辛置煤矿综采工作面调斜及末采工艺实践

宋 迎，师云龙

(霍州煤电集团有限责任公司辛置煤矿，山西 霍州 031400)

0 引言

辛置煤矿位于山西省临汾盆地北沿，霍州南端，矿井始建于1952年，最初设计生产能力为90×104t/a，后经技术改造、装备升级，矿井生产能力得到大幅提高，2013年矿井生产能力核定为280×104t/a。矿井采用混合式开拓方式，东南两区分区开采，东区开采太原组10号煤层，煤层平均厚度2.6 m。东四采区10-422工作面回采期间为防止刮板输送机上窜下滑，采用调斜工艺将刮板输送机机头逐渐调整至超前机尾5 m[1-3]。为确保少丢煤并有效保护采区系统巷道，必须在末采时使刮板输送机与停采线平齐，因此末采前必须对工作面调斜。

1 调斜施工思路

1.1 初采初放期间

10-422工作面初采前，为防止工作面刮板输送机在推采过程中出现上窜下滑，要采取措施使机头机尾合理调斜，按正副两巷落差定，低的一侧超前调斜。由于工作面机尾比机头低(机尾要超前)，倾角在2°～16°，如果刮板输送机上窜，将造成机组机头搭接不合理、机头割不透或者刮板输送机拉回煤[4-6]，且正巷端头标高低于副巷端头标高(正巷端头标高505 m，副巷端头标高532 m)，因此工作面开始初采初放时要进行调斜。根据现场地质条件，依据调斜计算公式得出调斜距离为5 m，即推进10～15 m后保证正巷超前副巷5 m，这样可以保证长时间采煤机通循环作业，如刮板输送机继续下滑机尾最多可超前机头8～10 m。刮板输送机上窜时为防止正巷安全出口宽度不够甚至向转载机煤柱侧洒煤现象，可控制机头快机尾2～3 m[7-9]。为保证在调斜过程中尺寸掌握合理，在工作面两端头沿巷道分别标定推进度，采煤机司机每班割完煤后，安排专人根据标线判断刮板输送机上窜或下滑量，当工作面出现上窜下滑的趋势时，及时采取有效措施进行控制。在调斜过程中，应保证工作面的工程质量，保持支架不歪、不咬、不挤、移架过程中及时调整支架[10-13]。

1.2 末采期间

10-422工作面末采时，因先前初采时采取了调斜施工，为保证综采工作面末采结束时煤壁线与计划停采线平齐，需要再次使用调斜工艺对工作面进行调斜施工。采取按比例插刀作业的方式逐渐调整工作面角度，逐步实现回采刮板输送机与停采线平行后再推进，减少工作面无计划丢煤。为保证工作面推进至正巷1号导线点、副巷12号导线点前20 m处停采，停采线前10.2 m(17个循环)开始铺网上绳工作，因此在副巷推进至12号导线点前45 m开始调斜，工作面平面布置如图1所示。调斜施工过程中，若工作面刮板输送机下滑(往机头方向)，可单向推移刮板输送机：即往机尾割煤时，沿工作面倾斜方向，从机头往机尾方向顺序移架、推溜；往机头割煤时，等采煤机开至原进刀位置，然后依次从机头往机尾方向推溜(拉架随着割煤顺序进行，推溜则要单独单向进行)。若刮板输送机上窜(往机尾方向)，则按反方向采用至上而下移架、推溜方式。

图1 10-422工作面平面布置示意图

2 末采施工工艺

2.1 末采期调斜施工

调斜施工工艺：回采机尾每推进2次，回采机头推进1次。每次都要求截深0.6 m，拉机尾→顶溜→拉一次机头(返刀)→顶溜→拉第2次机尾，结束一个循环，也就是以拉机头工序为2个循环的衔接，而正常推采期间割煤时每刀在机头机尾割通三角煤后都要拉一次机头、一次机尾，而这里过渡的一次拉机头工序返刀时只做到割透煤壁而没拉机头。每次机组由机尾向机头割煤，工作面推溜采用单一由机尾向机头方向推进(支架也由机尾向机头方向靠架)直至回采溜子与停采线平行。

调斜施工方法：工作面调斜时，机组在机尾端头斜切进刀(进刀截深0.6 m)，割透后(拉机尾后顺序顶溜至拉第1次机头)由机尾向机头方向割煤、拉架、顶溜(此处拉架与顶溜同步进行)，割至机头，返刀，然后在机头端头斜切进刀(进返刀截深均为0.6 m)。割透后(由机头顺序顶溜至拉第2次机尾结束，此处正规循环应是机头斜切进刀割通三角煤后也要拉一次机头，但此处没拉，第1个循环不存在机头割不透的情况，但是从第2个循环开始呈现出每次机头比机尾少进一刀的情形，达到2∶1的插刀效果)向机尾方向割煤、拉架，机组割煤至机尾将煤壁冲直后，由支架工从机尾向机头方向顶溜(此处顶溜单独进行，不跟随拉架操作)，如此往复循环作业，直至回采溜子调斜角度与停采线平行，再执行正规循环作业，即割煤→拉架→顶溜，而且每刀煤都拉一次机头、一次机尾。调斜期间，根据现场实际情况工作面支架由机尾向机头靠架(拉架顺序还是跟割煤方向同步)，机尾向机头顶溜，支架与溜槽不得出现0.2 m以上错距。这样循环操作比按照每刀煤机尾进刀0.8 m，机头进刀0.4 m的方法进度更快，因为该方法工序没少，时间没少，但是效率较低。

