浅谈晓南矿360m超长工作面的回采技术管理

董崇军 赵书远 刘鹏

铁法煤业（集团）有限责任公司晓南矿 辽宁调兵山 112700

1 超长工作面的设计理念

1.1 工作面煤质的影响

SW1403工作面所采煤层为14#煤层，煤层厚度1.56-3.32m，平均厚度2.37m，含夹矸较多，平均厚度0.5m，SW1403工作面原煤发热量为2720K/g，相邻SW1405、SW1402工作面原煤发热量为2650K/g、3686K/g，煤质相对较差，所以考虑留设隔水煤柱。

1.2 工作面“一通三防”影响因素

正常综采工作面的“一通三防”工作很重要，是设计工作面的重点因素，超长工作面尤显重要，所以，针对超长工作面瓦斯治理、通风、防灭火等问题，制定了相关防范措施[1]。

1.3 工作面周围采空区积水的影响

工作面两侧都是采空区积水区，其中SW1405采空区预计积水量5.4万m3，SW1402采空区预计积水量20万m3，同时补给水20m3/h。

解决方案一：工作面在采空区两侧都留有隔水煤柱，根据相关公式计算，SW1403运顺与SW1402采空区所需距离最小值为15.52m，SW1403回顺与SW1405采空区所需距离最小值为13.26m，超长工作面设计留设的隔水煤柱分别为38m和76m，符合相关规定。

解决方案二：根据矿井接续总体安排，第一个回采工作面运顺2017年3月开始施工，预计2017年7月份施工结束，然后探放SW1402采空区积水，预计积水量为20万m3，同时补给水20m3/h，如果按照出水量60m3/h，则需要139天，预计2017年12月份探放水结束，而超长工作面回采时间为2018年1月份，掘进接续紧张。

2 超长工作面地质条件简介和工作面设备配置

2.1 工作面位置

SW1403工作面位于南翼采区西部。南以SW1400工作面（未开拓）相邻；北与SW1402工作面（2017.8采终）相邻；东为二水平南翼西皮带中巷；西部为FW2-5断层。

2.2 工作面地质特征

工作面总体为一单斜构造，煤层倾向294°-308°，倾角3°-8°，平均为6°。本区域火成岩以FW2-5断层为通道，局部侵入14#煤顶板及煤层中，厚度0-2.30m，接触面煤岩层有高温变质及焦化现象，火成岩侵入面积较大。

2.3 工作面设备

工作面一切眼液压支架共147组，对接二切眼后，工作面液压支架共244组，其中2组ZZD24500-25/38型端头液压支架，3组ZYG6400-23/47型过渡液压支架，183组ZY6400-23/47型液压支架，56组ZY6800-15/35型液压支架，采煤机型号为MG400/940-WD，刮板输送机型号为SGZ-800/525＊2，转载机型号为SZZ-800/315，破碎机型号为PCM-160。

3 超长工作面的生产管理

3.1 运输机管理

（1）控制采煤机割煤速度。将工作面分解成若干个小工作面，在每个小工作面通过运输机拉货情况和推移运输机情况，限制采煤机割煤速度，防止割煤速度较快，造成运输机链子断或损坏其附属设备。

（2）调整运输机刮板之间间距。由原来的4个立环变成6个立环，共计减少刮板178块，每块刮板重量约为75斤，共计减少重量13350斤，减少工作阻力和设备之间的摩擦力，提高了设备开机率。

3.2 采煤机管理

更改采煤机截齿更换工艺。使用风动铲替换人工使用手锤敲打更换采煤机滚筒截齿，风动铲体积小，轻便，一只手就能操作，只需要焊接变头与φ25风管通过φ16软管连接即可。使用风动铲不仅减少了更换采煤机滚筒截齿的时间，也减少了上帮作业的时间，提高了更换采煤机滚筒截齿的效率，又增加了安全性，同时增加单位时间内其他相关工作的进度，减轻了员工体力劳动强度。

3.3 乳化液泵管理

由于工作面较长，乳化液泵站压力损失较大，除了在工作面正常铺设的各一趟进、回液管路外，又增加铺设一趟直径32mm的进液管，采取分段供液，减少管路压力损失，增加了液压系统的工作稳定性，减少乳化液的损失浪费，检修液压支架时，各段互不影响，提高检修效率和质量[2]。

3.4 工作面对接二切眼

传统方式对接切眼时，需要把运输机尾与过渡槽分解1次、组装1次，分别拖拽各1次，大件的起吊、调向及拖拽都会给安全工作带来很大的隐患，为了避免发生安全事故，在对接二切眼之前，提前安排人员在二切眼拉底施工并开帮掘绞车硐室，保证液压支架柱脚前距上帮煤壁宽度符合要求，由于二切眼长度较长，需要拖拽物件较多，提前稳固两台回柱绞车借力拖拽“打接力”，一台稳固在二切眼中部，另一台稳固在新后三角点，对接二切眼时，运输机尾与过渡槽未分解，整体拖拽至新后三角点与普通中部槽对接，作业时，两台回柱绞车可以平行作业，减少拽钢丝绳次数，提高了劳动效率，提前1个小班就完成了二切眼的对接工作，为矿井原煤生产提供了保障。

