王碧榮

（山西臨汾西山能源有限責任公司，山西 臨汾 041000）

隨著煤炭開采技術(shù)的不斷發(fā)展，礦井開采地質(zhì)條件愈加復(fù)雜，工作面的布置形式多種多樣[1]，若一味采用相同的開采方法，不僅不能發(fā)揮出開采的機械化水平，還會造成煤炭損失。根據(jù)統(tǒng)計，我國礦井的三角煤浪費現(xiàn)象嚴重。因此，為了提高煤炭的回收率，需要對開采方法做出改進[2]。本文針對斜溝礦三角煤進行了開采工藝的討論，并將新工藝進行了實踐應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果顯示，三角煤的合理回采有效減少了煤炭資源的浪費，具有良好的經(jīng)濟效益[3-5]。

1 工程概況

隨著礦井開采技術(shù)的不斷提高，采煤工藝由最先的炮采工藝轉(zhuǎn)變?yōu)榫C采，逐步實現(xiàn)了開采的智能化、機械化。斜溝煤礦為低瓦斯礦井，現(xiàn)正在回采500工作面，該工作面位于井田規(guī)劃的東側(cè)，目前已經(jīng)回采290 m，即將完成整個工作面的回采工作，工作面回采過程中共留設(shè)25m的保護煤柱，與運輸大巷形成了一定范圍的三角煤區(qū)域，三角煤區(qū)域長21 m，最大寬度達到155m。500工作面為綜采工作面，采用U型通風(fēng)方式，工作面絕對瓦斯涌出量為1.5 m3/min，工作面頂?shù)装鍘r層特征如表1所示。

表1 斜溝礦500工作面頂?shù)装鍘r層特征表

2 三角煤開采工藝

三角煤因其特殊的形狀使得回采較難，一般情況下，三角煤的長度小于工作面的長度，在工作面回采過程中，需要不斷調(diào)整機械設(shè)備的數(shù)量，以滿足其長度的變化。此外，三角煤的存在加大了巷道圍巖的變形，不同寬度煤柱的支撐以及加強支護的費用都較高，當采空區(qū)頂板垮落時，礦壓明顯，易導(dǎo)致圍巖嚴重變形，甚至發(fā)生支架坍塌事故[6-7]。

三角煤回采的核心是在工作面回采過程中不斷縮減刮板輸送機的節(jié)數(shù)，在原支護的基礎(chǔ)上，工作面在推進至一定距離后，縮減一定數(shù)量的刮板輸送機節(jié)數(shù)，使得輸送機尾部形成階梯狀，最終與工作面綜采線平行，直至工作面封閉。

在對斜溝礦500工作面三角煤回采參數(shù)進行確定時，應(yīng)首先確定各個參數(shù)之間的位置，如圖1所示。圖中L為端頭支架個數(shù)，一般取值L=4，當L=0時，表示沒有端頭架特殊處理工藝；A為中間架距離機頭或機尾的距離，主要用于確定中間架范圍；N為推溜支架距離機頭或機尾的距離，主要作用是確定推溜開始點；O為推溜支架距離機頭或機尾的距離，主要作用是確定推溜結(jié)束點；P為人工干預(yù)時，煤機距離機頭或機尾的最小距離，用于確定斜切進刀段的開始點[8-9]。

圖1 各參數(shù)位置圖

斜溝礦500工作面三角煤回采工藝如下（中間段回采工藝如下頁圖2所示）：根據(jù)工作面500實際開采情況，確定小號支架號為10號，大號支架號為140號，當在中間段進行回采時，煤機前收護幫，收伸縮梁，同時進行噴霧工作，煤機后伸護幫，伸伸縮梁，同時進行噴霧、拉架、推溜等工作；中間段完成后進入掃底煤段，此時需要人工切換工藝段，煤機前收護幫，煤機后伸護幫，隨后進行移架操作，按照從大號向小號方向，即A—L的順序依次完成移架操作，移架過程中還應(yīng)注意掃底煤時的左右兩個滾筒高度的及時調(diào)整，前滾筒降低，后滾筒抬起，在進拐彎段過程中所有支架都不動作，當采煤機逐漸向機尾行走時，且實際進刀已完成后，進行人工干預(yù)；從掃底煤段切換工藝段到斜切進刀，按照從大號向小號方向開始進行推溜，采取逐架間隔推溜的方式，確保間隔時間最少為2 s，推溜工作時確保機頭整體直線推出；隨后人工進行切換工藝，從斜切進刀段切到割三角煤段，同理，按照從大號向小號方向，即A—L的順序進行移架，從N點開始跟機移架到A點停止，可以設(shè)置執(zhí)行移架的支架在煤機位置前或煤機位置后，至L架范圍內(nèi)，移架結(jié)束；人工切換工藝段，從割三角煤段切段到二次掃底煤段，二次掃底煤不推溜，煤機前收護幫，煤機后伸護幫，人工切換工藝段后，在A到L移架范圍內(nèi)的支架開始執(zhí)行移架動作，依舊按照從大號向小號的方向執(zhí)行，煤機走到N架時，機頭L架開始整體推溜，保證機頭整體直線推出（由溜子機頭設(shè)備決定），二次掃底煤段回采工藝如圖3所示；人工切換工藝段，從二次掃底煤段到中間段，L+1架開始推到跟機移架重合點，補推溜支架與煤機距離不小于煤機后推溜距離，N點后向機尾方向逐個補移架支架，補移架支架時與煤機距離不能小于煤機后移架距離，二次掃底煤段到中間回采工藝如圖4所示。煤機從機頭向機尾方向前進，開始一個新的循環(huán)[10]。

圖2 中間段回采工藝

圖3 二次掃底煤段回采工藝

圖4 二次掃底煤段到中間回采工藝

3 具體實施方案

為了更好地把控三角煤與工作面的位置關(guān)系，需要提前了解工作面的寬度與高度，在采空區(qū)頂板完全垮落的基礎(chǔ)上，再進行拆架工作。根據(jù)500工作面實際回采情況，確定工作面回采4 m后，拆除3臺支架，此時，為減少因為支架拆除帶來的漏頂問題，需要在機尾處搭設(shè)菱形鋼網(wǎng)，同時在頂板上的出口位置架設(shè)單體液壓支柱，便于支護的回撤[11]。

支架的拆除工作必須有序進行，首先拆除輸送機機尾部分的支架，最后拆除機頭部分的支架，當支架拆除運出后，進行輸送機的拆除，最后斷開刮板槽。整個施工過程采用“三八”制工作，早班主要負責支架的拆除工作，中班和夜班負責工作面的推進，確保每天可以推進6刀。

4 回采效果評價

采用此方法順利完成了500工作面三角煤的回采工作，提高了煤炭的回收率，為礦井帶來了直觀的經(jīng)濟效益。經(jīng)過統(tǒng)計，此次三角煤回采共回收煤15 689 t，煤單價按照450元/t計算，共增加了706萬元的經(jīng)濟效益，如果按照此方法繼續(xù)開采其他工作面，經(jīng)濟效益可觀。通過此次三角煤回采工作，完善了礦井煤炭開采工藝，不僅為工作面的接替提供了足夠時間，也為高效回采提供了新的方法[12]。該回采方法簡單、可行，具有良好的經(jīng)濟效益，值得大力推廣。