2.2 末采施工总体方案

当工作面推进到距停采线位置10.2 m(剩17个循环)时，正、副巷超前范围内支设双排支柱至停采线后20 m。采煤机割煤后从机尾到机头平行工作面铺设四道菱形金属网(10 m×0.8 m)，铺单层网(顶板破碎处铺双层网)，以后每个循环铺一道菱形金属网，铺设第1道网时采用挂连钢丝绳方法。距停采位置剩余7.8 m(剩13个循环时)，割煤铺网后沿工作面方向在第5道网中间挂连一道钢丝绳(细φ22 mm、粗φ28 mm)，以后每个循环连一道钢丝绳(细绳2道)，共铺连9道钢丝绳。当工作面推进到距停采位置剩余2.4 m(4个循环)时，采煤机割煤后停止移架，在距支架顶梁前端0.6 m处，沿顶板打一排锚杆，之后每个循环按0.8 m只移溜割煤施工顶锚杆不移架，在顶板上共打三排锚杆。在距支架顶梁前端0.3 m处布置第1排锚索，在第2排锚杆处布置一排锚索，共计2排锚索。推至停采位置后在煤帮处打2排帮锚杆，如顶板压力较大或顶板破碎时，应在停采线靠煤壁侧加打贴帮柱。末采期间，工作面采高控制不低于2.5 m，最后3个循环将底板割平，浮煤清净。

2.3 机尾三角区及绞车硐室施工

机尾三角区施工：为保证回撤时轨道拐弯顺畅，需在回采机尾处扩三角区，沿工作面长10 m，沿轨道巷长3 m。三角区采用复合支护，并施工10～20组组合锚索以加强支护，组合锚索呈扇形布置。①施工顺序。机组在机尾处割上刀煤→敲帮问顶→支护顶网→返刀割下刀煤→退机40 m→顶溜、回采调斜→机尾处割上刀煤→敲帮问顶→支护顶网→返刀割下刀煤→退机30 m→顶溜、回采调斜→机尾处割上刀煤→敲帮问顶→支护顶网→返刀割下刀煤→退机20 m→敲帮问顶→处理煤渣→施工帮锚杆、补网→补打锚索。②施工方法。停采后，根据三角区施工位置，机组在回采机尾进刀割上刀煤，机组退回距机尾20 m外，并停机闭锁回采、机组。由副队长和一名有经验的工人进行敲帮问顶，发现问题及时撤离人员并进行处理。检查无误后，作业人员对三角区新揭露的顶板进行锚网支护。支护完毕后将机尾人员全部撤离后，打开机组、回采刮板输送机闭锁，再割下刀煤。施工完后把机组开至距回采刮板输送机机尾40 m处，开始用单体柱将回采刮板输送机中部顶回落山侧(即支架前)，机尾段30 m顶向三角区，刮板输送机弯曲不大于3°。机组在回采机尾第2次进刀割上、下刀煤，经安全确认后，对三角区补网加强支护。机组开至距机尾30 m处，将距机尾30～40 m段刮板输送机顶向支架侧，距机尾20 m段顶向煤壁侧。③机组在回采机头方向向机尾进刀割上刀煤，再将机组退回距机尾20 m外，并停机闭锁回采、机组。然后执行敲帮问顶、补网、支护、打帮锚等工序，割下刀煤，施工工序同上，再把煤渣用铁锹铲到刮板输送机里运出。最后在三角区处施工10～20组组合锚索以加强支护，组合锚索呈扇形布置。

绞车硐室施工：三角区施工完后，在回采机尾正对切巷处施工一个绞车硐室，规格3 m×2.6 m×3 m(宽×高×深)，绞车硐室的中心线距工作面停采煤壁侧1.5 m。施工绞车硐室施工顺序为准备工作→敲帮问顶→硐室前施工锚索→风镐刷扩→临时支护→安全检查→清理煤渣→永久支护。

3 结语

末采时采用调斜工艺尽管工作面推进速度有一定降低，延长了末采时间，但是多回收煤炭资源7 560 t，经济效益可观。采用刷扩三角区的方式增加直角拐弯处轨道曲率半径，可以确保支架等大件设备回撤运输时平缓通过拐角处，极大地减少掉道事故的发生，确保了工作面回撤时的运输作业安全。