淺析復(fù)雜地質(zhì)條件下薄煤層綜機(jī)開(kāi)采創(chuàng)新技術(shù)

1、淺析復(fù)雜地質(zhì)條件下薄煤層綜機(jī)開(kāi)采創(chuàng)新技術(shù) 摘 要: 淺析薄煤層不規(guī)則工作面設(shè)計(jì)布局、生產(chǎn)組織程序、調(diào)采技術(shù)工藝。 關(guān)鍵詞:對(duì)拉；旋轉(zhuǎn)；調(diào)采；薄煤層 中圖分類(lèi)號(hào)：f407.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)： 淮北礦區(qū)薄煤層也比較多，地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層多，煤層厚度變化大，工作面布置常常受斷層、礦井邊界、火成巖侵人、沖刷帶等影響，為減少巷道掘進(jìn)工作量，減少資源丟失，緩解回采工作面接續(xù)緊張的被動(dòng)局面，擴(kuò)大薄煤層回采工作面的生產(chǎn)能力，在巷道布置、開(kāi)采機(jī)械、采煤方法、回采工藝等開(kāi)采技術(shù)上我進(jìn)行了綜合創(chuàng)新研究。一是在布置正規(guī)回采工作面困難且儲(chǔ)量損失較大的情況下，將回采面布置成旋轉(zhuǎn)、刀把、對(duì)拉或不規(guī)則形；二是根據(jù)

2、煤層參數(shù)合理選擇綜采機(jī)械及支護(hù)設(shè)備，并采用采全高，嚴(yán)格跟頂跟底；三是加強(qiáng)邊角煤柱、斷層煤柱及巷道煤柱的回收力度；四是破除“綜采工作面矩形巷道布置”的傳統(tǒng)模式，將不同回采塊段組合成具有回采價(jià)值的不等長(zhǎng)面，并采用梯形對(duì)接技術(shù)、對(duì)拉技術(shù)，高檔面采用沿空留巷技術(shù)等，創(chuàng)新“薄煤層綜普采、旋轉(zhuǎn)、刀把、對(duì)拉工作面開(kāi)采技術(shù)”，取得了突破性進(jìn)展和成效。 一、不規(guī)則工作面設(shè)計(jì)布局 1、工作面地質(zhì)概況 某采區(qū)煤層為寬緩的單斜構(gòu)造形態(tài)，厚0.8-2.3m，平均1.56m，傾角8-13º，平均10º；地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，落差1.1-2.2m的斷層有10多條，靠外段含一層0.1-0.3m的炭質(zhì)泥巖夾矸。

3、偽頂由厚度為0.2-1.8m的灰白色、鈣質(zhì)膠結(jié)、具斜層理的砂質(zhì)泥巖組成，f=4；直接頂為厚度3.8m的砂質(zhì)頁(yè)巖，f=6-8；老頂由厚度為28m的灰白色、鈣質(zhì)膠結(jié)、具斜層理的中砂巖組成，f=8-10；直接底由灰黑色、泥質(zhì)膠結(jié)、局部含0.2m炭質(zhì)泥巖的砂質(zhì)泥巖組成，厚度2-4m，f=4；老底由20-28m淺灰色、致密堅(jiān)硬，成分為石英長(zhǎng)石、具水平層理的中細(xì)砂巖組成，f=6-8。工作面正常涌水量20m3/h，最大40m3/h。瓦斯涌出量較高。 2、采面布局設(shè)計(jì) 工作面由于受斷層的影響，布置了2個(gè)開(kāi)切眼：外開(kāi)切眼長(zhǎng)度為54m，里開(kāi)切眼長(zhǎng)度為24m，隨著工作面的推采，工作面長(zhǎng)度將達(dá)到105m。為緩解回采工

