复杂地质条件下综放工作面回采

摘要：综采综放工艺都要求工作面两道平行布置，对负责地质条件的适应性较差，笔者根据多年的实践和探索，总结出一些复杂地质条件下综放工作面对接、旋转回采和边回采边加支架工艺。

关键词：复杂地质条件  综放  回采  工艺
 
综采放顶煤是回采工艺的一个重大变革，并以其具有低投入、低消耗、低成本、易于实现高产高效等优势而得到广泛应用。常规的综采、综放工作面要求工作面两道应平行布置，以利于综采工作面安全、生产和技术管理和充分发挥综采设备，大屯矿区由于地质条件十分复杂，断层多，落差大，大部分采区落差5～8米断层每平方公里达到8条以上，落差8～12米断层每平方公里达到3条以上，落差大于12米断层每平方公里达到2条以上，因此，在复杂地质条件的采区布置综采或综放工作面储量往往只能在10～50万吨，造成工作面安装、拆除搬家倒面频繁，很难发挥综采综放设备的优势，为了能在复杂条件下尽可能地采用综采和综采放顶煤工艺，发挥出综采工艺高产高效、安全低耗优势，我矿经过多年来的探索和研究，摸索和总结出了一套完善的关于综采综放工作面对接、旋转回采和边回采边加支架工艺，即综采综放工作面可以面长不等长（边采边加支架或内外切眼对接）、在走向方向拐弯，而普通综采工作面的对接、旋转回采和边回采边加支架工艺，相对比较简单，综放工作面对接、旋转回采和边回采边加支架工艺由于设备体积大，工序多，工艺复杂，在工艺、安全、技术、生产组织和现场管理等方面都是一个值得研究的课题。

我矿综放工作面三机配套设备为：ZFSB4400A/16/28型放顶煤支架，AM500型采煤机，工作面前、后溜子型号为SGZ764/400型，前后部溜子齿轮箱、电机在工作面为垂直布置。

一、综放工作面对接工艺

我矿7535工作面由于受F298断层（落差H=7～10M）影响，原设计切眼位置不能正常布置切眼，为减少资源丢失，因此将原设计切眼长度缩短，甩掉F298断层落差大于4米段，将工作面布置成刀把形，即1号切眼推进100米后与2号切眼对接，1号切眼长度118米，安装支架80台，2号切眼长度55米，如果在1号切眼推进至2号切眼位置再停采搞安装对接工艺比较简单，便于回采和生产管理，但影响工作面产量，1号切眼采动影响造成2号切眼顶板管理难度大，威胁安全，为缩短工作面对接工期，提高工作面单产，同时为保证2号切眼顶板安全，经过方案比较，应将2号切眼支架提前安装到位。

综放工作面对接是一项技术含量高、现场管理严密的一项工程，它涉及到2号切眼支架的定位、对接时的合理间隙、后部溜子机尾的解体运输空间及工作面与切眼的伪斜角度等诸多因素，而且工作面回采过程中的倾角、地质构造变化、顶底板条件时刻都处在动态的变化过程中，这给工作面的对接带来更大的困难。在2号眼支架安装前，必须根据1号切眼支架、溜子的现有位置，以及其推进过程中的运行趋势、工作面的伪斜角度、倾斜角度、两道的坡度变化等精确计算，按照以往普通综采工作面对接的经验，采用了预留一台支架对接空间，另加0.3m的调整系数对小面支架安装进行定位，以便于工作面在对接前推进过程中的调整。考虑到工作面对接时前后部运输机机尾要沿上去,为留出运输空间,所以2号切眼安装时,只安装支架和后部运输机,不安前部运输机,在1号切眼推进过程中，我们随时掌握工作面支架及溜子的运动趋势，由于工作面前后部运输机与支架运动速度的不同步，增加了对接的难度，尤其是后部运输机的对接间隙要求较为严格，为此，在安装2号切眼支架前，在正对1号切眼材料道外口补掘了一个支架存放峒室，预先存放一台支架，留出后部运输机机尾解体从2号切眼支架前方外运的空间。后部运输机采用分组摆放不完全连接方式。在回采过程中，采用了边回采，边调整校验的方法，随时掌握1号切眼支架、溜子在推进过程中的动态，以及与2号切眼的第一台支架的相对位置，当工作面推进至2号切眼30米左右时，采用激光定向，根据两面对接所需的间隙及时调整工作面角度和甩面比例，保证有足够的对接空间，当1号切眼推进与2号切眼前后还差一台支架错距时，将后部运输机机尾的齿轮箱提前卡掉，运至2号切眼机尾准备对接。然后1号切眼继续推进至与2号切眼在同一直线时，卡开前部运输机机尾运至2号切眼上口，再铺前部运输机溜槽与机尾对接。经过精确计算和合理调面，工作面两切眼对接时，预留支架的空间宽度刚好1.5米，正好将预留支架顺利插入，使整个工作面形成了一个整体，从而保证了小面对接的一次成功。

