减速至1.5m/min以下，慢慢推进，等剪出了锚索，再返回停止。在采取了进煤工作面施工的方法后，用人工将锚杆拔起，接着由采煤器慢慢切开煤层。

3.2 移架安全技术措施

（1）工作面所有支架必须达到完好标准，严格按照规程要求操作支架。

（2）移架前，支架前和架间无浮煤、浮矸等杂物；移架时，移架速度均匀；移架后，支架初撑力不低于25.2MPa，移架步距与工作面截深一致，顶梁与顶板接触严密，不咬架，且各组支架排成一条直线。加强液压支架的日常检修与维护，保持液压支架完好。

（3）机组割煤后，应及时移架，移架步距一般与截割深度一致。支架工必须站在本架踏板上操作。支架操作人员站在支架安全通道内操作，同时观察动作部位情况，移架过程中严禁非操作人员在所移支架周围（相邻两侧各2架）行走、站立和作业。操作支架前，要先熟悉各操作手把功能。

（4）机组割煤时，可超前采煤机前滚筒3 个支架收护帮板，滞后采煤机前滚筒2～3 个支架距离进行移架。工作面顶板破碎时，应追机操作支架，超前采煤机前滚筒1～2个支架收护帮板，滞后采煤机前滚筒1～2个支架距离进行移架。

（5）移架前，支架工先将侧护板、护帮板收回，并对支架进行卸载。移动机架时，机座的上梁处应保持50～200mm 的间距。在发生破裂的情况下，可以在合适的压力下移架。

（6）移动架时，支架工人应留意架间本布置电缆、照明电缆、架间液管等。当发生移动时，应及时进行调节，防止挤压、挂伤，并应留意滚动筒体，防止抛出的碳块伤人。支架顶梁接顶后，持续供液3～5s，初撑力达到规定值后，前柱压力表读数不低于25.2MPa，打出护帮板。

（7）移架后，支架间间隙不大于100mm；支架直线度误差不超过±50mm；支架中心距误差不大于100mm；支架接顶严实，顶梁平整，最大仰（俯）角不超过7°；支架不挤、不咬，相邻支架错差不超过侧护板高的2/3；端面距不超过340mm。移架结束后将操作手把打在零位。局部需超前移架时，必须保证支架分段呈直线。支撑柱的活柱伸长应在200～750mm之间；如果不能，应调节延长部分。

（8）当架间距大于100mm 小于300mm 时，采取支架顶梁上木板的措施避免架间漏矸；在框架距离超过300mm 时，应进行搭棚，确保一梁二桩，并采用安全的防倒法。机头、机尾各5个架属端头维护区域采取铺网措施。

（9）当采场片帮或顶板受力较大时，应立即拉动提前架，并在切割时跟随前面的滚筒进行带压卸架。

（10）在安装支架之前，支架工人应关闭阀门，拧下把手，等压力解除后再进行支架的修复。

3.3 推拉溜安全技术措施

（1）推拉溜工作由支架工负责进行。推溜、拉溜手把打在供液位置一次最多不超过10个架。

（2）推拉溜必须在溜子运转的时候进行，并严格按照顺序跟踪，从一头到另一头，不得随意分割，也不能从由两端到中间。

（3）在推进前方滑行时，若有台阶、矸石等阻碍，无法推动溜子，则由采煤机驾驶员回刀削平，以利于推溜。

（4）在推滑段的过程中，不得在推溜段的托架和缆线槽之间存在人员，以防推溜框架挤压伤人。

（5）在拉出滑轮时，要特别留意插板的定位，以防卡盘卡住后面的滑链子和刮板，扯掉链条，引起意外。

3.4 放顶煤安全技术措施

（1）非放煤工严禁放煤。

（2）在下煤过程中，采煤者应站立在工作台上。在放煤之前，放煤员要仔细地查看后滑和插板、尾梁和滑块的位置，如果有问题，要立即进行处置，在确定了符合要求之后，才能进行放煤。

（3）在卸煤过程中，将支架插入物拉出，使尾部的横杆向下倾斜，在发现有大量煤矸石的情况下，采煤员立即将支撑杆的尾部抬起；如有大块炭渣无法排出，则要多次提升支撑杆的尾部，挤压出大块炭块，以确保上煤层的干净，不能在没有清理完的情况下，将后面的滑块拉回来。

（4）在上煤过程中，下煤口和后滑的距离不得低于300mm，要合理地控制放煤的速率，以免煤量太大而造成后滑。

（5）在放煤过程中，放煤者应注意在后面避免出现溜煤的情况。如遇大块状煤矸石难以通行，应立即关闭电源，打开闭锁装置，关闭10m 以内的安全把手，并派人照管，后滑开关上悬挂断电标志，并由专门人员守护，进井后采用大锤子或镐头打碎大块煤矸石，避免拖拽后溜绳或破坏横杆及板千斤、管路。

（6）放煤降尾梁时，必须要慢慢地进行，以免拖曳后的大链条滑脱。

（7）工作面前面和后面各4 架均不采取放煤操作。当出现复杂构造的情况，可以对架数进行适当的增加。

3.5 清煤安全技术措施

（1）在清煤过程中，清煤员应留意四周的顶帮状况，确保有没有打孔。在确定没有任何安全隐患之前，不能进行操作。

（2）在清理煤炭时，应面向尾部，并时刻留意前面滑出的大块木炭和杂物，以防受伤。

（3）清煤时，在10 架范围以内的区域，不适合进行移架等作业。

（4）遇到大块的煤矸石不能处理时，要用大锤子把它打碎，然后才能清除。

4 结束语

晋能控股装备制造集团赵庄二号井2325综放工作面应用这些安全高效回采措施后，降低了回采成本，提高了生产效率，实现了安全高效回采，该研究可为类似工况下的综放工作面安全高效回采提供参考。