4、作面接續(xù)緊張的局面，取消高檔普采，擴(kuò)大薄煤層綜采的適應(yīng)性和生產(chǎn)能力，減少巷道掘進(jìn)工作量，減少資源丟失。破除深部開(kāi)采條件下“綜采工作面長(zhǎng)度界限及綜采工作面無(wú)法進(jìn)行對(duì)拉布置”的界限，將區(qū)內(nèi)的兩個(gè)綜采面合二為一，組合成了傾斜長(zhǎng)度達(dá)270m的薄煤層綜采面，并將一工作面開(kāi)切眼布置成傾斜型，進(jìn)行大角度調(diào)采、綜采和高檔普采聯(lián)合開(kāi)采，另一面布置成梯形并與前者進(jìn)行對(duì)拉。 3、設(shè)備選型配套 為充分利用現(xiàn)有設(shè)備，不增加投人，對(duì)現(xiàn)有采煤機(jī)、輸送機(jī)、液壓支架進(jìn)行生產(chǎn)能力核定和改造。針對(duì)該工作面煤層平均厚度1.65m的實(shí)際情況，對(duì)采煤機(jī)機(jī)身進(jìn)行改造，保證采高控制在1.65m以?xún)?nèi)；針對(duì)特殊條件下挑頂困難的情況，在保證端面距

5、符合要求的前提下適當(dāng)加長(zhǎng)了支架聯(lián)結(jié)銷(xiāo)，并對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行改造。巷道采用錨桿、錨笆和錨噴支護(hù)。 二、采面生產(chǎn)組織程序 自下而上145m安裝79架液壓支架，上部機(jī)尾10m利用單體支柱配合鉸接頂梁支護(hù)頂板，旋轉(zhuǎn)調(diào)采機(jī)尾53º；邊推采邊縮工作面輸送機(jī)尾及單體支柱、鉸接頂梁，直到工作面達(dá)到145m長(zhǎng)。兩面合二為一，提前將外開(kāi)切眼的液壓支架、工作面輸送機(jī)安裝好，待推采到另面外切眼時(shí)，進(jìn)行對(duì)接，合二為一。安裝工作面輸送機(jī)、液壓支架、采煤機(jī)，并提前將需要延伸的液壓支架、工作面輸送機(jī)槽等按一定的步距貼軌道巷下幫擺放好。機(jī)頭在離停采線10m左右時(shí)開(kāi)始調(diào)采機(jī)尾140m，工作面延長(zhǎng)的部分利用單體支柱配合lm鉸接

6、頂梁進(jìn)行支護(hù)；同樣另面機(jī)尾在離停采線10m左右時(shí)開(kāi)始調(diào)采機(jī)頭60m，工作面延長(zhǎng)的部分利用單體支柱配合lm鉸接頂梁進(jìn)行支護(hù)，然后工作面平行推進(jìn)，直到停采線。 三、調(diào)采技術(shù)工藝 1、調(diào)采工藝方式 工作面下山運(yùn)輸，機(jī)頭超前距離較大。為防止輸送機(jī)和液壓支架在推采過(guò)程中下滑，在安裝過(guò)程中，人為地將液壓支架和輸送機(jī)調(diào)采。調(diào)采比例的確定。合理地確定調(diào)采比例，對(duì)于保持工作面的工程質(zhì)量，順利達(dá)到調(diào)采目的是一個(gè)重要因素。依據(jù)調(diào)采公式選取調(diào)采比例：b=lk/d=1200.75/15=6,其中l(wèi)為工作面長(zhǎng)；d為相距兩次拉茬點(diǎn)的距離；k為頂板完整系數(shù)，頂板完整無(wú)變化取1，頂板變化越多系數(shù)越小。在此，工作面調(diào)采初期比例為

