山西晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責任公司寺河煤礦 山西 晉城 048205

一、概況

W2302大采高綜采工作面，開采3#煤層，一次采全高，煤層底板標高+244～+274m，地面標高+665～+830m，工作面傾斜長度為295.3m(凈)，走向長度為904.23m(凈)，煤層平均厚度6.3m。根據(jù)地測部門預報，工作面在回采至620m左右時，將通過X4陷落柱。該陷落柱長軸92m，短軸38m，將對大采高工作面回采產(chǎn)生較大的影響。

從4月27日晚班開始，在61—69#架范圍揭露陷落柱出現(xiàn)全斷面矸，至5月20日早班，在81—84#架范圍消失，推進度608.6—666.8 m，共58.2m，累計推進25天，全斷面矸區(qū)內推進23天。

二、勞動組織

根據(jù)前期采取的系列調整措施，過陷落柱期間主要采用以下組織方案：早班保證矸區(qū)10臺YT-28型風鉆的施工，在矸區(qū)全區(qū)域放炮一次。布置上中下三排炮眼，呈三花眼布置，其中探頂眼、探底眼炮眼深度均為2.5m，中部炮眼1.5-2m，放一次炮，保證中午班在矸區(qū)兩個循環(huán)的正常推進。夜班保證工作面8臺鉆施工，炮眼深度為1.5m，在局部硬矸處打眼放炮，保證當班在矸區(qū)1-2次截深的推進。同時在出矸過程中，若煤壁掃下硬矸，則集中拉至30#支架前后進行爆破處理，堅持“多處打眼、減少爆破次數(shù)”的原則[1]。

三、過陷落柱期間主要影響

1.外圍主運系統(tǒng)影響。西主井大破碎機壞，更換大破碎機。5月15日12：00—5月16日8：00，共計影響21小時，期間工作面停產(chǎn)。

北膠及西膠皮帶停共計95次，合計影響時間：23.63小時。

2.機電事故影響。轉載機斷鏈共計3次，共計影響1173分，事故主要原因為轉載機拉矸出矸時在破碎機部位卡拌導致；機組右截割電機故障，影響145分，主要原因為長時間割矸，機身震動導致內部線纜磨損、絕緣套老化等原因；更換滾筒影響晚班228分，主要原因為過陷落柱割矸機頭側滾筒齒座短缺嚴重(缺損21個)；機組右牽引變頻器故障5月19日夜班發(fā)生，前后更換了兩次變頻器，更換了過線電纜，至5月21日，斷斷續(xù)續(xù)共計影響生產(chǎn)464分(除去期間單牽引割煤時間)。

3.可提升的空間

(1)在過陷落柱期間，4月28日、5月8日期間，早班放兩茬炮后，工溜因負荷大，無法起車，造成兩次壓溜事故，處理壓溜，平均每次影響時間2小時，造成出矸時間過長，對生產(chǎn)影響較大，反映出隊組在組織方面考量不足。

(2)在陷落柱后期范圍逐漸變小，打眼數(shù)量減少，早班打眼放炮組織有不緊湊的現(xiàn)象，從打眼放炮時間與數(shù)量上可以反映出來，本隊職工使用YT-28型風鉆不夠熟練，都是值得改進的方面，有提高效率的空間。

四、過陷落柱注漿情況統(tǒng)計

工作面在過陷落柱過程中，90-99#架范圍內注漿較多，根據(jù)X4陷落柱實測位置圖可得知，該區(qū)域處在陷落柱靠機尾側邊緣位置，根據(jù)陷落柱形成機理，陷落柱邊緣裂隙發(fā)育，在回采過程中，由于推進速度較慢，為了防止掉矸造成較大頂板事故，需及時采取注漿的方法對破碎煤體進行加固。

在回采過陷落柱過程中，共發(fā)生三次小范圍頂板掉矸現(xiàn)象，分別為4月27日76—84#架、5月2日125—127#架、5月7日93—99#架。主要采取的措施為打戧柱維護、煤幫注漿。

五、陷落柱位置及范圍

(1)陷落柱從機尾進度621.2m時揭露，至機尾進度666.8m時消失，共計影響推進方向45.6m。

(2)陷落柱從機頭進度623.6m時揭露，至機尾進度667.7m時消失，共計影響推進方向44.1m。

(3)工作面傾斜方向從45#架處揭露，最大影響范圍至92#架左右，約82.25m。

(4)工作面回采過程中，同步揭露最大影響范圍約64.75m，共37個架。

(5)陷落柱揭露前期4月28日-4月29日，全斷面矸前后過渡區(qū)均有頂矸，根據(jù)陷落柱形成機理，為陷落柱內側邊緣煤體彎曲沉降導致的。

(6)陷落柱在4月30日-5月18日回采過程中，陷落柱前后過渡區(qū)均有底矸，根據(jù)陷落柱形成機理，為陷落柱兩側過渡區(qū)相對于矸區(qū)底板較高導致的。因為陷落柱在前后左右四個方向沉陷是一致的，所有在工作面推出矸區(qū)后，需盡快向上調整底板，減少割矸量，提高截割速度，盡快找到正常煤體的底板。

