李建兵

（沁和能源集團(tuán)有限公司 生產(chǎn)部，山西 晉城 048205）

煤礦開(kāi)采中，因受地質(zhì)構(gòu)造和井界等條件限制，常將工作面布置呈不規(guī)則形狀，常面臨大量的邊角煤回收問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)有限資源的經(jīng)濟(jì)效益最大化，本文根據(jù)沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦3210工作面回采的工程實(shí)際，探討工作面三角煤回收技術(shù)及其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1 礦井工作面概況

永安煤礦1956年投產(chǎn)，位于沁水縣嘉峰鎮(zhèn)西南10 km處的永安村附近，批準(zhǔn)開(kāi)采3號(hào)、15號(hào)煤層，現(xiàn)主采煤層為沁水煤田山西組3號(hào)煤層，平均厚度6.36m，井田面積3.8587km2，核定生產(chǎn)能力60t/a。采煤方法為分層高檔普采，工作面采用MG160/375-WD型無(wú)鏈電牽引雙滾筒采煤機(jī)落煤，選用ZH2600/16/24Z型整體組合支架支護(hù)；掘進(jìn)工作面采用爆破落煤，使用鋼梁、錨網(wǎng)索支護(hù)。

圖1 3210工作面巷道布置示意圖

3210（下分層）工作面布置見(jiàn)圖1，位于3208工作面采空區(qū)西側(cè)，其南面為井田邊界，北面為材料下山、皮帶下山、回風(fēng)下山，標(biāo)高410～425 m，采用走向長(zhǎng)壁后退式機(jī)械化采煤法，全部垮落法管理頂板。工作面長(zhǎng)105 m，平均走向長(zhǎng)546m（運(yùn)輸順槽360m、回風(fēng)順槽495m）。工作面使用ZH2600/16/24Z型整體組合頂梁和配套端頭支架支護(hù)，采用MG160/375-WD型電牽引雙滾筒采煤機(jī)割煤，配用SGB630/150型可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤。順槽安裝一部SGB620/40T型轉(zhuǎn)載刮板輸送機(jī)和一部SJ-40P型膠帶輸送機(jī)運(yùn)至主運(yùn)輸大巷皮帶。工作面停采線與工作面順槽走向呈40°夾角，3210工作面進(jìn)、回風(fēng)巷回采至保安煤柱停采線時(shí)不能同步，回風(fēng)順槽巷與運(yùn)輸順槽相差135m，三角煤區(qū)儲(chǔ)量42808t。

2 三角煤回采方案的比較

1）工作面的調(diào)斜回采方案。按原巷道布置系統(tǒng)，回收工作面的三角煤較困難。若用加大工作面長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)斜推進(jìn)方式，則無(wú)法選擇平行推進(jìn)改為調(diào)斜推進(jìn)的具體位置。隨著工作面的不斷加長(zhǎng)，機(jī)頭機(jī)尾進(jìn)度不一致，難以保證工作面平直，不能夠采用全部垮落法控制頂板；工作面調(diào)斜推進(jìn)會(huì)造成支架前端無(wú)支護(hù)面積增大，機(jī)道上方漏頂幾率增加；同時(shí)還要不斷增加刮板運(yùn)輸機(jī)中間槽等（當(dāng)工作面采長(zhǎng)達(dá)到最大值165m時(shí)，需增加刮板運(yùn)輸機(jī)中間槽42節(jié)）。采煤機(jī)滾筒割不到的煤壁，還要采用打眼爆破方式落煤和人工裝煤方式處理。前部SGB630/150型刮板輸送機(jī)運(yùn)輸負(fù)荷變大；采煤機(jī)割煤速度將要減慢，安全管理難度增大。

2）工作面的隨采隨撤回采方案。見(jiàn)圖1，采用新掘一條（93.5 m和112m兩段）運(yùn)輸順槽方式，它與采煤工作面和3210回風(fēng)順槽形成生產(chǎn)系統(tǒng)（三角煤區(qū)域內(nèi)，原3210運(yùn)輸順槽密閉），工作面平行推進(jìn)。采長(zhǎng)隨工作面推進(jìn)而縮短，實(shí)現(xiàn)工作面隨采隨撤的生產(chǎn)過(guò)程。①93.5m段運(yùn)輸順槽：從皮帶下山內(nèi)距2號(hào)聯(lián)絡(luò)巷往上25m處左幫以真方位179°6′55″沿底板掘進(jìn)93.5m，巷道采用礦用12號(hào)工字鋼棚鋪金屬網(wǎng)0.9m一架支護(hù)（過(guò)材料下山段采用粗料石半圓拱砌碹支護(hù)）。②112 m段運(yùn)輸順槽：從3210運(yùn)輸順槽內(nèi)距皮帶下山131 m上幫垂直順槽掘進(jìn)5 m，再以真方位70°30′37″沿底板上行掘進(jìn)約112m，至93.5m段運(yùn)輸順槽貫通后停掘。巷道采用液壓柱配Π 型鋼梁鋪金屬頂網(wǎng)0.6m一架支護(hù)。新掘運(yùn)輸順槽增加掘進(jìn)煤量2050t。