3.5 工作面边采边拆除中部槽和液压支架

工作面回采至即将收尾时，为多回收煤炭资源，在回顺侧需要边采边拆除中部槽和液压支架，工作面与斜回顺夹角为48°，传统拆除方式满足不了日常生产需要（每天拆除1块中部槽及1组液压支架），并且频繁的掐、接运输机链子也会损伤设备，对安全生产也不利，通过理论计算，每2天拆除2块中部槽，每天拆除1组液压支架，既能满足生产需要，同时又能达到保护设备的要求，为达到正规循环，及时调整二、夜班割煤方向，要求每天二班运顺割煤1刀，夜班回顺割煤1刀并为拆除中部槽打条件，确保白班顺利拆除中部槽和液压支架。

3.6 工作面防灭火管理

（1）工作面正常回采时，保证不留顶煤，减少采空区遗煤。保证采煤机内喷雾压力达到雾化效果。

（2）工作面前45m至运顺硬帮1m，用风筒布遮严，减少采空区漏风。每天利用水管冲洗支架和向架后采空区洒水。

3.7 渡旧巷管理

SW1403工作面是两个工作面“合二为一”的工作面，在工作面中部有一条与工作面垂直的旧巷（原SW1400旧巷），该条旧巷内有中心顶子（工字钢）、风水管路、铁道及铁枕木等铁器，旧巷内无空间，原巷道顶底板已相接，采煤机通过此旧巷时，采煤机滚筒先割顶刀，露出铁器后返机，使用液压带锯切断铁器后，采煤机滚筒再割底刀通过[3]。

回顺还有一条与工作面夹角为48°的旧巷（原南翼西皮带中巷），随着回采的推进，此旧巷往运输机机头方向移动。该旧巷原顶底板已相接，无空间，旧巷内基本无其它铁器。

过旧巷时，必须安排专人在旧巷与运输机头中间位置和运输机头拣铁器，防止铁器卷入运输机底链，损坏设备。

4 实际生产过程中遇到的问题

4.1 未采取爆破方式渡火成岩

SW1403工作面局部有火成岩侵入，过火成岩时，直接采取采煤机强行切割的方式过火成岩，未与爆破方式相配合过火成岩，对采煤机各部件及连接处损伤很大。SW1403工作面采煤机部件共更换3个采煤机滚筒，2个采煤机摇臂，更换如此多的大件，跟强行使用采煤机切割过火成岩有很大的关系，不管在从大件调运及装卸车工作，还是工作面起吊大件更换、运输大件等，浪费了大量的人力和物力，给安全工作带来很大的隐患，同时直接影响其它设备使用的周期。

4.2 运输机问题较突出

（1）SW1403工作面初期回采时，工作面有火成岩侵入，未对接二切眼之前工作面较短，运输机长时间拉岩石，造成中部槽磨损较严重，尤其是运输机前过渡槽，磨损更为严重，同时对接二切眼后，工作面加长，由于服务时间较长，造成运输机前过渡槽损坏，影响正常生产。

（2）SW1403工作面较长，由于采煤机割煤速度控制较差，运输机在满载或超载的情况下及出现电气设备故障等问题时，启动或频繁启动将会使运输机链条承受的动张力超过其极限值，同时链条磨损较严重，造成运输机断链事故。

5 经济效益

5.1 节省一次安装和一次拆除

SW1400工作面拆除材料预算：256992元，人工费用：276000元

SW1403工作面安装材料预算：882258元，人工费用：252000元

安拆费用共计节约：166.72万元

5.2 少掘进回采巷道1781m

回采巷道采用锚网支护，每米巷道掘进成本：5421.4元/m，工作面开切眼及两顺掘进预算：965.55万元。

5.3 减少巷道维修量1380m

SW轨道中巷、回风中巷、皮带中巷共计1380m，平均维修单价：5322.2元/m，可节约734.46万元。

5.4 多回收煤炭资源2.1万吨

按照我矿2020年商品煤平均成本和平均售价计算：

每吨商品煤利润=每吨商品煤售价-每吨商品煤成本=403.46-361.18=42.28元

多创造效益88.79万元。

节省资金：166.72+965.55+734.46+88.79=1951.52万元。

6 结语

SW1403综采工作面360m超长回采在我矿尚属首次，不仅减少了掘进工程量、安拆次数，还避免了探放水工作，同时通过矿领导及相关科室正确的指导，不仅在安全管理上保证无问题，同时也确保了SW1403工作面安全高效的回采，为矿井采掘接续奠定了一定基础，值得推广。