洪光輝 曹興懂

摘要：對(duì)于大莊礦來(lái)說(shuō)，通過(guò)創(chuàng)新開(kāi)采工藝，減少了工作面跳眼搬家及煤柱損失，解決收尾礦井大巷煤柱工作面兩巷布置不規(guī)則、頻繁拆安支架，降低回采成本、提高工效，對(duì)大莊礦收尾期間的安全、穩(wěn)定發(fā)展有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，并且取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：回采技術(shù) 工作面 創(chuàng)新

1 概述

大莊礦經(jīng)過(guò)30多年的強(qiáng)力開(kāi)采和周邊小煤窯濫采亂挖，資源已日趨枯竭，采場(chǎng)逐步萎縮，截止2010年末剩余工業(yè)儲(chǔ)量269萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量70余萬(wàn)噸，屬政策性破產(chǎn)礦井，目前已步入礦井收尾階段，現(xiàn)主要回采己三采區(qū)大巷煤柱。

大莊礦屬政策性破產(chǎn)礦井，已步入收尾階段，現(xiàn)主要回采己三采區(qū)大巷煤柱。大莊礦于2009年5月份成功上馬懸移液壓支架以來(lái)積累了寶貴的回采經(jīng)驗(yàn)，但如何發(fā)揮使用好ZH1600/16/24ZL型整體頂梁組合懸移液壓支架小巧靈活、整體穩(wěn)定性好、便于操作、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，采用大幅度旋轉(zhuǎn)回采工藝，減少了工作面跳眼搬家及煤柱損失，解決收尾礦井大巷煤柱工作面兩巷布置不規(guī)則、頻繁拆安支架，降低回采成本、提高工效，對(duì)大莊礦收尾期間的安全、穩(wěn)定發(fā)展有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，也為集團(tuán)公司進(jìn)一步推廣使用好ZH1600/16/24ZL型整體頂梁組合懸移液壓支架提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)與依據(jù)，這也是我們立項(xiàng)的初衷。

2 提出問(wèn)題

大莊礦屬政策性破產(chǎn)礦井，已步入礦井收尾階段，現(xiàn)主要回采己三采區(qū)大巷煤柱。大莊礦于2009年5月份成功上馬懸移液壓支架以來(lái)積累了寶貴的回采經(jīng)驗(yàn)，但如何發(fā)揮使用好ZH1600/16/24ZL型整體頂梁組合懸移液壓支架小巧靈活、整體穩(wěn)定性好、便于操作、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，采用大幅度旋轉(zhuǎn)回采工藝，解決收尾礦井大巷煤柱工作面兩巷布置不規(guī)則、頻繁拆安支架，降低回采成本、提高工效，對(duì)大莊礦收尾期間的安全、穩(wěn)定發(fā)展有著十分重

要的現(xiàn)實(shí)意義，也為集團(tuán)公司進(jìn)一步推廣使用好ZH1600/

16/24ZL型整體頂梁組合懸移液壓支架提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)與依據(jù)，這也是立項(xiàng)的初衷。

3 優(yōu)化回采方案

①方案一：工作面推進(jìn)至機(jī)巷一部皮帶機(jī)尾20m時(shí)停產(chǎn)，將工作面230組懸移支架全部回收，留設(shè)20m煤柱，在一部皮帶機(jī)尾重新掘230m巷道作為工作面機(jī)巷，原工作面東風(fēng)巷作為新切眼安裝60組懸移液壓支架回采。

②方案二：根據(jù)工作面機(jī)、風(fēng)兩巷布置情況，工作面推進(jìn)至己三煤柱Ⅲ采煤工作面機(jī)巷一部皮帶機(jī)尾時(shí)停產(chǎn)，將原工作面230組懸移支架拆除沿空留巷跳眼搬家，原工作面東風(fēng)巷作為新切眼安裝60組懸移液壓支架回采。

③方案三：選用扇形工作面旋轉(zhuǎn)90°回采，即工作面沿空留巷替換170支架時(shí)，預(yù)留東面機(jī)尾60組懸移液壓支架作為扇形工作面旋轉(zhuǎn)回采。

④可行性研究：方案一：工作面重新布置，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)。缺點(diǎn)是重新掘230m巷道任務(wù)量大，采掘接替出現(xiàn)緊張，煤柱損失資源量將近1.4噸。方案二：解決了工作面回采至一部皮帶機(jī)尾時(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)整問(wèn)題，工作面跳眼搬家調(diào)向?qū)崿F(xiàn)正規(guī)循環(huán)回采；缺點(diǎn)是沿空留巷替換懸移支架230組、需安裝懸移支架60組，投入人力物力大，停產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，不利于工作面采空區(qū)防自燃工作，與方案三比較工作面多停采17個(gè)生產(chǎn)班次，采掘接替出現(xiàn)緊張。方案三：減少沿空留巷替換懸移支架60架、安裝支架60架次、合計(jì)120架次，減少了人力物力投入、縮短了停產(chǎn)時(shí)間、保證了采掘接替；但缺點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)回采工藝復(fù)雜，懸移支架工作面扇形旋轉(zhuǎn)90°回采在集團(tuán)公司和全國(guó)來(lái)說(shuō)屬頭一次，沿空留巷不利于工作面采空區(qū)防自燃工作，安全和技術(shù)管理難度大。

⑤方案的確定：經(jīng)課題攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組對(duì)以上三種方案論證對(duì)比，結(jié)合大莊礦近3年來(lái)懸移支架回采經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為“沿空留巷、工作面扇形旋轉(zhuǎn)90°回采”方案不論從經(jīng)濟(jì)角度還是從安全管理角度都優(yōu)于原方案，而且大幅度旋轉(zhuǎn)回采可為懸移支架的進(jìn)一步推過(guò)積累寶貴的回采經(jīng)驗(yàn)。

