井下复杂工作面高效综采技术的应用研究

王 亮

（大同市同煤集团云冈矿，山西 大同 037007）

随着综采作业技术的不断提升，煤矿矿井深度不断增加，导致综采作业的地质环境日趋复杂，目前多数煤矿在进行综采作业时，均采用了将综采巷和运输巷进行平行布置，均匀开工作面的切眼[1]，但在复杂地形条件下，煤炭分布不规则性增加，现有的综采技术方案造成了大量的煤炭无法开采，严重影响了综采作业的经济性。某矿针对以上情况，结合其实际井下地质条件和长期工作总结，提出了在综采作业的过程中边作业边安装刮板输送机和液压支架，在作业后期边撤出液压支架、刮板输送机边开采，同时在端头巷道进行放煤的高效综采技术，突破常规的综采布局方案，优化了综采作业方式，极大的提升了煤矿井下复杂地质条件下的综采作业效率，提升了煤炭回采率，具有极大的应用推广价值。

1 边采边设置液压支架及刮板输送机

某矿井下工作面，在综采作业开始时，根据初始的综采巷道长度，共设置了37 组液压支架，同时结合初期综采面较短的现状，将刮板输送机去除电机和减速箱，只采用简易单机运转的方案，确保综采作业时便于设置液压支架和刮板输送机，随着综采作业的不断进行，当液压支架组的数量达到86 组后，单电机驱动已无法满足作业需求，此时对刮板输送机的机尾侧进行相应的改造，将电机和减速箱由刮板输送机的后侧转移到刮板输送机的采空侧，从而解决了井下液压支架后部空间小，无法满足井下安装和支护的难题。

完成对电机和减速箱的设置后，为了解决综采作业过程中输送机机尾收缩而导致的电动机冒压的问题，经过多次的分析验证，本文采用了在刮板输送机的机尾的位置设置两组无尾梁的液压支架，使其一直处于机尾的第一个支架的侧后方的巷道内，在综采时，使两组液压支架的推拉道和刮板输送机的后部的托板连接，由刮板输送机拉着其不断的移动。在进行支护设置时采用了用液压支架的顶梁和前梁保护后侧的顶板的支护结构，解决了安装后侧刮板输送机时支护空间不足，易受到落石冲击的难题，其液压支架的布置结构如图1 所示[2]。

图1 综采面液压支架机尾支护结构示意图

2 边撤出支架及刮板输送机边综采

由于煤矿井下地质条件复杂，为了确保撤出时的效率和安全性，经多次验证，采用了先撤出第二组液压支架的回撤方案，在刮板输送机的机尾的位置始终设置一组端头支架，实现对机尾位置的三角区域顶板的重点防护[3]。

在进行回撤时，应确保第二组液压支架一直正对着井下综采巷的中部，尽可能大的释放空间，便于回撤作业操作。首先由撤收人员将刮板输送机的中部槽撤出，使前侧的刮板输送机的中部槽数量要比后侧的刮板输送机少一个，在生产班组接班后，直接撤出第一组液压支架即可。然后在第二天撤收人员对后侧刮板输送机的中部槽进行回撤，将该处的中部槽，从前天撤出的液压支架的位置运出，能够极大的提升刮板输送机和液压支架的回撤效率，提高回撤作业的安全性，井下综采作业面的液压支架的机尾撤架和支护作业示意图如图2 所示。

图2 井下工作面机尾回撤和支护结构简图

3 端头巷道放煤

由于井下煤层储存条件复杂，综采巷道也是沿着煤层的底部处分布，因此为了提升煤矿井下不规则区域内的煤炭的出采率，采用了在井下综采运输巷处采用放煤，用支架进行顶板支护的方案，放煤液压支架的整体结构如图3 所示。

图3 放煤液压支架结构示意图

为了确保煤矿井下巷道的正常放煤作业，首先对巷道的顶煤进行预松动，在进行松动时主要采用的是来回升降液压支架，给顶煤施加连续循环的外力或者卸锚索梁的方式，在进行放煤作业时需重点注意以下几个方面[4]：

1）由于煤矿井下的运输巷上的2 组锚索梁一组是处在巷道的中心线处，一组是处于巷道的采空区侧，因此需要采用在巷道外侧将其位移采空区处的锚索梁进行拆除，在确保安全的情况下，加强对顶煤的松动。

2）为了降低放煤时对顶板上的金属防护网的影响，在对巷道的支架进行拉动时，需要将放煤支架的伸缩量先收回约300 mm，并在放煤液压支架的上侧将防护网剪断，从而有效的确保巷道放煤的质量。

3）在使用液压支架对顶煤进行破碎时，为了确保对顶煤的破碎效果，支架在进行反复支护时的初撑力不得小于26 MPa，同时需要将井下转载机的机尾的位置设置一个敞口，确保巷道内顶煤破碎后能够顺利的落入到转载机里面。

4 结论

本文针对煤矿进行复杂地质条件下炭综采效率低下、煤炭出采率差的难题，结合某矿实际井下地质条件和工作经验，提出了一种新的高效综采技术方案，根据在某矿的实际应用表明：

1）在刮板输送机的机尾的位置设置两组无尾梁的液压支架，使其一直处于机尾的第一个支架的侧后方的巷道内，解决综采作业过程中输送机机尾收缩而导致的电动机冒压的问题。

2）采用了先撤出第二组液压支架的回撤方案，在刮板输送机的机尾的位置始终设置一组端头支架，实现对机尾位置的三角区域顶板的重点防护，确保撤出时的效率和安全性。

（编辑：苗运平）