李遠清 張洪猛 張振賓

（陜西中太能源投資有限公司，陜西 榆林 719109）

目前關(guān)于綜采工作面頂板管理與生產(chǎn)組織的案例和經(jīng)驗較多，但是關(guān)于支架承載能力差狀況下綜采工作面頂板管理與生產(chǎn)組織模式的案例和經(jīng)驗較少，本文對陜西中太能源投資有限公司3302 工作面回采期間出現(xiàn)的問題和采取的應對措施進行介紹，希望能夠?qū)︻愃茥l件下的綜采工作面生產(chǎn)組織提供參考。

1 工作面概況

1.1 礦井概況及煤層頂?shù)装迩闆r

朱家峁井田位于陜西省榆林市橫山縣東北方向約20 km 處，行政區(qū)劃隸屬橫山縣波羅鎮(zhèn)、殿市鎮(zhèn)管轄。井田東西寬約10.0 km，南北長5.2～7.7 km，面積約62.21 km2，由陜西中太能源投資有限公司開發(fā)建設。

井田內(nèi)唯一可采煤層為早二迭系延安組的3 煤層，以亮煤為主，次為暗煤，屬半亮型煤，黑色、瀝青光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，厚度較穩(wěn)定，一般含夾矸1 層，夾矸為褐灰色粉砂巖。煤層內(nèi)生裂隙發(fā)育，黃鐵礦薄膜充填。由于受3#沖刷區(qū)的影響，煤層近西向微傾，傾向277°，平均傾角為0.6°，煤層厚度在2.7～3.2 m 之間，平均厚度為2.8 m，埋深相對較淺，煤層厚度由東南向西北增大，變化規(guī)律明顯，屬結(jié)構(gòu)簡單煤層。在本井田內(nèi)為一單斜構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層，煤層頂?shù)装逵幸欢ㄆ鸱瑢夭捎绊懖淮蟆?/p>

1.2 工作面概況

3302 工作面推進長度4200 m，傾向長度240 m，平均厚度2.8 m，采用走向長壁綜合機械化采煤法。該工作面布置兩條順槽，均沿煤層頂板布置，均采用頂板錨網(wǎng)支護方式，采用“一進一回”的通風方式，其中南順槽為進風，設移動變電站、乳化液泵站、高壓水泵等設備，北順槽為回風，承擔工作面煤炭運輸任務。

1.3 工作面設備配置情況

3302 工 作 面 布 置142 組 支 架， 其 中：中部液壓支架選用133 架ZY8600/15.5/32 型掩護式液壓支架，機頭側(cè)過渡支架選用3 架ZYG8600/15.5/32 型液壓支架，機尾側(cè)過渡支架選用3 架ZYG8600/15.5/32 型液壓支架；機頭側(cè)端頭支架選用1 架ZYT7200/17/32 型液壓支架和1架ZYT8600/15.5/32 型液壓支架，機尾側(cè)端頭支架選 用1 架ZYT8600/15.5/32 型 液 壓 支 架。3302 回風巷前2 組超前支架選用ZQL2×3400/18/35 型液壓支架，后1 組超前支架選用ZQL2×3400/18/32型液壓支架；3302 進風巷3 組超前支架均選用ZQL2×3400/22/32 型液壓支架。乳化液泵選用BRW400／31.5NB 型三臺，兩用一備，泵箱兩個；噴霧泵選用BPW400/12.5B 型兩臺，裝備兩泵一箱。裝備的礦壓監(jiān)測系統(tǒng)為KJ653 煤礦無線礦壓監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r、無線監(jiān)測綜采支架工作阻力等礦壓參數(shù)。

采煤機選用上海天地生產(chǎn)的MG650/1540-WD雙滾筒無鏈電牽引采煤機1 臺，工作面前部運輸機選用張家口生產(chǎn)的SGZ800/1050 型刮板運輸機一部，轉(zhuǎn)載機選用SZZ800/315 型中雙鏈箱體橋式轉(zhuǎn)載機，破碎機選用PCM200 錘式破碎機，3302 回風巷選用SSJ120/2×315 型膠帶輸送機2 部。

1.4 工作面采煤工藝

3302 工作面采用綜采一次采全高采煤工藝，工藝過程：割煤→移架→推溜。采煤機雙向割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，割煤高度2.7～3.2 m。工作面刮板運輸機將煤運到北順槽轉(zhuǎn)載機，再通過北順槽轉(zhuǎn)載機與皮帶將煤運出工作面。工作面支護正常時期采用追機移架的方式對頂板進行及時支護，當頂板破碎時采用超前移架方式進行支護，采用全部垮落法處理采空區(qū)頂板。

1.5 工作面地面相對位置和井下位置關(guān)系

3302 工作面地面相對位置位于馬三地與沙溝村之間，地表基本被第四系松散沉積物所覆蓋，較大溝谷中基巖零星出露。區(qū)內(nèi)有兩黃土梁峁，標高+1168 m、+1110 m，局部為河谷階地區(qū)。區(qū)內(nèi)地勢西部低，東部高，地形起伏較大，支離破碎，溝壑縱橫，屬于典型的溝谷、淺埋、厚風積沙地表。中部區(qū)域有一河流通過，河流兩側(cè)有村莊。