六、過陷落柱機電材料消耗情況

(1)三機類：共消耗成本64.92萬元。三機類主要包括更換轉載機大鏈(25m×6根)10.56萬元，同時更換刮板、小架、接鏈環(huán)、防松螺母等43.57萬元，工溜擋煤板受放炮沖擊影響較大，處理花費0.7萬元，出矸大破碎機截齒磨損嚴重，共消耗170B型截齒700個，共消耗10.08萬元。

(2)支架類：共消耗成本5.23萬元。支架受放炮影響，使用堵頭替換平衡千斤油缸上壓力表，更換壞損的閥芯、消耗支架二級護幫板千斤4個，以及其它各類直通、三通、U型銷，共計5.23萬元。

(3)采煤機類：共消耗成本68.88萬元。過陷落柱更換機頭側滾筒1個，因為修復件，不計入備件消耗；截割矸體對滾筒截齒齒套消耗量大，共消耗滾筒截齒1000個，開幫截齒430個，齒套160個，共計消耗37.80萬元；截割矸體損壞柔性軸8個，大柔性軸9個，共計消耗12.14萬元；過矸區(qū)工溜上仰開采，對電纜節(jié)鏈磨損嚴重，共消耗節(jié)鏈240串，小計2.66萬元；受水質影響，機組冷卻水路堵塞嚴重，共計更換反沖洗過濾30個，小計3.15萬元；另機組震動嚴重，消耗滑靴襯套4個，隔離模塊(位置傳輸)1個，1級齒輪1個，小計12.13萬元。

(4)出矸系統(tǒng)配件：共消耗成本2.87萬元。主要包括315型開關配件，1m皮帶漲銷，3個本布羅擴音電話。

(5)工作面布Φ64mm高壓膠管一趟共消耗成本22.64萬元。其中，Φ64×20m管11根，Φ64×10m管21根，共長430m，造價19萬元；Φ64mm截止閥15個、連接頭、U形銷等共計3.65萬元。

七、存在的問題及建議

(一)超前準備

(1)在支架立柱及四連桿上方存放鉆桿，鉆桿中間孔容易進煤粉堵死，可在鉆孔口段穿上10#鐵絲段，可有效防止鉆桿損壞[2]。此次過陷落柱，嘗試將2.5m長鉆桿收納在捆在立柱前的鐵桶內，才高低的區(qū)域，在降架過程中鉆桿可能會被壓彎損壞，建議在工溜擋煤板上捆綁2.6m長6寸管制作的筒子，一端(上風側)使用鐵片焊死，另一端(下風側)做成合頁，利于鉆桿完好保存，同時方便存放或取出。

(2)建議過矸區(qū)前應備用破碎機錘體、電機減速器、轉載機及工溜機頭鏈輪，保證設備發(fā)生故障后能得到夠快速更換處理。

(3)YT-28型風動鉆機必須在使用地點常備68#機械油(考慮我礦目前常備的油品型號)，每次打眼前提前將油葫蘆加滿油，防止干打損壞鉆機。

(4)炮泥制造機固定鉆機的底座不合適，150型鉆機后端孔位與底座預留孔位無法契合，鉆機無法嚴實落到底座上，鉆機中心線與炮泥箱端轉子軸心不同步，鉆機在徑向存在應力，負荷大，且造成鉆機與炮泥箱連接處軸承磨損，損壞鉆機，且轉動力矩受到影響。

(5)兩順槽4寸壓風管路距離工作面距離不宜太遠，機頭在馬蹄爾外即可，機尾離工作面盡可能近，減少Φ64mm管的布設范圍，降低膠管損率。工作面吊掛時，盡量增加捆綁點，吊點間距離不宜過長，管下垂弧度不宜過大，防止拉架時擠管。

(二)系統(tǒng)保障

(1)此次小皮帶加密托輥使用鐵絲固定托管，在出矸過程中受力后不穩(wěn)固，建議出矸系統(tǒng)在安裝時，在中梁上補加焊點、固定點，用以固定加密托輥。

(2)出矸小皮帶機頭距離W23021巷有50m左右，出矸過程中，鏟車鏟矸距離相對加長，建議安裝皮帶機頭在距離W23021巷5m范圍左右，一是方便車輛掉頭，二是鏟矸距離縮短，提高效率。

(3)764大溜在5月16日出現(xiàn)一次壓溜事故，主要原因為崗位司機操作不當，矸量大時未及時閉鎖大皮帶，建議條件允許的條件下，盡量減小溜子長度，減少負荷。