二、综放工作面旋转回采工艺

我矿7535工作面由于受Ｆ298(H=＞10M)断层影响，为了避开该断层影响，工作面沿走向有25度拐弯，即工作面回采至溜子道拐点时，工作面回采要旋转25度，即机头不动，机尾要多推进70米，才能调整到正常回采的位置，为保证工作面甩面回采成功，在技术管理和现场管理方面均采取了行之有效的措施，首先制定了严密的甩面方案，对甩面前的工作面进行了调整，对开始甩面的位置、甩面比例、煤机拐刀位置、推溜和移架顺序以及具体的调架措施都进行了认真的研究。当工作面机头距拐点10米时开始调面，在现场施工过程中严格按措施落实，随时掌握工作面状况，从现场管理、技术管理和安全管理上严格把关，由技术人员对支架每天的架间中心距、推溜千斤顶摆向、机头机尾的相对位置和上窜下滑趋势都作了详细的记录，并及时总结归纳，采取相对应措施。根据工作面状况，最初甩面比例最大为12:1，一旦发现支架有挤架或歪斜现象立即进行调架，并调整甩面比例，在工作面开始进入调面期间，由于支架支护状态调整到了最佳状态，所以采用了12:1的大比例甩面，煤机一律跑长刀，在机头过拐点之前，推溜顺序统一由机头往机尾推，且工作面下半部推溜采用推拉结合和小分量多次推移的方法，由于措施得力，一开始效果较好，当机尾推进18米后，工作面中部部分支架出现了挤架歪斜现象，这时立即调整甩面比例，改为3:1比例推进，同时对歪斜挤架的部分支架采用单体辅助调架，两个循环以后，工作面支架出现了明显好转，恢复到正常状态，这时又加大甩面比例，改为８:１比例，当机尾推进至拐点时，机头距拐点还余5米，  这时再次加大到10:1的甩面比例，在机尾推过拐点后，又第二次出现了挤架歪斜现象，这时再次将甩面比例减小为4:1，并采取辅助调架措施，待支架状况得到好转后，甩面比例再次加大到１０:１，同时改变推溜顺序，推溜由上往下依次推，使支架溜子尽快下滑，最大限度地保证了工作面在甩面过程中做到过拐点前机头运输机能正常吐煤，过拐点后机尾出现的小面最小，并有效地防止了歪架、倒架现象和顶板事故的发生。由于甩面过程中工作面不等长，工作面机尾会出现小面，根据理论计算小面最大长度将达到5米左右，按照顶板支护强度计算要求，小面每增加0.8米增加一对长花钢支护，前后部溜子各架设一对，交替迈步前移，错距0.6米，同时由于甩面期间工作面前后部溜子上窜下滑不同步，且拐点处前后部溜子机头与转载机搭接长度变化较大，为保证工作面溜子与转载机搭接合理，正常吐煤，除及时拨转载机外，还根据工作面前后部溜子机头的长度变化采用两节长1125mm的调节槽与正常的中间槽配合使用，以保证工作面溜子机头长度的合理搭接，并坚持每天拨转载机，使整个调面工作均按预定的方案进行并取得了成功，达到了预期的目标。

三、综放工作面边回采边加支架工艺

由于受断层的影响，我矿7360工作面为不规则布置，面长为175～217米， 即工作面推进一段距离后，工作面须边回采边加支架，斜材料道与原材料道的夹角为54度，面长共增加42米，经计算工作面每推进1米须加一台支架，共须加支架28台，考虑到该区域巷道布置在断层附近，为避免采动影响变形，有利于加支架期间顶板支护，巷道采用了锚架联合支护工艺，在确定加支架方案时，考虑到前后部机尾齿轮箱电机占用空间大，影响机尾出口支护，为提高机尾出口支护强度，根据计算前后部运输机单机运转能够满足要求，故决定在延面加支架期间工作面前后部运输机齿轮箱拆除，采用单机运转，也简化了每次对接运输机的工作量，另外，后部运输机每次延长工序复杂，影响时间长，不便于顶板维护，因此决定每次加支架时后部运输机暂不延长，只分次延长前部运输机和加支架，待支架全部加完面长达最长时一次将后部运输机延长到位，原机尾处留出一台支架空间的小面暂时不加支架，待延长后部运输机时再加按小面支护要求支护，待工作面至最长时延好后部运输机后再加。。在劳动组合上，为确保工作面正规循环和作业安全，提高工作效率，加支架工作安排在每天早班进行。具体方案为：当工作面机尾推进至A点时，先靠原材料道下帮加第一台支架，第二台支架存放在老材料道前方峒室内，并延长前部运输机，当工作面推进4个循环后，加上第三台支架，并使第三台与第一台支架之间留出一台支架空间，然后把第四台支架运到第三架上侧运输机尾处，沿斜材料道方向放置并支撑于顶板，起临时支护顶板作用，然后边推进边调整，当推至第六个循环时第四架调整到位。继续推进机尾小面将逐步增大，小面维护严格按小面顶板管理措施执行，为下一步添加支架创造条件。每次加支架均根据工作面推进度及小面宽度一次可加一台、两台或三台支架，并提前将第二天要增加的头一台支架运到位，沿斜材料道方向放置并支撑于顶板，起临时支护顶板作用，然后边推进边调整支架使之就位，这样总能保持工作面推进过程中机尾出现的小面最小，既能减少小面维护工作量，也能确保机尾出口顶板管理安全。当工作面推进至面长最长时，边采边加支架工作基本结束后，将后部运输机延长对接好，并将原来预留的一台支架就位安装好，整个加支架工作顺利结束。

目前，为适应我矿复杂的地质条件，综放工作面对接、旋转回采和边回采边加支架工艺技术已比较成熟，并得到广泛应用，取得了较为明显的经济效益。