3302 工作面井下位置位于三盤區(qū)北翼，北鄰3301 工作面采空區(qū)，南鄰未采動的3303 工作面，3302 工作面進風巷與南側(cè)的3303 工作面進風巷之間留有25 m 保護煤柱，3302 工作面切眼沿礦井西部邊界保護煤柱布設。

1.6 工作面回采初期的生產(chǎn)組織方式

3302 工作面于2019 年1 月份開始回采，初期實行“三八”制作業(yè)形式，即每天兩個生產(chǎn)班采煤，一個檢修班檢修工作面設備，檢修班為早班。

2 回采過程中液壓支架出現(xiàn)的問題及應對措施

2.1 工作面回采過程中液壓支架出現(xiàn)的問題

3302 工作面使用的液壓支架為1303、1305 工作面回采完畢后經(jīng)修復后再投入使用的支架。該型支架在1303 工作面、1305 工作面立柱升起過程中，支架頂梁容易出現(xiàn)“后端翹起、前段低頭”的問題。為保證過機高度和支架頂梁平行于頂板，必須使用調(diào)平千斤頂強制將支架頂梁后端拉低。另外，該型支架在1303 工作面、1305 工作面回采過程中，曾先后多次出現(xiàn)局部支架被壓死的現(xiàn)象。1305 工作面回采完畢，該套支架升井維修時重點對支架的底座、立柱、操縱閥、膠管進行了維修和更換，大修完畢后裝備到3302 工作面。

在3302 工作面回采過程中，該型支架出現(xiàn)支架底座在立柱窩靠近老塘側(cè)位置出現(xiàn)豎向裂縫，隨著豎向裂縫的不斷由下向上發(fā)展，造成支架底座前部、后部翹起角度不斷增大。從側(cè)面看，支架底座呈現(xiàn)“V”型。此問題的出現(xiàn)，給3302 工作面正常推進帶來嚴重的困難，使現(xiàn)場安全程度嚴重降低。

2.2 采取的支架維修、加固、特護措施

為防止支架底座豎向裂縫進一步擴大，采取以下措施：

對工作面支架底座箱體兩側(cè)施工加強筋，先后選用焊接鋼板、焊接鏈條等方式。最終焊接鏈條這一方式有效阻止了支架底座豎向斷裂的進一步擴大。

對損壞嚴重的支架，在其頂梁距立柱300 mm處、支架推溜連桿前段后方100 mm 處分別焊接千斤頂連接座，兩連接座之間安設千斤頂輔助支架立柱對頂梁進行支撐。

對工作面支架承載壓力進行限制，對于損壞嚴重的支架，及時關(guān)注其壓力變化，對承受較大工作阻力的支架及時進行卸壓。

2.3 工作面回采中后期采取的生產(chǎn)組織方式措施

因3302 工作面支架健康狀況不斷變差，如按照正常的時間段進行生產(chǎn)組織，若頂板周期來壓期間早班進行檢修，會導致煤層頂板在工作面煤壁處出現(xiàn)大范圍切頂，煤壁片幫嚴重，給工作面刮板輸送機檢修、煤機檢修帶來嚴重的安全風險。且因為工作面支架承載能力差，在來壓期間，支架立柱安全閥不斷卸載，立柱行程不斷減少，導致支架頂梁前端不斷降低，出現(xiàn)200～800 mm 等不同程度的下降。

以上問題的出現(xiàn)，在檢修完畢下一班組生產(chǎn)時，因頂板破碎、支架頂梁低，導致煤機過機空間小、割煤速度慢、工作面頂板掉落大塊矸石多，容易出現(xiàn)漏煤眼堵眼，導致整個煤流系統(tǒng)頻繁帶載停機，工作面設備頻繁開停。

為徹底解決這一問題，在3302 工作面回采的中后期，創(chuàng)新性提出了“有壓檢修，無壓生產(chǎn)”的組織方式，即根據(jù)礦壓觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場壓力顯現(xiàn)情況，動態(tài)調(diào)整當日檢修時間段。若工作面壓力顯現(xiàn)明顯，則早班繼續(xù)進行生產(chǎn)，割煤2～3 刀后，確保工作面支架進入以煤壁為支撐的短懸臂梁的掩護下后再進行檢修，以便于充分利用頂板巖層自身的承載能力。為保證工作面每天的日檢修效果，中班生產(chǎn)班承擔檢修班部分收尾工作。

3 取得的效果

通過實施“有壓生產(chǎn)，無壓檢修”這一生產(chǎn)組織方案后，3302 工作面有效規(guī)避了工作面周期來壓期間頂板壓力大、工作面支架承載能力差的問題，液壓支架底座豎向裂縫未再進一步擴大，既能保證檢修班組檢修期間的安全，也能保證檢修班組之后生產(chǎn)班組的正常生產(chǎn)，極大地減少了工作面大塊矸石的產(chǎn)生，杜絕了煤流系統(tǒng)頻繁帶載停機。

3302 工作面自2020 年3 月中旬以來，每個月能夠保證推進度在240 m 左右，直至2020 年9 月20 日3302 工作面順利回采至停采線，順利轉(zhuǎn)入工作面回撤階段。

3302 綜采工作面成功回采的案例證明，“有壓檢修，無壓生產(chǎn)”不失為在特定設備狀態(tài)下一種可行的生產(chǎn)組織方式，也為支架承載力差狀況下類似綜采工作面的頂板管理和生產(chǎn)組織方式提供了借鑒。