(4)建議大破碎機錘體高度往大調整，減少過矸時對破碎機、轉載機刮板、鏈環(huán)的沖擊損傷。

(5)在放炮過程中，由于陷落柱巖性不統(tǒng)一，造成打眼成孔質量不高(鉆孔直線度差、有小碎矸填堵現(xiàn)象)，容易造成裝藥質量不高，放炮時炮眼打腔的現(xiàn)象，導致局部放炮效果不理想的情況[3]。

(6)西膠機頭落煤點螺旋溜槽、給煤機機頭簸箕等，容易受矸粉的影響，造成系統(tǒng)卡堵，建議在每次開空停機前，對該部分位置進行清理，避免矸粉堆積，同時必要時在出矸過程中使用長流水進行沖刷。

(7)若矸區(qū)面積較大，炮眼布置數(shù)量超過70個時，應根據(jù)工溜內落矸情況，每爆破一次后均應將工溜開空，防止造成壓溜事故。

(8)出矸過程中在30#架處看大塊人員必須安排有經(jīng)驗、負責人的老工人，大矸拉到機頭影響生產(chǎn)或損壞設備，主要原因是未在該處安排人員定崗或對矸石是否能通過大破碎機判斷不清，建議在該關鍵部位安排定崗人員，配合工溜司機，對拉過不能通過破碎機的大矸要對其進行考核。

(9)各班應在擋矸裝置處安排責任心強且有經(jīng)驗的老工人，在發(fā)現(xiàn)大矸闖過擋板不能有效擋矸時及時調整擋板高度，確保擋矸裝置有效可靠。此次過陷落柱時，便發(fā)生過兩起卡堵系統(tǒng)的現(xiàn)象，最長的一次影響主運系統(tǒng)長達5小時，擾亂了生產(chǎn)節(jié)奏。

(10)在下山回采過陷落柱時，應充分考慮工作面排水系統(tǒng)的排水能力，提前完善排水設備設施，保證積水能及時得到抽排。同時一方面要控制好矸區(qū)傾角、保證矸區(qū)不能滯后，防止擠架、倒架，加強工程質量監(jiān)管；另一方面準備充足的斜方木等材料，及時調架。

(三)打眼放炮、生產(chǎn)組織

(1)由于使用1.8m長氣腿，在施工底眼時，角度過大，不能保證炮眼的有效長度，建議YT-28型風鉆使用1.0m的短氣腿用于底眼的施工，減少底眼角度，進而保證底眼深度，來確保底眼爆破效果。

(2)在頂板煤幫矸體破碎區(qū)域，施工炮眼前，對敲幫問頂、架間護幫護頂工作執(zhí)行上不到位，建議嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度，使用長柄工具徹底清理已經(jīng)離層的矸塊及碎片，在架間采用面積更大的預測網(wǎng)(6m×5m)對架間及煤幫進行支護，保證人員作業(yè)安全。

(3)矸區(qū)采高普遍較大，過矸區(qū)出矸量大，設備磨損量大，過矸區(qū)時間長。

(4)在炮眼施工過程中，本隊職工操作YT-28型風鉆不熟練，打眼時間過長，甚至在打鉆過程中控制不好氣腿升降，存在安全風險，同時成孔質量差，拔不出鉆桿的情況時有發(fā)生。

(5)采煤機滾筒在過矸區(qū)截割時，存在局部底板硬矸造成滾筒截齒及齒套磨損嚴重的情況，最終不得已對滾筒進行更換[4]。建議在矸區(qū)施工炮眼期間，采取必要的護幫措施后對滾筒截齒及齒套及時進行更換，過機頭、機尾時再次檢查更換，減少截割部位的耗損。另外建議在適當?shù)奈恢?，備用采煤機滾筒(機頭側)，根據(jù)磨損情況，在工作面推進到位置后進行更換。

(6)在放炮過程中，中間一排炮眼深度應控制在1.5m左右，中眼深度2m以上時，煤幫中部拋出矸塊至支架行人通道，對支架EEP、閥組及架間管線形成較大沖擊損壞。

(7)此次炮眼裝藥均采用正向裝藥起爆，節(jié)數(shù)為一節(jié)，建議可嘗試施工3m深炮眼，采用雙雷管兩節(jié)正向裝藥(每三卷藥，正向安裝一發(fā)電雷管)，合理控制單次起爆孔數(shù)和藥量，保證不壓工溜。保證3-4次的推進度。

(8)在過陷落柱后期，發(fā)生一起因放炮崩裂支架頂梁護幫板限位鐵板，在生產(chǎn)過程中掉落，掉落后蹭到作業(yè)人員腳面的事故。綜采隊應該引起高度重視，尤其在頻繁爆破區(qū)域，要加強設備檢查檢修，確保安全。

(9)前期準備的方案考慮的為理想狀況下的情況，在后期生產(chǎn)過程中，動態(tài)進行數(shù)次調整，持續(xù)改進方法，以提高推進效率。