3 隨采隨撤回采方案的實(shí)施效果

采用隨采隨撤方案，可有效確保工作面“三直兩平”，上下出口暢通,保持了工作面和兩順槽的支護(hù)質(zhì)量及切頂效果，確保工作面采空區(qū)頂板充分垮落，減小工作面前方煤體的集中支承壓力。

1）生產(chǎn)安排方面。工作面采用“三八”作業(yè)制度，分為2個(gè)生產(chǎn)班和1個(gè)檢修班，每班作業(yè)8h，每天生產(chǎn)16 h，檢修8h。工作面切眼縮短后，每天最少推進(jìn)3m，每天回撤2架支架和2節(jié)溜槽，由生產(chǎn)班的最后一個(gè)班負(fù)責(zé)回撤撤除溜槽，檢修班負(fù)責(zé)撤出支架和溜槽，并運(yùn)往安全地帶。次日接班后進(jìn)行正常安全生產(chǎn)，重復(fù)下一循環(huán)。

2）頂板控制與端頭支護(hù)管理方面。新掘輔助巷貫透后，調(diào)度室安排工作面供電設(shè)備搬移和巷道加固支護(hù)工作。末采期間壓力大時(shí)，要在支架下增打液壓柱加強(qiáng)支護(hù)。提高支架的切頂支護(hù)效果和兩順槽的切頂支護(hù)質(zhì)量,確保工作面采空區(qū)頂板充分垮落,減小工作面前方煤體的集中支承壓力。切眼縮短后，全部用中間支架支護(hù)，工作面運(yùn)輸順槽與中間支架銜接處，采用單體液壓柱配π型鋼梁邁步支護(hù)、及時(shí)控頂；端頭對(duì)梁間距不大于60 cm，每根單梁之間的間距20cm（中至中），采煤隊(duì)根據(jù)拆架后空檔寬度按規(guī)定增減鋼梁。

3）支架回撤方面。當(dāng)工作面回采至能回撤支架時(shí)，停止一切與回撤支架無(wú)關(guān)的工作，進(jìn)行回撤，并要嚴(yán)格按照安裝支架的相反程序進(jìn)行撤除，嚴(yán)禁簡(jiǎn)化撤除程序，撤除的支架要及時(shí)運(yùn)出，不得堵塞安全出口、影響通風(fēng)和行人。工作面支架拆除之前,要把采煤機(jī)放在機(jī)尾段不影響撤出支架的安全地段，還要嚴(yán)格控制好工作面采高，加固刮板輸送機(jī)防止下滑,并對(duì)回撤支架上下段、工作面下出口、順槽超前支護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)，確保拆、運(yùn)支架安全?；爻分Ъ苤螅⒓锤鶕?jù)回撤寬度采用單體液壓柱配π 型鋼梁邁步支護(hù)及時(shí)控頂，間距不大于60cm，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

4）頂板來(lái)壓期間及末采期間的注意事項(xiàng)。頂板來(lái)壓期間，上下順槽端頭工要密切注意頂、幫情況，發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)匯報(bào)進(jìn)行處理；并按觀察結(jié)果增加超前支護(hù)長(zhǎng)度和密度，以防來(lái)壓過(guò)猛，摧跨兩巷支護(hù)。邊撤邊采方案實(shí)施之前，應(yīng)提前加固維護(hù)3210原運(yùn)輸順槽巷道支護(hù)；待三角煤回采結(jié)束后，最后回撤此巷內(nèi)鋼支護(hù)材料(在回撤該巷道支護(hù)前，應(yīng)在巷道口處安裝風(fēng)機(jī)，向巷道內(nèi)供風(fēng))。當(dāng)工作面推進(jìn)至距設(shè)計(jì)停采線的最后十個(gè)循環(huán)時(shí)，工作面全部要鋪金屬菱形頂網(wǎng)；網(wǎng)和網(wǎng)之間采用10號(hào)鐵絲搭接10cm，環(huán)環(huán)相連，一扣三扭。

4 結(jié)束語(yǔ)

工作面調(diào)斜回采與工作面隨采隨撤回采的效果對(duì)比采用調(diào)斜推進(jìn)方案，采出42808t煤量，能有3210.6萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益，但要增加投資290.2萬(wàn)元，回撤支架需增加人工費(fèi)5.04萬(wàn)元。采用隨采隨撤方案，采出44858 t煤量，產(chǎn)生3364.5萬(wàn)元經(jīng)濟(jì)效益，不需要增加設(shè)備投資，回撤支架僅需人工費(fèi)1.4萬(wàn)元。因此采用隨采隨撤采煤方法，增加了447.8萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省搬家時(shí)間13d，有效提高安全管理效率。這種回采方法為同類(lèi)型工作面的生產(chǎn)設(shè)備回撤積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，這種技術(shù)可在類(lèi)似開(kāi)采條件下推廣應(yīng)用。