7、1:6，即工作面上端頭每推進(jìn)lm，下端頭推進(jìn)6m，而推采后期隨工作面長(zhǎng)度的縮短調(diào)采比例縮小為1:3。以此為據(jù)，在工作面上端頭推采至距施工道40m的位置時(shí)，即開(kāi)始了該工作面的調(diào)采工作。工作面直線推進(jìn)。采面的直線性是決定工作面工程質(zhì)量的優(yōu)劣和安全生產(chǎn)的重要因素，這在高檔工作面調(diào)采期間尤為重要，能否保持工作面的直線性，直接影響到調(diào)采工作面的成功與否。在此，工作面在調(diào)采期間必須硐硐拉線整修，拉線位置應(yīng)選在接茬處下方15m較為適宜。如距接茬處較近，則易導(dǎo)致工作面接茬處刮板輸送機(jī)彎曲度過(guò)大而影響工作面運(yùn)輸，如較遠(yuǎn)則會(huì)造成此處改棚量過(guò)多，不利于工作面頂板管理。合理確定拉茬位置和壓茬方式。接茬位置的確定，應(yīng)選

8、在頂板完整無(wú)變化地點(diǎn)，不得在斷層破碎帶或壓力集中地帶拔茬隨檔。為避免在工作面同一地點(diǎn)連續(xù)兩次調(diào)整支架，即前后兩次在接茬處不得在同一段工作面內(nèi)重復(fù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可確定工作面前后相鄰兩次接茬位置相距不得低于15m，且必須處于頂板完整，支護(hù)正規(guī)的安全地點(diǎn)；接茬方式的選擇。采取大茬壓小茬的方式，先從工作面下端頭開(kāi)始，工作面每向前推采一硐，將接茬位置上移一次，直至工作面上端頭，拉線取直工作面刮板輸送機(jī)后，再重新從工作面下端頭開(kāi)始向上進(jìn)行第2次循環(huán)的調(diào)采工作。如此循環(huán)反復(fù)，直至調(diào)采結(jié)束。 2、調(diào)采頂板支護(hù) 影響調(diào)采工作成功與否的另外一個(gè)重要因素，主要取決于對(duì)隨茬處的頂板支護(hù)管理。隨茬處的工作面刮板輸送機(jī)

9、前移寬度不均勻，這在采用單體支柱配鉸接頂梁正懸臂支護(hù)的工作面，極易出現(xiàn)支柱支設(shè)不正規(guī)，頂梁出現(xiàn)倒懸臂而造成面前空頂距離增加，從而誘發(fā)面前局部冒頂?shù)目赡?，這給工作現(xiàn)場(chǎng)留下安全生產(chǎn)的隱患。因此，對(duì)隨茬處的頂板支護(hù)管理，主要采取以下幾種措施：工作面刮板輸送機(jī)前移超過(guò)0.3m時(shí)必須及時(shí)支護(hù)，以防此處空頂面積過(guò)大，造成事故。鉸接頂梁出現(xiàn)等懸臂或倒懸臂時(shí)，必須在緊貼原棚位置上方重新獨(dú)立支設(shè)一梁一柱，并在此基礎(chǔ)上向采空區(qū)側(cè)倒掛梁，支設(shè)一柱與原棚并列使用。采空區(qū)回柱時(shí)與原棚一并回出。隨茬處改棚寬度超過(guò)4m時(shí)，必須在工作面人行道往采空區(qū)切頂線上每4m保留寬度為0.6m的安全出口，保障回柱人員安全。 3、調(diào)采過(guò)程支護(hù) 調(diào)采過(guò)程中工作面鉸接頂梁始終垂直于煤壁，需要在工作面新一排支柱支設(shè)過(guò)程中及時(shí)調(diào)整頂梁的角度。調(diào)采過(guò)程中始終在工作面軌道巷內(nèi)準(zhǔn)備一定數(shù)量的單體支柱和鉸接頂梁，以滿(mǎn)足工作面上、下端頭和隨茬處添棚的需要。工作面刮板輸送機(jī)上、下端在調(diào)采過(guò)程中及時(shí)縮、伸，以滿(mǎn)足工作面運(yùn)煤和行人的要求。在調(diào)采過(guò)程中及時(shí)撤除上、下兩巷超前維護(hù)，保持其滯后工作面切頂線不超過(guò)lm距離。 四、結(jié)語(yǔ) 該薄煤層工作面通過(guò)采