4 己三煤柱Ⅲ采煤工作面概況（附圖）

己三煤柱Ⅲ采煤工作面位于二水平己三采區(qū)大巷煤柱，對(duì)拉工作面布置。地面標(biāo)高+210～+220m，工作面標(biāo)高-104～-133m，工作面走向長(zhǎng)400m，工作面傾斜長(zhǎng)60～230m，回采面積45000m2，該工作面推進(jìn)方向橫跨己四采區(qū)皮帶大巷、軌道大巷及己四總回風(fēng)巷，24022風(fēng)巷、24021風(fēng)巷、24031風(fēng)聯(lián)巷和24002風(fēng)巷7條老巷，南、東、西側(cè)均為本礦采空區(qū)，屬“孤島”工作面。該采面內(nèi)有兩條斷層和一陷落柱對(duì)回采有一定影響。

5 回采過(guò)程中問(wèn)題評(píng)估和初步對(duì)策研究

5.1 大巷“孤島”煤柱工作面（對(duì)拉工作面）回采，三面采空，老巷多且處于不同層位，機(jī)、風(fēng)兩巷壓力大、應(yīng)力集中，尤其是雙機(jī)頭控頂面積大，受己四總回風(fēng)巷（位于采面上部）和己四皮帶巷（位于采面下部）疊加應(yīng)力影響，造成雙機(jī)頭控頂區(qū)壓力明顯。

5.2 針對(duì)大巷煤柱兩巷壓力大，動(dòng)壓影響范圍大（掘進(jìn)期間就表現(xiàn)明顯）提出對(duì)策：加大兩巷動(dòng)壓區(qū)維護(hù)工作，保持20m+10m單雙替棚，進(jìn)行超前替棚維護(hù)；兩巷替棚及加固使用的單體液壓支柱全部穿（300×200×70mm）柱鞋，防止支柱鉆底，增強(qiáng)支柱的支撐強(qiáng)度。

5.3 己三煤柱Ⅲ采煤工作面扇形旋轉(zhuǎn)回采是以機(jī)頭為中心，在旋轉(zhuǎn)回采中會(huì)遇到下半段（機(jī)頭）與上半段（機(jī)尾）推進(jìn)度不一致的現(xiàn)象，為解決這一問(wèn)題，我們?cè)跈C(jī)頭二脖5m段、機(jī)尾延長(zhǎng)段采用了單體柱配金屬鉸接梁棚子與懸移支架混合支護(hù)，有效解決了機(jī)頭與機(jī)尾步距不一致問(wèn)題。

5.4 在工作面旋轉(zhuǎn)回采過(guò)程中，若是對(duì)支架管理不善還會(huì)出現(xiàn)擠架、咬架現(xiàn)象。我們針對(duì)這一問(wèn)題，采用在回采過(guò)程中嚴(yán)格規(guī)范移架順序，即移架時(shí)從機(jī)頭方向第一組懸移支架開(kāi)始，多循環(huán)小步距移架作業(yè)，并用導(dǎo)鏈牽引第一組支架頂梁梁頭，調(diào)整煤墻側(cè)立柱角度，促使支架統(tǒng)一向機(jī)頭方向移動(dòng)，保證足夠的架間距。

5.5 當(dāng)扇形工作面旋轉(zhuǎn)回采至最大采長(zhǎng)時(shí)，我們面臨的是機(jī)尾三角區(qū)的安全管理。受采動(dòng)影響三角區(qū)應(yīng)力集中、壓力大，頂板管理困難。一是墊柱鞋、縮小棚距、加設(shè)戧棚或戧柱的方式增加支護(hù)能力；二是加強(qiáng)工程質(zhì)量管理力度，支柱迎山有力、初撐力達(dá)到作業(yè)規(guī)程要求，金屬鉸接頂梁梁頭抵緊煤壁；三是機(jī)尾上隅角超前放一排頂，減小控頂面積；四是根據(jù)機(jī)尾三角區(qū)煤壁松軟、易片邦的特點(diǎn)，提前將機(jī)尾三角區(qū)做透，頂梁直接至風(fēng)巷替棚，而后在保證通風(fēng)、行人的前提下將三角區(qū)老塘側(cè)支架進(jìn)行回收，減少三角區(qū)控頂面積；五是隨旋轉(zhuǎn)回采工作面將由短變長(zhǎng)，而后推過(guò)風(fēng)巷拐角后隨回采將逐步縮短，為便于延長(zhǎng)和縮短工作，延長(zhǎng)段采用單體柱配鉸接頂梁支護(hù)。

6 結(jié)論

6.1 經(jīng)濟(jì)效益。①避免了工作面搬家，實(shí)現(xiàn)了正規(guī)循環(huán)作業(yè)。創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益：1310.4萬(wàn)元。②新增利稅251.68萬(wàn)元。③增收節(jié)支總額=34.54萬(wàn)元。④創(chuàng)純經(jīng)濟(jì)效益=1310.4+34.54=1344.94

萬(wàn)元。

6.2 社會(huì)效益。①減少了機(jī)、風(fēng)兩巷布置不規(guī)則工作面頻繁搬家次數(shù)，減少了每噸成本投入，提高了回采效率和效益，實(shí)現(xiàn)了安全、高效生產(chǎn)。②為ZH1600/16/24ZL型整體頂梁組合懸移液壓支架旋轉(zhuǎn)回采提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)依據(jù)。③新工藝的使用，磨煉了職工隊(duì)伍，增強(qiáng)了干部職工學(xué)習(xí)、操作新工藝的積極性，提高了礦隊(duì)安全技術(shù)管理水平。

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